新疆早熟棉花品種葉綠素?zé)晒馓匦猿醪窖芯?/h1>
2015-12-22 06:20:58周小鳳韓煥勇王方永王娟李保成新疆農(nóng)墾科學(xué)院棉花研究所農(nóng)業(yè)部西北內(nèi)陸棉區(qū)棉花生物學(xué)和遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室新疆石河子832000
安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) 2015年24期
周小鳳，韓煥勇，王方永，王娟，李保成(新疆農(nóng)墾科學(xué)院棉花研究所/農(nóng)業(yè)部西北內(nèi)陸棉區(qū)棉花生物學(xué)和遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆石河子832000)
綠色植物通過光合作用為地球上其他生物生命活動(dòng)提供能量，綠色植物屬于放氧光合生物，利用太陽(yáng)能裂解水釋放出了氧氣，同時(shí)將大氣中的CO2合成葡萄糖，為新陳代謝提供能量。在光合作用的原初反應(yīng)中，將吸收的光能傳遞、轉(zhuǎn)換為電能的過程中，有一部分光能損耗以熒光的方式釋放［1］。自從1931年德國(guó)植物生理學(xué)家Kautsky和Hirsch第一次用肉眼發(fā)現(xiàn)葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)現(xiàn)象以來，隨著研究的不斷深入，葉綠素?zé)晒馓匦耘c植物生長(zhǎng)發(fā)育及生理代謝的關(guān)系越來越受到人們的重視。葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)技術(shù)被稱為快速、無損傷測(cè)定葉片光合作用的有效探針。
植物葉片對(duì)光能的吸收、傳遞和利用取決于物種和環(huán)境因子［2］。新疆北部早熟棉區(qū)氣候干旱，棉花生長(zhǎng)季節(jié)溫度較高，日照充足，與長(zhǎng)江、黃河流域棉區(qū)氣候差異較大，其葉綠素?zé)晒鈪?shù)特性變化規(guī)律可能也不同。該文選取新疆審定的10個(gè)早熟棉花品種為試驗(yàn)材料，對(duì)其葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)和快速光曲線進(jìn)行測(cè)定分析，探討不同棉花品種光合生理特性的差異性，旨在為育種過程中親本選擇和棉花生產(chǎn)中品種選擇提供基礎(chǔ)資料。
1 材料與方法
1.1 研究地自然概況 試驗(yàn)設(shè)在新疆農(nóng)墾科學(xué)院棉花研究所試驗(yàn)地進(jìn)行，地理坐標(biāo)為 85°58'E，44°26'N，地勢(shì)平坦，海拔450.8 m。無霜期為169 d，≥0℃的活動(dòng)積溫為4 023～4 118℃，≥10℃的活動(dòng)積溫為3 570～3 729℃。一年中的最高氣溫出現(xiàn)在7月，平均氣溫25.1～26.1℃。年降水量為125.0～207.7 mm，一年中降水較多的月份出現(xiàn)在4～7月，屬于溫帶大陸性氣候。
1.2 供試材料 10個(gè)早熟棉花品種為新陸早13號(hào)、新陸早22號(hào)、新陸早32號(hào)、新陸早33號(hào)、新陸早36號(hào)、新陸早42號(hào)、新陸早45號(hào)、新陸早47號(hào)、新陸早48號(hào)、新陸早51號(hào)，由新疆農(nóng)墾科學(xué)院棉花研究所提供。
1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)地壤土，中等肥力，前作棉花。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3重復(fù)，小區(qū)面積1.7 m2;每小區(qū)2行，行長(zhǎng)2 m，采用寬窄行種植，平均行距 0.425 m，株距 0.100 m。2013年4月20日播種，4月30日出苗，生育期膜下滴灌9次，化控5次，病蟲害防治和人工除草同大田。
