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谷子冠层温度分异现象及其生理特性研究

秦晓威  
【摘要】: 于2005~2007年在西北农林科技大学农作一站进行田间试验,应用红外测温技术对谷子冠层温度进行了3年观测,并对其中群体温度表现有代表性的品种在籽粒形成和灌浆期进行了冠层叶片生理代谢参数—叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、可溶性糖含量、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和硝酸还原酶(NR)活性等指标的测定。为了解谷子群体冠层温度分异现象及其生理特性进行研究。试验结果表明: 1.在大气、土壤、栽培措施完全一致的一个小尺度范围内,参试谷子品种存在冠层温度分异现象。与对照品种冀优2号相比,衡谷9号和豫谷1号的冠层温度持续偏低,称为冷型谷子;谷丰888、05-61和金谷3号的冠层温度持续偏高,称为暖型谷子。不同温型谷子群体温度的变化相当稳定,不因试验年份的改变而变化。 2.不同温型谷子冠层叶片生理特性存在明显差异。开花后5天,谷子功能叶叶绿素含量迅速下降,冷型谷子功能叶叶绿素分解缓慢,叶绿素稳定时间长;谷子在乳熟初期,功能叶可溶性蛋白质含量呈下降趋势,不同温型谷子的下降有别,冷型谷子下降速度慢,结果导致自乳熟中期开始,冷型谷子可溶性蛋白质含量明显高于暖型谷子;谷子功能叶可溶性糖含量均随乳熟期的完成而逐渐降低,随着蜡熟期的临近而呈现缓慢增加趋势,但冷型谷子功能叶中可溶性糖含量总是高于暖型谷子;不同温型谷子功能的NR活性也存在明显的差异。在开花至乳熟初期,谷子NR活性呈上升趋势,此后,随着生育进程的推进,NR活性开始缓慢下降,但与暖型谷子相比,冷型谷子具有较高的NR活性。花后不同温型谷子功能叶叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、可溶性糖含量和NR活性的动态变化的差异标志着不同温型谷子叶衰老程度和生理代谢活性的差别,冷型谷子叶绿素分解缓慢、可溶性蛋白质含量、可溶性糖含量和NR活性高的生理特点,对维持叶片正常生理代谢活性,保持较高的光合生产力有重要作用。 不同温型谷子在籽粒灌浆期防御活性氧活性变化动态存在明显差异。与暖型谷子相比,冷型谷子SOD、CAT等保护性酶活性随着时间推移,下降幅度小,酶活性高,有助于清除活性氧,减轻膜伤害,从而延缓叶片衰老;且MDA含量积累速度缓慢,含量低,表明了这类谷子在籽粒灌浆期间叶片膜脂过氧化程度低,膜系统结构和功能受伤害程度轻,生理代谢旺盛。 3.对谷子主要农艺性状与单株产量相关分析研究表明,穗重、出谷率、穗长和穗粒数与单株产量呈极显著正相关,是构成产量的主要因素;茎粗与单株产量也呈正相关;主茎高与单株产量呈负相关,但影响不大。 通过对6个性状与单株产量的遗传相关分析表明,不同温型谷子在遗传相关上存在明显差异。冷型谷子在穗重、出谷率、穗粒数和穗长性状与单株产量的遗传相关关系较暖型谷子显著,表现出冷型谷子较优的遗传特性。因此,在谷子品种选育中冠层温度持续偏低可作为目标性状之一值得重视的。 从产量角度分析,不同温型谷子间籽粒产量差异并不显著,即冷型谷子并不一定高产。有关不同温型谷子和高产方面的内容还需要今后的进一步研究。


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