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基于同化能力杂种优势早期评价的桃光合特性研究

作　者: 张斌斌
导　师: 姜卫兵
学　校: 南京农业大学
专　业: 果树学
关键词: 桃杂种优势光合特性叶绿素荧光特性日变化相关性分析聚类分析灰色关联分析
分类号: S662.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

光合遗传研究是利用作物光合特性进行杂种优势评价的一种新方法,是作物遗传育种研究中的一个新领域。光合作用是植物生产的实质,是生物界获得物质和能量的基础,杂交后代植株较高的光合能力及较长的功能期,对提高产量具有重要意义。目前,前人有关植物子代光合性能杂种优势的研究多集中在大田作物、林木树种、观赏及药用植物上,在园艺作物的研究方面多集中于禾本科植物甘蔗及蔬菜作物上,而对木本果树光合作用杂种优势的研究却极少。本研究选取目前栽培较广泛的6个桃品种及其组配的8个杂交组合后代(F1)群体幼苗为试材,研究了其夏(7月)、秋(9月)季节光合性能相关指标(光合性状和叶绿素荧光性状)及其杂种优势的变化,并对其影响因素进行了分析,同时选取其中一组材料进行了秋季光合性能杂种优势曰变化的研究,结果表明：1不同组合桃杂交后代(F1)群体幼苗光合特性及叶绿素荧光特性比较8个组合桃杂交后代(F1)叶绿素含量(Chl.)与类胡萝卜素含量(Car.)极显著正相关,CO2饱和净光合速率(CSPn)与羧化效率(CE)显著正相关性,饱和光强净光合速率(LSPn)与CE负相关。初始荧光(Fo)、最大荧光(Fm)和非光化学淬灭系数(NPQ)三者均极显著正相关,与表观电子传递速率(ETR)显著或极显著正相关,与PSⅡ实际光化学效率(Yield)显著或极显著负相关,PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)较稳定。聚类结果将8个杂交组合分为三类,光合性能较优的组合为有明白桃×霞脆、有明白桃×湖号蜜露,光合性能一般的组合为有明白桃×霞晖5号、美香×霞脆、美香×湖景蜜露和美香×霞晖5号,光合性能相对较差的组合为吊枝白×霞脆和吊枝白×霞晖5号。2不同组合桃杂交后代(F1)群体幼苗光合、荧光性状杂种优势研究杂交种7月的光补偿点(LCP), PSⅡ实际光化学效率(Yield)和初始荧光(Fo)及9月的叶绿素(Chl.)含量、类胡萝卜素(Car.)含量、水分利用效率(WUE)、CO2补偿点(CCP)和Yield均表现为正向群体杂种优势。桃杂交种群体光合、荧光性状稳定性受亲本类型影响较大。3桃杂交组合后代(F1)净光合速率及其杂种优势与影响因素的关系分别于7月中旬和9月下旬测定了8个组合桃杂交后代(F1)及其亲本的净光合速率(Pn)日变化,应用灰色系统理论对影响杂交后代Pn杂种优势的环境因子进行了排序,并对Pn及其杂种优势与叶绿素含量的相关性进行了分析。结果表明,两个测定时段大气CO2浓度的波动对Pn杂种优势影响最为显著；Pn日峰值、日积分值在7月中旬与叶绿素(a+b)、叶绿素a和叶绿素b含量负相关而在9月下旬与类胡萝卜素含量负相关；Pn日峰值、日积分值的中亲优势和超亲优势与叶绿素(a+b)、叶绿素a和叶绿素b含量在两个测定时期均呈负相关关系。4桃光合性能杂种优势的秋季日变化特征在秋季,吊枝白×霞晖5号的F1代种苗净光合速率(Pn)午间表现正向优势,蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)全天基本表现负优势而水分利用效率(WUE)则表现正优势；相关性分析表明,杂交种Pn与Gs、Tr与Gs正相关；灰色关联分析表明,影响Pn杂种优势率、Tr杂种优势率和WUE杂种优势率的因素均为大气二氧化碳浓度(Ca)。