1.4 葉綠素?zé)晒鈪?shù)的測(cè)定 2013～2014年，利用超便攜式調(diào)制葉綠素?zé)晒鈨x(MINI-PAM)測(cè)定10個(gè)棉花品種的葉綠素?zé)晒鈪?shù)。選取棉花倒3葉片進(jìn)行測(cè)定，同一棉花品種各3株，每株測(cè)定1個(gè)葉片。在葉片自然生長(zhǎng)角度不變的情況下，使葉片充分暗適應(yīng)后測(cè)定初始熒光(F0)，隨后加一個(gè)飽和脈沖光［18 000 μmol photons/(m2·s)］，脈沖時(shí)間 0.7 s，測(cè)定最大熒光(Fm)和穩(wěn)態(tài)熒光(F)，同時(shí)記錄葉表光強(qiáng)和葉溫，隨后加一個(gè)飽和脈沖光［18 000 μmol photons/(m2·s)］，脈沖時(shí)間 0.7 s，測(cè)定光下最大熒光(Fm')。按 Rohacek［3］公式計(jì)算如下參數(shù):光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)最大光能轉(zhuǎn)換效率(Fv/Fm)=(Fm－F0)/Fm、PSⅡ電子傳遞量子效率 ФPSⅡ=(Fm'－ F)/Fm'，光下最小熒光 F0'=1(1/F0－1/Fm+1/Fm')，光化學(xué)猝滅系數(shù)qP=(Fm'－F)/(Fm'－F0')，非光化學(xué)猝滅NPQ=(Fm－ Fm')/Fm'。
1.5 rETR測(cè)量 利用調(diào)制葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)(MAX-IMAGING-PAM)測(cè)量快速光曲線。快速光曲線的測(cè)量按Se-hreiber等［4］和 White 與 Critchley［5］的方法進(jìn)行，選取棉花倒3葉片進(jìn)行測(cè)定，設(shè)置9個(gè)有效光合作用輻照(PAR)梯度:0、102、212、340、519、720、1 070、1 458、2 124 μmol/(m2·s)，每個(gè)梯度持續(xù)10 s，分別測(cè)量實(shí)際量子產(chǎn)量Y和相對(duì)電子傳遞速率(rETR)，rETR隨PAR的變化值。
1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 采用SPSS17.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析與One-Way ANOVA方差分析，并采用LSD法進(jìn)行多重比較，用Excel圖表法處理快速光曲線的數(shù)據(jù)。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同早熟棉花品種葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)的方差分析 10個(gè)不同早熟棉花品種葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)的方差分析結(jié)果表明:F、Fm'值在品種間差異達(dá)顯著水平，F(xiàn)0、Fm、Fv、Fv/Fm、F0'、ФPSⅡ、qP、NPQ 值在品種間差異不顯著。
