全 文 ：小黑麦不同基因型光合特性的比较
魏亦农
(石河子大学新疆作物高产研究中心　石河子　 832003)
摘要:本文就 6个不同基因型小黑麦光合特性进行了研究 ,结果表明不同基因型小黑麦其光合速率、 Fo、 Fm、 Fv /Fm均
有显著差异 ,但不同的光合特性参数差异不同。
关键词　小黑麦　光合作用　基因型　叶绿素荧光
Compaison of Photosynthetic Characteristics of
Different Gene Types Tri ticale
Wei Yinong
( Research Center of Xinjiang Crop High Yield in Shihezi Univ ersity, Shihezi　 832003)
Abstract: The study on pho to synthetic Cha racteristicsof 6 di fferent g ene types t rii ticale indica ted tha t
rate of pho tosynthesis. Fo. Fm. Fv /Fm. Fv /F 0 w ere al l obviously distinct among the dif ferent gene
types t ri ticale, but the di fferenceamong above parameters w as dif ferent.
Key word　 Triticale pho to synthetic　 Chlo rophyⅡ fiuorescence gene type
　　作物的产量基本上取决于光合机构的大小和效率 ( Gander等 1985) [1 ]。 要不断提高作物的单位面积产量 ,除
尽可能满足水、肥供应和接受足够多的光能以取得足够多的光合产物外 ,还必须提高叶片的光合效率。表观净光
合速率的形成受多种因素的影响 ,除环境因素外 ,许多植物生理因素也常常限制光合作用的高速进行。叶绿素荧
光动力学技术在分析光能吸收、传递、转化方面是一个有用的工具 [2, 3 ] ,它可以无损伤地探测植物叶绿体的光合特
性 ,被用来预测光合速率和探测筛选育种材料 [4, 5 ]。本文对不同的小黑麦基因型光合速率及叶绿素荧光参数变化
进行了研究 ,以便了解小黑麦不同基因型光合特性的差异 ,为小黑麦育种和栽培提供理论依据。
1　材料与方法
试验材料由石河子大学农科系作物育种教研室提供 ,供试小黑麦品种 (系 )为 87-162、新小黑麦 1号、 87-491、
OH1881、 87-287、 87-349。试验在石河子大学农科系实验站进行 ,每品种 (系 )种 5行区 ,行距 20cm,重复两次。生
育期间管理同正常大田栽培 ,每一材料选取有代表性的植株 5株标记 ,以后每次测定标记株。在拔节期、抽穗期、
扬花期、蜡熟期利用 BAU光合系统测定旗叶 (拔节时测定上部展开叶 )光合速率 ,同时同 O S 5-FL调制式叶绿素
荧光分析仪测定其叶绿素诱导动力学参数。或取得主要荧光参数: Fo(初始荧光 ) , Fm (最大荧光 ) , Fv /Fm ( PSII
最大光化学效率或原始光能转化效率 ) , Fv /Fo ( PSII的潜在活性 )。
表 1　小黑麦不同基因型不同生育期光合速率
品种 (系 ) 拔节期 抽穗期 开花期 蜡熟期
87-162 24. 5 35. 2 33. 0 12. 0 B
新小黑麦 1号 24. 0 34. 1 33. 5 17. 5 A
87-491 23. 0 30. 7 31. 2 13. 2 B
O H1881 21. 0 30. 2 27. 5 11. 2 B
87-287 25. 0 33. 2 31. 6 15. 2 A
87-349 20. 3 30. 2 32. 7 9. 6 C
2　结果与分析
2. 1　小黑麦不同基因型不同生育期光合速率的差异
由表 1可以看出 , 6个不同基因型小黑麦在整个生育期不同
发育阶段的旗叶光合速率变化规律基本相同 ,即从拔节到蜡熟期 ,
开花期至蜡熟期光合速率达最大 ,前期和后期相对较小 ,但就各基
因型在同一个生育期光合速率来看 ,前期至抽穗开花期品种间差
异不显著 ,而在蜡熟期 ,则差异达显著水平。
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第 23卷第 9期　　 2004年 9月　　　　　　　　　　　种　子 ( Seed)　　　　　　　　　　　　 Vol. 23　 No. 9　 Sep. 2004
收稿日期: 2004-03-11。
DOI : 10. 16590 /j . cnki . 1001 -4705. 2004. 09. 044
表 2　不同基因型小黑麦品种 Fo和 Fm的差异
品种 　拔节期　 　抽穗期　 　扬花期　 　　　蜡熟期　　　
(系 ) Fo Fm Fo Fm Fo Fm Fo Fm
