高温对棉铃对位叶光合能力的影响(2)
Key words: High temperature；Cotton；Subtending leaf of cotton boll；Photosynthetic capacity
目 录
摘要1
关键词1
Abstract…1
Key words2
引言2
1 材料与方法…3
1.1 实验设计 …3
1.2 处理设置 …3
1.3 测定内容与方法 …3
1.3.1 气体交换参数…3
1.3.2 叶绿素荧光参数3
1.3.3 叶绿素3
1.3.4 蔗糖、淀粉含量3
1.3.5 比叶重4
1.3.6 相关酶活性的测定4
1.4 数据统计与分析方法 …4
2 结果与分析…4
2.1 光合参数…4
2.2 叶绿素… 5
2.3 叶绿素荧光参数 …5
2.4 蔗糖、淀粉含量 …6
2.5 碳代谢相关酶 6
3 讨论7
4 结论… 8
致谢…8
参考文献9
高温对棉铃对位叶光合能力的影响
随着全球温室效应加剧，地球表面的温度在过去的一百年里已经增加了0.76℃。据2013年IPCC第五次评估报告预测，21世纪末，地球表面的温度仍将上升1.5-4℃[1,2] 。全球气候的变暖将导致高温等极端天气和农业气象灾害发生的频率和强度增加，从而对作物生产带来不可预计的严重损害。
棉花虽起源于热带地区，但其生长的最适温度范围约为23.5-32.0℃，研究表明，日均温超过30℃、日最高温度超过35℃时棉株即受到高温胁迫[3]。而在长江中下游地区，一年中7-8月常有35℃以上的持续高温天气的出现，而此时棉花正处于产量品质形成的关键期（花铃期），持续的高温会导致棉花产量下降[4]。不同温度敏感型品种对高温的响应存在差异，其差异机理研究可为耐高温品种的选育和棉花抗逆栽培提供理论支持。
根据前人的研究[5,6,7]，在日均温26.0-27.2℃条件下,棉花产量会发生第一次的快速下降；在24.0-26.0℃及27.5-29.6℃条件下，产量随温度升高而缓降，通过分析发现，高温条件下棉花产量的下降是由铃重的下降和成铃率的下降共同导致。进一步分析发现，高温导致棉花光合产物生产速率下降、棉株呼吸强度升高，进而引起棉株体内光合产物亏缺[8]、棉株生理性早衰、现蕾数减少、脱落率增加，铃重减轻，最终导致棉花减产[9-11]。所以源能力不足是高温下棉花产量下降的关键原因。而棉铃对位叶作为棉花主要源器官是光合产物形成、储存及输出的主体，对棉花产量与品质的形成起关键作用。
光合作用是地球上最重要的生物合成过程，棉花的生物产量90%-95%来源于棉叶的光合作用[12]。前人对高温影响棉铃功能叶光合作用的生理机制作了大量的研究，发现高温可以通过一系列方式，如：降低叶绿素含量、提高呼吸强度、加剧膜生理代谢等，最终影响棉铃对位叶的光合能力，从而降低棉花产量[13,14]。棉花光合产物一部分以蔗糖的形式在源库组织中运输，另一部分则合成淀粉暂时贮存在叶绿体中。蔗糖是植物体内光合产物运输的主要形式，控制着光合产物运输的速度[15]；淀粉是光合产物的暂时贮存形式，其合成速率间接受蔗糖合成速率的影响[16]；淀粉、蔗糖及可溶性糖含量成为了反映植物体内碳代谢的重要指标[17]。由此可见，高温对棉花对位叶光合能力的影响不应仅体现在光合产物的形成上,还应体现在对光合产物暂时储存和输出能力上。
叶片Rubisco酶和磷酸蔗糖合成酶（SPS）被认为是碳代谢中的关键酶，前者主要是在光合过程中起到碳固定的作用，后者主要调节叶片中的蔗糖向库器官输送，蔗糖的合成和输出速率与碳固定速率以及SPS活性紧密相关。对蔗糖合成酶（SuSy）的研究发现其在植物代谢中的主要作用是分解蔗糖和供应能量[18,19]。因此，Rubisco、SPS 和SuSy活性都能够影响棉铃对位叶中的蔗糖代谢和随后的棉铃形成。
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