2.2 不同早熟棉花品種葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)比較 由表1可知，高于平均值的有新陸早36號(hào)、新陸早33號(hào)、新陸早42號(hào)、新陸早48號(hào)、新陸早51號(hào)，但差異不顯著;Fm為最大熒光產(chǎn)量，高于平均值的有新陸早51號(hào)、新陸早42號(hào)、新陸早36號(hào)、新陸早45號(hào)，但差異不顯著;F為穩(wěn)態(tài)熒光，新陸早51號(hào)顯著高于平均值，新陸早33號(hào)、新陸早36號(hào)、新陸早45號(hào)高于平均值，但差異不顯著;新陸早51號(hào)的Fm'值顯著高于平均值，新陸早33號(hào)、陸早42號(hào)、新陸早36號(hào)Fm'值高于平均值，但差異不顯著;新陸早51號(hào)、新陸早36號(hào)、新陸早42號(hào)、新陸早45號(hào)的Fv值高于平均值，但差異不顯著;Fv/Fm值在0.825～0.845之間，品種間差異不顯著;新陸早51號(hào)、新陸早45號(hào)、新陸早42號(hào)、新陸早22號(hào)、新陸早47號(hào)的Fv/F0值高于平均值，但差異不顯著;新陸早36號(hào)、新陸早33號(hào)、新陸早51號(hào)、新陸早42號(hào)、新陸早48號(hào)的F0'值高于平均值，但差異不顯著;新陸早51號(hào)、新陸早48號(hào)、新陸早47號(hào)、新陸早42號(hào)、新陸早13號(hào)的ФPSⅡ值都低于平均值，其他都高于平均值，但差異不顯著;品種間的qP值和NPQ值差異不顯著;新陸早48號(hào)、新陸早45號(hào)、新陸早36號(hào)、新陸早32號(hào)、新陸早51號(hào)的子棉產(chǎn)量高于對(duì)照。
表1 早熟棉花品種葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)(無量綱)比較
2.3 不同早熟棉花品種葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)與子棉產(chǎn)量的相關(guān)分析 由表2可知，F(xiàn)0與Fm、Fv、F0'、NPQ均呈極顯著正相關(guān)，F(xiàn)0與 Fv/Fm、Fv/F0、ФPSⅡ、qP均呈極顯著負(fù)相關(guān);Fm與 F、Fm'、Fv、F0'、NPQ 均呈極顯著正相關(guān)，F(xiàn)m與 ФPSⅡ、qP均呈極顯著負(fù)相關(guān);F與 Fm'、Fv、Fv/Fm、Fv/F0均呈極顯著正相關(guān)，F(xiàn) 與 F0'呈顯著正相關(guān);Fm'與 Fv、Fv/Fm、Fv/F0呈極顯著正相關(guān)，F(xiàn)m'與NPQ呈極顯著負(fù)相關(guān);Fv與F0'呈極顯著正相關(guān)，F(xiàn)v與ФPSⅡ、qP均呈極顯著負(fù)相關(guān);Fv/Fm與Fv/F0、ФPSⅡ、qP均呈極顯著正相關(guān)，F(xiàn)v/Fm與F0'、NPQ均呈極顯著負(fù)相關(guān);Fv/F0與ФPSⅡ、qP均呈極顯著正相關(guān)，F(xiàn)v/F0與F0'、NPQ均呈極顯著負(fù)相關(guān);F0'與NPQ呈極顯著正相關(guān)，F(xiàn)0'與ФPSⅡ、qP均呈極顯著負(fù)相關(guān);ФPSⅡ與qP呈極顯著正相關(guān)，ФPSⅡ與NPQ呈極顯著負(fù)相關(guān);qP與NPQ呈極顯著負(fù)相關(guān)。
子棉產(chǎn)量與F0、Fm、F0'均呈極顯著正相關(guān)，與Fv呈顯著正相關(guān)，與ФPSⅡ、qp均呈極顯著負(fù)相關(guān)。
2.4 快速光曲線特性 葉片照射186 μmol/(m2·s)的光強(qiáng)，達(dá)穩(wěn)態(tài)后，立即測(cè)量rETR值，得到的結(jié)果如圖1所示。隨光強(qiáng)的升高，rETR逐漸升高，當(dāng)光強(qiáng)達(dá)到飽和點(diǎn)后，rETR達(dá)最大值，此后，隨光強(qiáng)的升高，rETR逐漸下降。
從圖1可以看出，7月20日新陸早36號(hào)的最大潛在相對(duì)電子傳遞速率最高［rETRmax=69.1 μmol/(m2·s)］，新陸早48 號(hào)［rETRmax=52.5 μmol/(m2·s)］次之，新陸早45 號(hào)、新陸早33號(hào)、新陸早42號(hào)、新陸早22號(hào)介于40～50 μmol/(m2·s)之間;新陸早13號(hào)、新陸早51號(hào)、新陸早32號(hào)、新陸早47號(hào)較低，均低于40 μmol/(m2·s)。
