冬小麦光合作用和叶绿素荧光特性的研究

随着小麦收获指数的提高,高光效育种将是小麦产量进一步提高的主要育种手段,通过分析210份小麦材料拔节期、抽穗期、灌浆后期3个生理阶段的光合生理特性和叶绿素荧光特性,探讨了小麦不同光合指数和叶绿素荧光指数相互之间的相关关系,以期为小麦高光效育种提供一些理论依据。研究结果表明,小麦拔节期、抽穗期、灌浆后期光合速率平均值分别为13.49 μmol/(m2?s)、16.22 μmol/(m2?s)、7.83 μmol/(m2?s),变异范围分别为0.70~22.06 μmol/(m2?s)、5.59~25.17 μmol/(m2?s)、0.82~17.1 μmol/(m2?s);胞间CO2浓度平均值分别为222.1 vpm、200.5 vpm、232.9 vpm,变异范围分别为153.0~330.3 vpm、147.0~275.7 vpm、156.8~321.0 vpm;蒸腾速率平均值分别为3.41 mmol/(m2?s)、4.45 mmol/(m2?s)、3.28 mmol/(m2?s),变异范围分别为0.67~6.55 mmol/(m2?s)、1.97~7.33 mmol/(m2?s)、1.03~6.22 mmol/(m2?s);气孔导度平均值分别为0.18 mol/(m2?s)、0.20 mol/(m2?s)、0.10 mol/(m2?s),变异范围分别为0.02~0.44 mol/(m2?s)、0.05~0.52 mol/(m2?s)、0.02~0.27 mol/(m2?s);叶面温度平均值分别为27.5℃、32.2℃、34.7℃,变异范围分别为18.4~36.4℃,23.2~37.1℃,25.5~42.9℃。小麦拔节期和抽穗期的初始荧光平均值分别为91.9、40.5,变异范围分别为49.33~125.33、17.67~63.67,最大荧光平均值分别为522.6、224.3,变异范围分别为287.6~668.7、84.3~375.3;PSⅡ最大光化学量子产量平均值都为0.82,变异范围分别为0.78~0.88、0.75~0.88。相关分析表明,不论是拔节期、抽穗期还是灌浆后期,光合速率都与气孔导度和蒸腾速率显著正相关。在小麦抽穗期光合速率与胞间CO2浓度相关不显著,但在拔节期和灌浆后期光合速率与胞间CO2浓度显著或极显著负相关,气孔导度与胞间CO2浓度和蒸腾速率在小麦3个生理时期都呈正相关,且大部分达到了极显著水平,胞间CO2浓度与蒸腾速率在拔节期和灌浆后期呈显著负相关;通过叶面温度与其他光合指标的相关分析,推断小麦的最佳光合温度为20℃左右;通过对小麦叶绿素荧光指标与小麦光合指标的相关性分析,发现小麦在抽穗期其光合性能更易受环境条件的影响,因此应该在小麦抽穗期加强小麦光合生理指标稳定性的选择。