全 文 ：© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
核 农 学 报 ,
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春小麦籽粒灌浆期旗叶“ 一 同化物
在库端卸出的昼夜变化
张玉 文 张 萍 于凤义
中国农业科学院原子能利用研究所 北京 。。。
李小云
北京农业大学 北京
本试验利 用 ’‘ 示踪法研 究 了 个春小 麦 ’ ’“ 品 种籽拉灌 浆
期旗叶 同化物库端 德 却 出的圣夜 变化 。 研 究表明 , 在籽拉灌桨期 , 旗叶 ’咭 一 同化物
在库端 德 却 出昨常迅速 , 在标记后 小 时 内 , 植株 中 的“ 一 同化物分
布在德部 , 尤其是德 中“ 一 沈粉千贮藏性物质含量几 乎呈直线上升 。 虽然如此 , 但是
德 中‘弓 一 可 溶性 同化物 却出现 积 累或饱 和 状 态 , 这说 明库活 性 是有一 定限度 的 , 源
叶等 能为库提供 充足的 同化物 。 同一 品 种旗叶上午 同化 的 ’‘ 一 同化物在德 中合成
沈粉等的速率快 于下午 同化的 。 不论上午饲喂还是下午饲喂 , ℃ , 中 、 中
德部‘ ℃一沈粉等含童在饲喂后 小 时内 , 总的来说均显著高于克 一 , 而 其德 中“
一 可溶性 同化物在标记 。小杆后 、 小时 内显著低于克 一 , 这说 明它们穗 中定
粉等合成速率快于克 一 , 故 而表现 出较 强的库活性 。 收 获指数与库活性 相 关 。
关键词 春 小 麦 ‘℃一 同化物 ’℃一 渡粉 库活性
前 言
光合产物的库端卸出是作物产量形成过程中一个非常关键的生理生化过程 , 它包括源端
光合产物 主要是蔗搪 在籽粒 或穗 中的输入及其转化和积累 , 其中光合产物 由蔗糖向淀粉
转化的过程尤其关键 。
究竟是源的活性还是库的活性是决定作物产量的主要因子 , 至今仍是一个有争议的问题 。
、 等用去除部分穗的办法研究小麦粒重对源 一库关系改变的反应 , 发现某些 品种受
源供应同化物的能力即源的活性所限制 ’〕, 另一些品种却受库容限制 。 等用 富
集法 即提高旗叶光合时 浓度 研究不同同化物供应下 , 高 、矮秆春小麦籽粒的发育状况 ,
发现矮秆小麦粒重受同化物供应的影响大于高秆小麦 , 高
、 矮秆小麦籽粒的发育均受库容的限
制 。 还有许有多研究表明 , 籽粒灌浆期胚乳淀粉的积累速率主要受库活性限制〔‘一‘ 〕
小麦籽粒中大部分碳水化合物来 自籽粒灌浆期光合固定的 阁 , 叶片是主要光合器官 ,
尤其是旗叶 , 它供给籽粒所需光合产物 以上川 , 对籽粒灌浆的作用举足轻重 。 旗叶光合产
物在同化后 小时内输出非常迅速 ’〕, 我们在前文中报道了春小麦籽粒灌浆期旗叶同化物
在源端装人的昼夜变化 , 本试验利用 ’‘ 示踪法进一步研究春小麦籽粒灌浆期旗叶同化物库
端 穗 卸出的昼夜变化 , 并从此角度初步探讨了作物产量形成的某些机理 。
此文于 年 月 日收到 。 国家攀登计划资助项 目
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核 农 学 报 卷
材 料 与 方 法
试验材料为春小麦 , 品种中 、 中 、克 一 。各品种性状 、 种
植 、选株 、 “ 饲喂方法及时间 、样品处理 、 可溶性糖的提取及 ,‘ 活度测量等均 同前文阂 , 不 同
的是穗可溶性同化物的提取样品重为 。 成熟时调查品种的收获指数和千粒重
结 果 与 分 析
一 旗叶 ’‘ 一 同化物在穗部积累的昼夜变化
在春小麦籽粒灌浆期 , 旗叶 ’‘ 一 同化物在库端卸出非常迅速 , 在饲喂“ 后 小时内 , 植
株中 一 的 ‘ ℃分布在穗部 , 次 日增加很少 , 只有 左右 表 。
表 穗部 ’ 一同化物积累 占植株总 ”肠 的昼夜变化
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品种 饲喂时间
饲喂 ’ 后时间
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二 穗中 ’‘ 一淀粉等贮藏性物质积累的昼夜变化
从图 、 我们发现 , 在春小麦籽粒灌浆期 , 穗中“ 一淀粉等贮藏性物质 简称“ 一淀粉 含
量 占植株总 ’弓 在饲喂‘毛 后 小时内几乎呈线性上升 , 这说明籽粒 中“ 一淀粉合成十
分活跃 , 不论 白天还是夜晚 , 始终都在进行 。 不论上午饲喂还是下午饲喂“ , 中 、 中
两品种 , 在标记后 小时甚至 小时内 , 其穗中“ 一淀粉含量 , 总的来说显著高于克
。 从 ’ 一淀粉的合成速率来看 , 也表现出同样的结果 表 , 说明中 、 中 比克
具有更强的库活性 , 也就是说它们利用来 自源的光合产物合成淀粉的能力更强
表 标记后 小时内穗部 ’ 一淀粉合成速率
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品种
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时标记
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时标记
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表示 天中每小时德中‘ 一淀粉含最的平均增量
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期 春小麦籽粒灌浆期旗叶 ’‘ 一同化物在库端卸出的昼夜变化
