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叶绿素缺乏及高氮对大豆叶片光合功能的影响
作 者: 张雪
导 师: 许晓明
学 校: 南京农业大学
专 业: 植物学
关键词: 大豆 叶绿素缺乏突变体 净光合速率 热耗散 非光化学淬灭 高氮 光合能力
分类号: S565.1
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要
大豆[Glycine max (L.) Merr.]是重要的粮油兼有作物,提高产量是大豆育种的重要目标之一。由于作物物质生产的95%左右来自光合作用,因此提高农作物光能利用率是进一步提高其产量的核心问题。长期以来,科学家一直致力于通过常规育种手段或转基因方法来提高作物的光合作用,实现作物增产。本文以化学诱变剂EMS诱变的叶绿素缺乏突变体大豆及其野生型86-4为材料,在自然条件下盆栽和水培中高氮处理两种培养方式,取生长一个月左右,健康的倒4叶测定其光合生理指标。结果表明,土培条件下突变体幼叶的叶绿素含量显著低于野生型,约为野生型的一半,呈现明显的芽黄特征。但从光合速率的测定结果来看,突变体的光合值只略微低于野生型,与它的叶绿素含量下降幅度不成比例。在对其进行荧光数据的测定过程中发现,突变体大豆有活性的PSⅡ反应中心数目减少,电子传递的速率降低,同时用于热耗散的能量也较野生型低。但是,从其单位反应中心捕获的光能来看,突变体的ABS/RC, TR/RC, ET/RC都提高了。说明突变体在反应中心数目减少的情况下,通过提高单位反应中心的光化学活性来弥补吸收光能的不足。同时我们对其非光化学淬灭的3个组分进行了测定,结果发现,突变体热耗散依赖的非光化学淬灭的3个组分的主次关系发生了变化,强光下突变体中间相(qT)的比例大大提高了通过高氮培养之后,野生型和突变体的叶绿素含量和净光合速率都有了不同程度的升高,突变体叶绿素含量上升了84.8%,光合速率上升了28-150%;野生型叶绿素含量上升了33%,光合速率上升了16-97%,说明高氮更能有效地提高突变体大豆的叶绿素含量和光合能力。
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全文目录
中文摘要 6-7ABSTRACT 7-9缩略语 9-10第一章 文献综述 10-24 一、叶绿素缺乏突变体的概况 10-12 1.1 叶绿素缺乏突变体的研究意义 10 1.2 叶绿素缺乏突变体的类型 10-11 1.3 叶绿素缺乏突变体的特点 11 1.4 叶色的呈色机理及叶绿素缺乏突变体的发生机制 11-12 二、叶绿素缺乏对光合机构的影响 12-15 2.1 对叶绿体超微结构的影响 12-13 2.2 对光合酶的影响 13 2.3 对类囊体膜色素蛋白的影响 13-15 三、叶绿素缺乏对光合功能的影响 15-19 3.1 对羧化效率和光系统Ⅱ光化学效率的影响 15-16 3.2 对光能吸收分配的影响 16-19 3.2.1 叶绿素缺乏对非光化学淬灭组分分配的影响 17-19 3.2.1.1 依赖跨类囊体膜质子梯度的能量耗散 17-18 3.2.1.2 依赖状态转换的能量耗散 18 3.2.1.3 依赖PSⅡ反应中心可逆失活的能量耗散 18-19 3.2.2 叶绿素缺乏对光化学淬灭的影响 19 四、叶绿素缺乏对植物激素的影响 19-20 五、氮素对植物光合作用的影响 20 六、大豆产量与光合作用的关系 20-22 七、总结与展望 22-24第二章 叶绿素缺乏对大豆叶片光合功能的影响 24-44 1 材料与方法 25-27 1.1 植物材料与生长条件 25 1.2 叶绿素含量测定 25 1.3 气体交换和叶绿素荧光参数测定 25 1.4 快速叶绿素a荧光诱导动力学曲线的测定 25-26 1.4.1 JIP-测定 26 1.5 叶片吸收光能分配的测定 26 1.6 叶绿素荧光的非光化学淬灭3个组分的测定 26-27 1.7 蓝绿温和胶凝胶电泳 27 1.8 数据统计分析 27 2 结果与分析 27-41 2.1 突变体和野生型大豆色素含量的比较 27-28 2.2 突变体和野生型大豆类囊体膜蛋白含量的比较 28-30 2.3 突变体和野生型大豆在不同光照条件下的气体交换参数的变化 30-33 2.3.1 突变体和野生型大豆叶片光相应曲线的比较 30-31 2.3.2 突变体和野生型大豆叶片气孔导度的比较 31-32 2.3.3 突变体和野生型大豆叶片CO2响应曲线的比较 32-33 2.4 不同光照条件下突变体和野生型大豆PSⅡ光化学特性的比较 33-35 2.5 叶绿素荧光淬灭的暗弛豫动力学和非光化学淬灭主要组分检测 35-38 2.6 突变体和野生型大豆叶绿素荧光诱导动力学的比较 38-41 3. 讨论 41-44第三章 高氮对大豆叶片光合功能的影响 44-52 1 材料与方法 44-45 1.1 植物材料与生长条件 44 1.2 叶绿素含量测定 44 1.3 气体交换参数测定 44-45 1.4 叶绿素荧光参数测定 45 1.5 光能分配的测定 45 2 结果与分析 45-51 2.1 叶绿素含量的变化 45-46 2.2 光响应曲线的测定 46-47 2.3 不同浓度氮处理条件下的大豆叶片的羧化效率 47 2.4 不同浓度氮处理条件下的大豆叶片的荧光参数 47-50 2.5 不同浓度氮处理条件下大豆叶片吸收光能分配的差异 50-51 3 讨论 51-52参考文献 52-60全文结论 60-62致谢 62
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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 经济作物 > 油料作物 > 大豆
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