8月26日，新陸早13號(hào)的最大潛在相對(duì)電子傳遞速率最高［rETRmax=55.6 μmol/(m2·s)］，新陸早 32 號(hào)［rETRmax=53.5 μmol/(m2·s)］次之，新陸早 36 號(hào)、新陸早 47 號(hào)、新陸早 22號(hào)、新陸早 48號(hào)、新陸早 51號(hào)介于 40～50 μmol/(m2·s)之間;新陸早33號(hào)、新陸早45號(hào)、新陸早42號(hào)較低，均低于 40 μmol/(m2·s)。
同時(shí)發(fā)現(xiàn)新陸早36號(hào)、新陸早45號(hào)、新陸早42號(hào)在7月20日相對(duì)電子傳遞速率均大于8月26日的相對(duì)電子傳遞速率，而新陸早13號(hào)、新陸早32號(hào)、新陸早47號(hào)在7月20日相對(duì)電子傳遞速率小于8月26日的相對(duì)電子傳遞速率，新陸早48號(hào)、新陸早51號(hào)這2 d的相對(duì)電子傳遞速率相差不大。
表2 早熟棉花品種葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)與子棉產(chǎn)量的相關(guān)分析
圖1 早熟棉花品種葉片快速光曲線的變化
3 結(jié)論與討論
(1)植物葉片葉綠素吸收的光能主要通過光合電子傳遞、葉綠素?zé)晒獍l(fā)射和熱耗散3種途徑來消耗，因此可以通過對(duì)熒光的觀測(cè)來研究植物光合作用和熱耗散的情況［2］。10個(gè)早熟棉花品種中新陸早51號(hào)的葉片F(xiàn)、Fm'與其他品種間差異達(dá)顯著水平(P ＜0.05)，各品種間 F0、Fm、Fv、Fv/Fm、F0'、ФPSⅡ、qP、NPQ 的差異不顯著，說明品種間葉片光合機(jī)構(gòu)的活性和光合能力較為相近。
(2)PSⅡ最大量子產(chǎn)量Fv/Fm反映了植物的潛在最大光合能力，正常生理狀態(tài)下，絕大多數(shù)C3植物的Fv/Fm在0.80～0.85 之間［6］。該試驗(yàn)中，10個(gè)早熟棉花品種的 PSⅡ最大量子產(chǎn)量Fv/Fm均在0.820～0.845之間，與此結(jié)果吻合，說明棉花植株處于正常生理狀態(tài)。
(3)郭天財(cái)?shù)龋?］研究發(fā)現(xiàn)，小麥灌漿期旗葉 Fv/Fm、Fv/F0和qN與子粒產(chǎn)量有顯著的相關(guān)性。該研究發(fā)現(xiàn)棉花花鈴期F0、Fm、Fv和F0'與子棉產(chǎn)量有極顯著的正相關(guān)，與ФPSⅡ、NPQ呈極顯著負(fù)相關(guān)。
(4)通過測(cè)量快速光曲線，可以比較植物耐受強(qiáng)光的能力以及最大電子傳遞速率等［6］。該研究發(fā)現(xiàn)，同一棉花品種在不同的時(shí)期對(duì)耐受強(qiáng)光的能力和最大電子傳遞速率是不同的;不同棉花品種在同一時(shí)間對(duì)耐受強(qiáng)光的能力和最大電子傳遞速率是不同的。在7月20日新陸早36號(hào)、新陸早45號(hào)、新陸早48號(hào)與其他棉花品種相比，相對(duì)電子傳遞速率比較大，而這些品種的產(chǎn)量也比其他品種的產(chǎn)量高，說明盛花期耐受強(qiáng)光的能力強(qiáng)、最大電子傳遞速率大的品種，其子棉產(chǎn)量也相對(duì)較高。
［1］李曉，馮偉，曾曉春，等.葉綠素?zé)晒夥治黾夹g(shù)及應(yīng)用進(jìn)展［J］.西北植物學(xué)報(bào)，2006，26(10):2186 －2196.
［2］鄭淑霞，上官周平.8種闊葉樹種葉片氣體交換特征和葉綠素?zé)晒馓匦员容^［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2006，26(4):1080 －1087.
