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CO_2浓度增加对水稻生长发育及产量形成的影响

作　者: 谢辉
导　师: 蔡庆生
学　校: 南京农业大学
专　业: 植物学
关键词: 水稻 CO2浓度 产量及其构成因素 物质生产与分配 株高及其构成因素 QTL
分类号: S511
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要


水稻是我国重要的粮食作物之一,总产量占我国粮食总产量的40%以上。随着全球大气CO2浓度的日益升高,水稻的生长发育及产量形成将会发生什么变化?如何应对这些变化?这些都是迫切需要回答的重要问题。FACE（Free-air CO2 Enrichment）研究在大田条件下进行,既可保证试验的CO2浓度,还可以使植物的地上、地下部条件与自然条件下一致,是目前研究植物对大气CO2浓度响应的最理想的方法。本研究以粳稻Asominori和籼稻IR24为供试品种,苗期实验利用室內培养箱加富CO2浓度,以原培养箱CO2浓度为对照(380μmol·mol-1),处理设置为700μmol·mol-1,大田实验利用目前我国唯一的FACE研究平台,以大气CO2浓度的370μmol·mol-1为对照（CK）,FACE下增加2001μmol·mol-1,主要研究了高浓度CO2对水稻苗期生长发育的影响,FACE对水稻的产量及其构成因素、物质生产与分配、株高及其构成因素的影响,FACE下水稻株高及其构成因素的QTL分析,旨在从生理和遗传角度分析水稻生长发育及产量形成对大气CO2浓度升高的响应,为培育适合未来大气CO2浓度升高条件下的水稻新品种提供理论参考依据。主要研究结果如下: 1.高浓度CO2(700μmol·mol-1)条件对Asominori和IR24的发芽率及发芽过程中的淀粉酶活性没有影响,使苗高、干物重、粗壮度、根系活力有增加的趋势,根长和根冠比较对照降低;对叶绿素含量和PSⅡ原初光能转化效率没有影响;使叶片长度增加,Asominori的长细胞长、短细胞长极显著增加,IR24的短细胞长显著增加。 2.FACE条件下,Asominori和IR24的单株产量、有效分蘖数、穗长、一次枝梗数、每穗实粒数、着粒密度、千粒重、结实率均比对照有增加的趋势。增长幅度依次分别为:单株产量23.46%和33.21%;有效分蘖数10.58%和5.35%;穗长1.88%和9.00%;一次枝梗数2.85%和7.01%;每穗实粒数6.05%和19.57%;着粒密度3.38%和19.00%;千粒重6.12%和5.88%;结实率0.63%和3.22%。两品种的茎蘖数在各个生育时期均比对照有所增加,茎蘖消长速度高于对照,但成穗率比对照降低了9.34%和5.54%,达到显著水平。相关以及通经分析表明:Asominori和IR24的单株有效穗数与产量呈极显著水平正相关,对单株产量的贡献最大,其次是每穗实粒数。 3.FACE条件下,Asominori与IR24单个主茎及其各组成部位（叶、茎鞘和穗）的干物质积累量在抽穗期及抽穗后的四个时期中均高于对照,增长率依次分别为4.85%～36.66%和14.75%～40.76%。两个品种的叶面积指数在抽穗期比对照增加29.32%和18.52%;成熟期均比对照增加2.56%和34.13%;抽穗期至成熟期的净同化

全文目录


摘要  6-8
Abstract  8-11
部分缩略语  11-12
文献综述  12-25
  1 CO_2浓度升高对植物生长发育影响研究装置的演变  12-15
    1．1 封闭式实验装置或控制环境实验(Controlled environment，CE)  12-13
    1．2 开顶式同化箱(Open-top chamber，OTC)  13
    1．3 FACE系统实验平台(Free-air CO_2 enrichment，FACE)  13-15
  2 CO_2浓度升高对植物生长发育的影响  15-21
    2．1 气室条件下CO_2浓度升高对植物生长发育的影响  15-19
    2．2 FACE条件下CO_2浓度升高对植物生长发育的影响  19-21
  3 CO_2浓度升高对水稻生长发育的影响  21-23
    3．1 气室条件下CO_2浓度升高对水稻生长发育的影响  21-23
    3．2 FACE条件下CO_2浓度升高对水稻生长发育及产量的影响  23
  4 本实验的研究目的及意义  23-25
第1章 高浓度CO_2对水稻苗期生长发育的影响  25-29
  1．材料与方法  25
  2．结果与分析  25-28
    2．1 CO_2浓度升高对水稻种子萌发和幼苗生长的影响  25-26
    2．2 CO_2浓度升高对水稻叶绿素含量及Fv／Fm的影响  26-27
    2．3CO_2浓度升高对叶片形态结构的影响  27-28
  3．讨论  28-29
第2章 FACE条件对水稻产量及其构成因素的影响  29-39
  1 材料与方法  29-30
  2 结果与分析  30-36
    2．1 FACE处理对水稻产量及其构成因素的影响  30-31
      2．1．1 FACE处理对水稻产量及其构成因素的影响  30-31
      2．1．2 FACE条件下产量构成因素的差异  31
    2．2 FACE处理对水稻分蘖数和成穗率的影响及其与穗数的关系  31-34
      2．2．1 对分蘖动态的影响  31-33
      2．2．2 对分蘖消长速度的影响  33
      2．2．3 对分蘖成穗率的影响  33-34
    2．3 FACE条件下水稻产量及其构成因素的相关、通径分析  34-36
      2．3．1 FACE条件下水稻产量及其构成因素的相关分析  34
      2．3．2 FACE条件下水稻产量及其构成因素的通径分析  34-36
  3 讨论  36-39
第3章 FACE对水稻物质生产与分配的影响  39-48
  1 材料与方法  39-40
  2 结果与分析  40-45
    2．1 FACE处理对水稻干物质积累的影响  40-42
    2．2 FACE处理对水稻物质分配与运转的影响  42-44
      2．2．1 FACE处理对水稻各组成部分占单个主茎干物重比例的影响  42-43
      2．2．2 FACE处理对水稻物质运转的影响  43-44
    2．3 FACE条件下水稻物质生产量与产量的关系  44-45
  3 讨论  45-48
第4章 水稻株高及其构成因素对FACE的响应及其与产量的关系  48-54
  1 材料与方法  48-49
  2 结果与分析  49-52
    2．1 FACE处理对水稻株高动态的影响  49
    2．2 FACE处理对水稻株高构成各因素的影响  49-50
    2．3 FACE条件下水稻株高及其构成因素的相关和通径分析  50-51
      2．3．1 FACE条件下水稻株高及其构成因素的相关分析  50-51
      2．3．2 株高及其构成因素的通径分析  51
    2．4 FACE条件下水稻株高与经济产量的关系  51-52
  3 讨论  52-54
第5章 FACE条件下水稻株高及其构成因素的QTL分析  54-60
  1 材料与方法  54-55
  2 结果与分析  55-58
    2．1 FACE条件下水稻株高性状的表型特征  55
    2．2 FACE条件下检测到的QTL位点及其效应  55-57
      2．2．1 株高  56
      2．2．2 穗长  56
      2．2．3 上位第一节间长  56-57
      2．2．4 上位第二节间长  57
    2．3 FACE条件下水稻株高及其构成因素QTL之间的相互关系  57-58
  3．讨论  58-60
全文讨论  60-64
全文结论  64-65
参考文献  65-71
致谢  71

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 禾谷类作物 > 稻
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