全文目录

摘要 7-9ABSTRACT 9-11缩略语 11-12引言 12-13第一部分文献综述 13-23 1 作物杂种优势的光合性状表现 13-16 1.1 光合面积 13-14 1.2 光合色素含量 14 1.3 光合速率 14-15 1.4 其他光合指标 15 1.5 叶绿素荧光参数 15-16 2 光合性状优势与作物产量的关系 16 3 展望 16-17 参考文献 17-23第二部分研究报告 23-63 一、不同组合桃杂交后代(F_1)群体幼苗光合特性及叶绿素荧光特性比较 23-35 1 材料与方法 23-25 1.1 材料 23-24 1.2 方法 24-25 1.2.1 光合色素含量测定 24 1.2.2 光合特性测定方法 24-25 1.2.2.1 光合作用日变化 24 1.2.2.2 P_n的光响应曲线 24 1.2.2.3 P_n的CO_2响应曲线 24-25 1.2.3 叶绿素荧光参数测定方法 25 1.3 数据处理 25 2 结果与分析 25-32 2.1 试验测定期间主要环境因子比较 25 2.2 不同组合桃杂交后代(F_1)群体幼苗光合特性比较 25-28 2.2.1 不同组合桃杂交后代(F_1)群体幼苗光合色素含量比较 25-26 2.2.2 不同组合桃杂交后代(F_1)群体幼苗净光合速率和水分利用效率比较 26 2.2.3 不同组合桃杂交后代(F_1)群体幼苗光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)、饱和光强净光合速率(LSP_n)和表观量子效率(AQY)比较 26-27 2.2.4 不同组合桃杂交后代(F_1)群体幼苗CO_2补偿点(CCP)、CO_2饱和点(CSP)、CO_2饱和净光合速率(CSP_n)和羧化效率(CE)比较 27-28 2.3 不同组合桃杂交后代(F_1)群体幼苗叶绿素荧光特性比较 28-29 2.4 不同组合桃杂交后代(F_1)群体幼苗光合参数变异系数比较 29-30 2.5 不同组合桃杂交后代(F_1)群体幼苗光合特性评价 30-32 3 讨论 32-33 4 结论 33 参考文献 33-35 二、不同组合桃杂交后代(F_1)群体幼苗光合、荧光性状杂种优势研究 35-48 1 材料与方法 35-37 1.1 试验材料 35-36 1.2 试验方法 36-37 1.2.1 叶片光合色素含量测定 36 1.2.2 叶片相对含水量(RWC)测定 36 1.2.3 光合特性测定方法 36-37 1.2.3.1 光合作用日变化 36 1.2.3.2 P_n的光响应曲线 36 1.2.3.3 P_n的CO_2响应曲线 36-37 1.2.4 叶绿素荧光参数测定方法 37 1.3 杂种优势计算 37 2 结果与分析 37-40 2.1 桃杂交后代(F_1)群体种苗叶片光合色素含量杂种优势比较 37-38 2.2 桃杂交后代(F_1)群体种苗叶片光合性状杂种优势比较 38-40 2.2.1 桃杂交后代(F_1)群体种苗叶片净光合速率和水分利用效率杂种优势比较 38-39 2.2.2 桃杂交后代(F_1)群体种苗叶片光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)、饱和光强净光合速率(LSP_n)、表观量子效率(AQY)杂种优势比较 39 2.2.3 桃杂交后代(F_1)群体种苗叶片CO_2补偿点(CCP)、CO_2饱和点(CSP)、CO_2饱和净光合速率(CSP_n)和羧化效率(CE)杂种优势比较 39-40 2.3 桃杂交后代(F_1)群体种苗叶片叶绿素荧光参数杂种优势比较 40 2.4 桃杂交后代(F_1)群体种苗叶片光合、荧光性状杂种优势的稳定性分析 40 3 讨论 40-45 3.1 桃杂交后代(F_1)种苗光合功能相关性状的杂种优势分析 44 3.2 桃杂交后代(F_1)种苗叶绿素荧光诱导动力学相关性状的杂种优势分析 44-45 参考文献 45-48 三、桃杂交组合后代(F_1)净光合速率及其杂种优势与影响因素的关系 48-55 1 材料与方法 48-49 1.1 试验材料 48 1.2 试验方法 48-49 1.2.1 光合作用日变化 49 1.2.2 叶片光合色素含量测定 49 1.2.3 叶片相对含水量(RWC)测定 49 1.3 数据处理 49 2 结果与分析 49-53 2.1 试验测定期间主要环境因子比较 49 2.2 不同时期桃杂交组合后代P_n杂种优势与环境因子的灰色关联分析 49-50 2.3 不同时期桃杂交组合后代P_n(日峰值和日积分值)及其杂种优势与光合色素含量的相关性 50-53 2.3.1 不同时期桃杂交组合后代P_n与光合色素含量的相关性分析 50-51 2.3.2 不同时期桃杂交组合后代P_n日峰值杂种优势与光合色素含量的相关性 51-52 2.3.3 不同时期桃杂交组合后代P_n日积分值杂种优势与光合色素含量的相关性 52-53 3 讨论 53 参考文献 53-55 四、桃光合性能杂种优势的秋季日变化特征 55-63 1 材料与方法 55-56 1.1 试验材料 55-56 1.2 研究方法 56 1.3 数据处理 56 2 结果与分析 56-60 2.1 不同桃材料净光合速率及其杂种优势率日变化特征 56-57 2.2 不同桃材料蒸腾速率及其杂种优势率日变化特征 57-58 2.3 不同桃材料水分利用效率及其杂种优势率日变化特征 58 2.4 不同桃材料气孔导度及其杂种优势率日变化特征 58 2.5 主要光合性能参数间日变化的相关性分析 58-59 2.6 桃杂交F_1代种苗光合性能指标杂种优势率与环境因子的灰色关联分析 59-60 3 讨论 60-61 参考文献 61-63第三部分全文结论与主要创新点 63-65 一、主要结论 63 二、主要创新点 63-65致谢 65-67附录 67

基于同化能力杂种优势早期评价的桃光合特性研究

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