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植物葉片對(duì)光能的吸收、傳遞和利用取決于物種和環(huán)境因子［2］。新疆北部早熟棉區(qū)氣候干旱，棉花生長(zhǎng)季節(jié)溫度較高，日照充足，與長(zhǎng)江、黃河流域棉區(qū)氣候差異較大，其葉綠素?zé)晒鈪?shù)特性變化規(guī)律可能也不同。該文選取新疆審定的10個(gè)早熟棉花品種為試驗(yàn)材料，對(duì)其葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)和快速光曲線進(jìn)行測(cè)定分析，探討不同棉花品種光合生理特性的差異性，旨在為育種過程中親本選擇和棉花生產(chǎn)中品種選擇提供基礎(chǔ)資料。
1 材料與方法
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1.2 供試材料 10個(gè)早熟棉花品種為新陸早13號(hào)、新陸早22號(hào)、新陸早32號(hào)、新陸早33號(hào)、新陸早36號(hào)、新陸早42號(hào)、新陸早45號(hào)、新陸早47號(hào)、新陸早48號(hào)、新陸早51號(hào)，由新疆農(nóng)墾科學(xué)院棉花研究所提供。
1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)地壤土，中等肥力，前作棉花。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3重復(fù)，小區(qū)面積1.7 m2;每小區(qū)2行，行長(zhǎng)2 m，采用寬窄行種植，平均行距 0.425 m，株距 0.100 m。2013年4月20日播種，4月30日出苗，生育期膜下滴灌9次，化控5次，病蟲害防治和人工除草同大田。
1.4 葉綠素?zé)晒鈪?shù)的測(cè)定 2013～2014年，利用超便攜式調(diào)制葉綠素?zé)晒鈨x(MINI-PAM)測(cè)定10個(gè)棉花品種的葉綠素?zé)晒鈪?shù)。選取棉花倒3葉片進(jìn)行測(cè)定，同一棉花品種各3株，每株測(cè)定1個(gè)葉片。在葉片自然生長(zhǎng)角度不變的情況下，使葉片充分暗適應(yīng)后測(cè)定初始熒光(F0)，隨后加一個(gè)飽和脈沖光［18 000 μmol photons/(m2·s)］，脈沖時(shí)間 0.7 s，測(cè)定最大熒光(Fm)和穩(wěn)態(tài)熒光(F)，同時(shí)記錄葉表光強(qiáng)和葉溫，隨后加一個(gè)飽和脈沖光［18 000 μmol photons/(m2·s)］，脈沖時(shí)間 0.7 s，測(cè)定光下最大熒光(Fm')。按 Rohacek［3］公式計(jì)算如下參數(shù):光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)最大光能轉(zhuǎn)換效率(Fv/Fm)=(Fm－F0)/Fm、PSⅡ電子傳遞量子效率 ФPSⅡ=(Fm'－ F)/Fm'，光下最小熒光 F0'=1(1/F0－1/Fm+1/Fm')，光化學(xué)猝滅系數(shù)qP=(Fm'－F)/(Fm'－F0')，非光化學(xué)猝滅NPQ=(Fm－ Fm')/Fm'。
1.5 rETR測(cè)量 利用調(diào)制葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)(MAX-IMAGING-PAM)測(cè)量快速光曲線。快速光曲線的測(cè)量按Se-hreiber等［4］和 White 與 Critchley［5］的方法進(jìn)行，選取棉花倒3葉片進(jìn)行測(cè)定，設(shè)置9個(gè)有效光合作用輻照(PAR)梯度:0、102、212、340、519、720、1 070、1 458、2 124 μmol/(m2·s)，每個(gè)梯度持續(xù)10 s，分別測(cè)量實(shí)際量子產(chǎn)量Y和相對(duì)電子傳遞速率(rETR)，rETR隨PAR的變化值。