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图 饲喂植株穗中’℃一淀粉积累的昼夜变化 图
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饲喂植株穗中,‘ 一淀粉积累的昼夜变化
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对于 中 来说 , 标记植株 , 其穗中 ’‘ 一 淀粉含量在标记后 小时 内均显著高于
标记的 。 中 在标记后 小时内 、克 一 在标记后 巧 至 小时内也都有此现
象 。 总之 , 旗叶上午同化的光合产物在穗部有 比下午同化的光合产物优先被利用的趋势 , 穗中
同化物表现为先输入先转化积累的趋势 图 。
三 穗中 ’‘ 一可溶性同化物含 的昼夜变化
在春小麦籽粒灌浆期 , 穗中’ 一可溶性同化物含量 占植株总“ 表现为先积累 , 再逐渐
减少的趋势 , 尤其是下午标记的植株 , 穗中“ 一可溶性 同化物含量在标记后 小时内出现 了
长时间相对稳定的状态 图
、 。 说明穗中光合产物的输入速率大于穗中籽粒淀粉合成速率 ,
这也说明库的活性是有限的 , 而源 叶等 却能为库提供较充足的光合产物 , 尤其是在源能正
常进行光合作用的情况下 。 当然这一结论有一定的局 限性 , 还 有必要在整个灌浆期进一步证
实 。 在 ’‘ 被同化 小时后 , 克 一 穗中“ 一 可溶性 同化物含量高于 中 、 中 图
、 , 尤其是克 一 穗 中 “ 一 同化物 中“ 一可溶性同化物含量 占穗中总 ’‘ 显著高于 中
、 中 图 , 这些结果说 明了克 一 源光合产物在穗部 合成淀粉等 比中 、 中
的迟缓 , 也就是说中 、 中 穗中可溶性同化物转化为淀粉的速率快于克 一 ,
即它们具有更强的库活性 。
中 、 中 、 克 一 的收获指数分别为 、 、 , 千粒重分别为 、
、
, 显然 , 前两个品种的收获指数与千粒重显著高于克 一 , 而它们穗中“ 一淀粉
含量或合成速率显著高于克 一 似 , 穗中 ’‘ 一 可溶性同化物含量又低于克 一 , 以上结果说
明春小麦收获指数及千粒重与各品种库活性相关
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图 , 。。饲喂植株穗中 ’℃一可溶
性同化物含量的昼夜变化
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图 饲喂植株穗中 ’ 一可
溶性同化物含量的昼夜变化
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图 饲 喂植株穗 ’毛
同化物 中 ’‘ 一可溶性 同
化物含量的昼夜变化
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讨 论
光合产物在库端卸出的快慢是作物库活性的主要表现 。我们的研究结果初步表明 , 在春小
麦籽粒灌浆期 , 旗叶新近同化的“ 一 同化物在库端卸出非常迅速 图 、 , 但是穗中‘弓 一可溶性
同化物却出现了积累状态或饱和状态 图 、 。 不论 白天 、黑夜 , 穗部淀粉的合成却始终在进
行着 图 、 , 这说明籽粒灌浆不存在底物 光合产物 的缺乏问题 , 白天积累在源端 叶等 的
光合产物至少可以部分地满足夜间库对底物的需要 一夭中先前同化的光合产物 由于未完全
输 出而在源端产生积累 , 从而影响后来同化的光合产物的源端装入和库端卸出 , 故可能导致其
在库端卸出时出现可溶性同化物长时间的相对稳定状态 图 。
中 、 中 与克 一 存在库活性的差异 , 这可能导致了品种间收获指数及千粒重
的差异 , 等的研究表明 , 不同年代冬
、 春小麦产量的提高伴随着作物收获指数的提高 ,
而其生物产量却是一致的 〔,‘ 〕, 这说明作物收获指数与库活性可能相关 。 我们的试验结果为之
提供了初步的证据 , 但还 有待于进一步研究证实 , 因为该试验结果并不能代表整个籽粒灌浆
期 , 而只代表其中的一天或一段时间 。
小麦等作物库活性在遗传上是确定了的 虽然如此 , 但是库活性在基因表达上最终表现
在一些酶的活性 、代谢中间产物及代谢终产物的水平上 一 ‘ 。 小麦品种间库活性的差异究竟
表现在哪些酶活性及代谢产物水平上的差异 , 甚至追溯到遗传基因的差异 , 均还有待于进一步
从植物生理学 、植物生物化学 、 植物遗传学等方面进行深入细致地研究 。
参 考 文 献
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吕 任 , ,
刘仲齐等 小麦籽粒皱缩的生理机制 西南农业大学学报 , ,
, ,
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吕 , 巧 , ,
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张玉文等 , 春小麦籽粒灌浆期旗叶 ’℃一同化物在滚端装入的昼夜变化 , 核农学通报 , , 待发表
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沈又 佳 , 小麦籽粒浪浆高峰期与其干物质累积关系的研究 , 南京农业大学学报 , ,
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