87-162 595 1903 607 1928 613 1976 537 B 1542 B
新小黑麦 1号 601 1870 621 1952 614 1974 580 A 1663 A
87-491 580 1753 605 1892 607 1900 537 B 1345 E
O Hl881 563 1918 584 2021 579 2011 504 C 1678 A
87-287 613 1793 632 1893 624 1901 578 A 1513 B
87-349 470 1632 489 1795 493 1811 420 D 1407 D
2. 2　小黑麦不同基因型叶绿素荧光参数的差异
2. 2. 1　基础荧光 Fo差异
基础荧光 Fo的大小主要取决于光合系统 II
天线色素内的最初激发密度 ,天线色素之间以及
天线色素到光系统 II反应中心的激发能传递机
构的结构状态。这部分荧光强度与光合作用光反
应无关 ,但是它可以反应光系统天线色素蛋白的
物理结构状态。由表 2可见 , 6个不同基因型小黑
麦品种 Fo由抽穗期到蜡熟期呈下降趋势 ,方差分析表明不同基因型间的 Fo在腊熟期差异达显著水平。
2. 2. 2　最大荧光 Fm的差异
在经过完全暗适应后可以测得旗最大荧光 Fm。 Fm的大小与光系统 II原初电子受体 QA的氧化还原状态有
关。 Fm生育期间的变化规律与基础荧光很相似 (表 2) ,在拔节期至抽穗期有所上升 ,至开花期达最大 ,而后逐渐
下降 ,在蜡熟期基因型间的 Fm差异较明显。
2. 2. 3　光系统 II原初光能转化效率 ( Fv /Fm )及光系统 II潜在活性 ( Fv /Fo)的差异
Fv /Fm及 Fv /Fo值常用于度量植物叶片光系统 II原初光能转换效率及光系统 II的潜在活性 ,是一个最为
重要的叶绿素荧光动力学参数。 由表 3可见 , Fv /Fm在生育期间的差异相对较小 ,但基型间的差异相对较大 ,并
且不同基因型间在不同生育时期变化不一 ,其中 87-162、新小黑麦 1号、OH1881变化幅度较小 ,而 87-491、 87-
287、 87-349变化幅度较大。在蜡熟期由于叶片衰老 ,光合机构破坏较大 ,所以 Fv /Fm下降幅度最大 ,此时品种间
差异也最明显 ,经方差分析表明达显著水平。
表 3　不同基因型小黑麦品种 Fv /Fm和 Fv / Fo的差异
品种 　　拔节期　　 　　抽穗期　　 　　扬花期　　 　　　蜡熟期　　　
(系 ) Fv /Fm Fv /Fo Fv /Fm Fv /Fo Fv /Fm Fv /Fo Fv /Fm Fv /Fo
87-162 0. 678 2. 22 0. 666 2. 25 0. 686 2. 23 0. 628 B 1. 80 B
新小黑麦 1号 0. 669 2. 12 0. 618 2. 15 0. 689 2. 23 0. 651 B 1. 86 B
87-491 0. 678 2. 02 0. 680 2. 13 0. 712 2. 14 0. 553 C 1. 50 C
OH 1881 0. 706 2. 41 0. 711 2. 71 0. 712 2. 54 0. 699 A 2. 32 A
87-287 0. 658 1. 89 0. 666 1. 99 0. 672 2. 07 0. 617 B 1. 61 C
87-349 0. 712 2. 47 0. 727 2. 67 0. 706 2. 80 0. 701 A 2. 35 A
3　结论与讨论
3. 1　小黑麦不同基因型在不同生育
时期 ,净光合速率、叶绿素荧光特征呈
现动态变化。 净光合速率在抽穗扬花
期达最大 ;叶绿素荧光参数中 Fv /
Fm、 Fv /Fo、 q P在抽穗扬花期达最大 ,
而 Fo、 Fm随生育期的延长有所下降 ;
生育期间各参数都存在极显著的差异。但不同参数在各生育期基因型的差异不完全一样。
3. 2　不同基因型决定净光合速率的主导因素不一样 ,各种内部生理因素通过它们之间间接的相互作用共同影响
着净光合速率的形成。 为此 ,要寻找光合能力强的高产品种 ,深入研究其光合机理是非常必要的。植物体内叶绿
素荧光是探测和分析植物光合生理的一个重要手段 ,为研究 PSII及其光合电子传递提供了丰富的信息 ,是研究
植物光合生理与逆境胁迫关系的理想探针 [6～ 8 ]。通过对小黑麦不同基因型光合特性差异性的研究表明 ,小黑麦光
合特性的基因型差异较大 ,有着较为丰富的遗传多样性。如果能对丰富的小黑麦基因型光合特性及其遗传特点进
行研究 ,必将对小黑麦育种产生推动作用。
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第 23卷第 9期　　 2004年 9月　　　　　　　　　　　种　子 ( Seed)　　　　　　　　　　　　 Vol. 23　 No. 9　 Sep. 2004