1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 采用SPSS17.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析與One-Way ANOVA方差分析，并采用LSD法進(jìn)行多重比較，用Excel圖表法處理快速光曲線的數(shù)據(jù)。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同早熟棉花品種葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)的方差分析 10個(gè)不同早熟棉花品種葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)的方差分析結(jié)果表明:F、Fm'值在品種間差異達(dá)顯著水平，F(xiàn)0、Fm、Fv、Fv/Fm、F0'、ФPSⅡ、qP、NPQ 值在品種間差異不顯著。
2.2 不同早熟棉花品種葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)比較 由表1可知，高于平均值的有新陸早36號(hào)、新陸早33號(hào)、新陸早42號(hào)、新陸早48號(hào)、新陸早51號(hào)，但差異不顯著;Fm為最大熒光產(chǎn)量，高于平均值的有新陸早51號(hào)、新陸早42號(hào)、新陸早36號(hào)、新陸早45號(hào)，但差異不顯著;F為穩(wěn)態(tài)熒光，新陸早51號(hào)顯著高于平均值，新陸早33號(hào)、新陸早36號(hào)、新陸早45號(hào)高于平均值，但差異不顯著;新陸早51號(hào)的Fm'值顯著高于平均值，新陸早33號(hào)、陸早42號(hào)、新陸早36號(hào)Fm'值高于平均值，但差異不顯著;新陸早51號(hào)、新陸早36號(hào)、新陸早42號(hào)、新陸早45號(hào)的Fv值高于平均值，但差異不顯著;Fv/Fm值在0.825～0.845之間，品種間差異不顯著;新陸早51號(hào)、新陸早45號(hào)、新陸早42號(hào)、新陸早22號(hào)、新陸早47號(hào)的Fv/F0值高于平均值，但差異不顯著;新陸早36號(hào)、新陸早33號(hào)、新陸早51號(hào)、新陸早42號(hào)、新陸早48號(hào)的F0'值高于平均值，但差異不顯著;新陸早51號(hào)、新陸早48號(hào)、新陸早47號(hào)、新陸早42號(hào)、新陸早13號(hào)的ФPSⅡ值都低于平均值，其他都高于平均值，但差異不顯著;品種間的qP值和NPQ值差異不顯著;新陸早48號(hào)、新陸早45號(hào)、新陸早36號(hào)、新陸早32號(hào)、新陸早51號(hào)的子棉產(chǎn)量高于對(duì)照。
表1 早熟棉花品種葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)(無量綱)比較
2.3 不同早熟棉花品種葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)與子棉產(chǎn)量的相關(guān)分析 由表2可知，F(xiàn)0與Fm、Fv、F0'、NPQ均呈極顯著正相關(guān)，F(xiàn)0與 Fv/Fm、Fv/F0、ФPSⅡ、qP均呈極顯著負(fù)相關(guān);Fm與 F、Fm'、Fv、F0'、NPQ 均呈極顯著正相關(guān)，F(xiàn)m與 ФPSⅡ、qP均呈極顯著負(fù)相關(guān);F與 Fm'、Fv、Fv/Fm、Fv/F0均呈極顯著正相關(guān)，F(xiàn) 與 F0'呈顯著正相關(guān);Fm'與 Fv、Fv/Fm、Fv/F0呈極顯著正相關(guān)，F(xiàn)m'與NPQ呈極顯著負(fù)相關(guān);Fv與F0'呈極顯著正相關(guān)，F(xiàn)v與ФPSⅡ、qP均呈極顯著負(fù)相關(guān);Fv/Fm與Fv/F0、ФPSⅡ、qP均呈極顯著正相關(guān)，F(xiàn)v/Fm與F0'、NPQ均呈極顯著負(fù)相關(guān);Fv/F0與ФPSⅡ、qP均呈極顯著正相關(guān)，F(xiàn)v/F0與F0'、NPQ均呈極顯著負(fù)相關(guān);F0'與NPQ呈極顯著正相關(guān)，F(xiàn)0'與ФPSⅡ、qP均呈極顯著負(fù)相關(guān);ФPSⅡ與qP呈極顯著正相關(guān)，ФPSⅡ與NPQ呈極顯著負(fù)相關(guān);qP與NPQ呈極顯著負(fù)相關(guān)。
子棉產(chǎn)量與F0、Fm、F0'均呈極顯著正相關(guān)，與Fv呈顯著正相關(guān)，與ФPSⅡ、qp均呈極顯著負(fù)相關(guān)。
2.4 快速光曲線特性 葉片照射186 μmol/(m2·s)的光強(qiáng)，達(dá)穩(wěn)態(tài)后，立即測(cè)量rETR值，得到的結(jié)果如圖1所示。隨光強(qiáng)的升高，rETR逐漸升高，當(dāng)光強(qiáng)達(dá)到飽和點(diǎn)后，rETR達(dá)最大值，此后，隨光強(qiáng)的升高，rETR逐漸下降。
從圖1可以看出，7月20日新陸早36號(hào)的最大潛在相對(duì)電子傳遞速率最高［rETRmax=69.1 μmol/(m2·s)］，新陸早48 號(hào)［rETRmax=52.5 μmol/(m2·s)］次之，新陸早45 號(hào)、新陸早33號(hào)、新陸早42號(hào)、新陸早22號(hào)介于40～50 μmol/(m2·s)之間;新陸早13號(hào)、新陸早51號(hào)、新陸早32號(hào)、新陸早47號(hào)較低，均低于40 μmol/(m2·s)。
8月26日，新陸早13號(hào)的最大潛在相對(duì)電子傳遞速率最高［rETRmax=55.6 μmol/(m2·s)］，新陸早 32 號(hào)［rETRmax=53.5 μmol/(m2·s)］次之，新陸早 36 號(hào)、新陸早 47 號(hào)、新陸早 22號(hào)、新陸早 48號(hào)、新陸早 51號(hào)介于 40～50 μmol/(m2·s)之間;新陸早33號(hào)、新陸早45號(hào)、新陸早42號(hào)較低，均低于 40 μmol/(m2·s)。
同時(shí)發(fā)現(xiàn)新陸早36號(hào)、新陸早45號(hào)、新陸早42號(hào)在7月20日相對(duì)電子傳遞速率均大于8月26日的相對(duì)電子傳遞速率，而新陸早13號(hào)、新陸早32號(hào)、新陸早47號(hào)在7月20日相對(duì)電子傳遞速率小于8月26日的相對(duì)電子傳遞速率，新陸早48號(hào)、新陸早51號(hào)這2 d的相對(duì)電子傳遞速率相差不大。
表2 早熟棉花品種葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)與子棉產(chǎn)量的相關(guān)分析
圖1 早熟棉花品種葉片快速光曲線的變化
3 結(jié)論與討論
(1)植物葉片葉綠素吸收的光能主要通過光合電子傳遞、葉綠素?zé)晒獍l(fā)射和熱耗散3種途徑來消耗，因此可以通過對(duì)熒光的觀測(cè)來研究植物光合作用和熱耗散的情況［2］。10個(gè)早熟棉花品種中新陸早51號(hào)的葉片F(xiàn)、Fm'與其他品種間差異達(dá)顯著水平(P ＜0.05)，各品種間 F0、Fm、Fv、Fv/Fm、F0'、ФPSⅡ、qP、NPQ 的差異不顯著，說明品種間葉片光合機(jī)構(gòu)的活性和光合能力較為相近。
(2)PSⅡ最大量子產(chǎn)量Fv/Fm反映了植物的潛在最大光合能力，正常生理狀態(tài)下，絕大多數(shù)C3植物的Fv/Fm在0.80～0.85 之間［6］。該試驗(yàn)中，10個(gè)早熟棉花品種的 PSⅡ最大量子產(chǎn)量Fv/Fm均在0.820～0.845之間，與此結(jié)果吻合，說明棉花植株處于正常生理狀態(tài)。
(3)郭天財(cái)?shù)龋?］研究發(fā)現(xiàn)，小麥灌漿期旗葉 Fv/Fm、Fv/F0和qN與子粒產(chǎn)量有顯著的相關(guān)性。該研究發(fā)現(xiàn)棉花花鈴期F0、Fm、Fv和F0'與子棉產(chǎn)量有極顯著的正相關(guān)，與ФPSⅡ、NPQ呈極顯著負(fù)相關(guān)。
(4)通過測(cè)量快速光曲線，可以比較植物耐受強(qiáng)光的能力以及最大電子傳遞速率等［6］。該研究發(fā)現(xiàn)，同一棉花品種在不同的時(shí)期對(duì)耐受強(qiáng)光的能力和最大電子傳遞速率是不同的;不同棉花品種在同一時(shí)間對(duì)耐受強(qiáng)光的能力和最大電子傳遞速率是不同的。在7月20日新陸早36號(hào)、新陸早45號(hào)、新陸早48號(hào)與其他棉花品種相比，相對(duì)電子傳遞速率比較大，而這些品種的產(chǎn)量也比其他品種的產(chǎn)量高，說明盛花期耐受強(qiáng)光的能力強(qiáng)、最大電子傳遞速率大的品種，其子棉產(chǎn)量也相對(duì)較高。
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