鐘信念 胡申申
摘要:為了更好的對(duì)低溫脅迫對(duì)蕾期棉花的光合作用和熒光特性進(jìn)行分析研究,科研人員選取了5種棉花為研究對(duì)象,通過(guò)將養(yǎng)殖溫度控制在5℃左右,來(lái)對(duì)低溫狀態(tài)下的蕾期棉花生長(zhǎng)情況進(jìn)行研究??蒲腥藛T通過(guò)對(duì)蕾期棉花光合作用以及熒光特性進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn),低溫處理后的棉花的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度等因素明顯低于常規(guī)生長(zhǎng)的棉花,并且不同品種的棉花所產(chǎn)生的二氧化碳的濃度也不同。因此得出凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度以及二氧化碳的濃度等因素是棉花抗寒的主要性能。
關(guān)鍵詞:低溫脅迫;凈光合速率;蒸騰速率;氣孔導(dǎo)度
一、低溫脅迫的內(nèi)涵
由于亞熱帶具有熱量豐富、光照充足的特點(diǎn),適合棉花生長(zhǎng)繁殖,但亞熱帶存在著氣溫不穩(wěn)定的現(xiàn)象。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外研究人員對(duì)小麥、玉米、高粱、大豆等農(nóng)作物,從生理學(xué)、細(xì)胞學(xué)、分子生物學(xué)等角度來(lái)進(jìn)行抗寒機(jī)理研究,并取得了較好的效果。棉花是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物,但是由于產(chǎn)地經(jīng)常出現(xiàn)“倒春寒”等天氣,在一定程度上限制了棉花的生長(zhǎng)、繁殖。低溫脅迫法是指通過(guò)影響植物光合作用器官,從而改變其光合作用性能和活性,有助于篩選出更耐寒的棉花品種??蒲腥藛T為了更好的對(duì)低溫脅迫下的蕾期棉花葉片光合作用和熒光特性進(jìn)行分析研究,選取了5種棉花,并將其養(yǎng)殖在5℃的低溫狀態(tài)下,觀察低溫狀態(tài)下的蕾期棉花生長(zhǎng)情況。
二、低溫脅迫選取的實(shí)驗(yàn)材料與方法
(一)選取的實(shí)驗(yàn)材料
本實(shí)驗(yàn)棉花材料選取的是5個(gè)品種棉花各10株。品種分別為:新陸早13、297-5、81-3、4723、35。
(二)科研人員采用的實(shí)驗(yàn)方法
科研人員在盆栽中種植5種棉花苗,其中每種棉花苗各10株,將長(zhǎng)勢(shì)相同的觀察組棉花放入室內(nèi)溫度5℃、光照強(qiáng)度4000lx的培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng);而將對(duì)照組棉花放入室內(nèi)溫度25℃的培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。通過(guò)利用光合作用分析儀來(lái)對(duì)棉花葉片上的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度以及二氧化碳濃度進(jìn)行分析,并且利用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件來(lái)對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選比較。
三、低溫脅迫對(duì)棉花光合作用以及葉綠素?zé)晒庥绊?/p>
(一)低溫脅迫下凈光合速率的變化
凈光合速率是直接體現(xiàn)植物光合系統(tǒng)是否正常工作的一個(gè)指標(biāo),通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析后,可以發(fā)現(xiàn)觀察組的5種棉花的凈光合速率均低于對(duì)照組棉花,可以說(shuō)明低溫脅迫可以有效的控制棉花的凈光合速率。通過(guò)對(duì)5種蕾期棉花進(jìn)行對(duì)比后,可以發(fā)現(xiàn),13和297-5品種棉花凈光合速率下降幅度最小,而35和品種棉花凈光合速率下降幅度最大。通過(guò)數(shù)據(jù)可以說(shuō)明13和297-5品種的棉花適應(yīng)能力強(qiáng)。
(二)低溫脅迫下細(xì)胞間的二氧化碳濃度的變化
二氧化碳濃度是影響植物光合作用的重要因素之一,為光合作用提供碳源。低溫脅迫下細(xì)胞間的二氧化碳濃度變化情況如下:13、297-5、4723濃度降低,而81-3、35濃度升高。其中35品種濃度上升最快,13下降最多,由此可見(jiàn),不同種類(lèi)的棉花,細(xì)胞間的二氧化碳濃度的變化不同,存在著差異。
(三)低溫脅迫下蒸騰速率的變化
葉面的蒸騰作用可以有效的降低葉面溫度,從而加快吸收礦物質(zhì),適應(yīng)當(dāng)前生長(zhǎng)環(huán)境。試驗(yàn)人員通過(guò)對(duì)5種棉花植物進(jìn)行低溫脅迫,可以發(fā)現(xiàn)5種棉花植被的蒸騰速率都明顯降低。其中,13、297-5這兩種棉花品種的蒸騰速率下降的不太明顯,而35和另兩種棉花品種的蒸騰速率下降幅度最大。通過(guò)實(shí)驗(yàn)調(diào)查數(shù)據(jù)可以看出來(lái),通過(guò)對(duì)棉花實(shí)行低溫脅迫法,可以有效的降低蒸騰速率,但不同種類(lèi)棉花的蒸騰速率下降幅度不同,存在著差異性。
(四)低溫脅迫下氣孔導(dǎo)度的變化
植物氣孔導(dǎo)度是影響光合作用的因素之一,當(dāng)對(duì)棉花進(jìn)行低溫脅迫后,可以發(fā)現(xiàn)棉花氣孔導(dǎo)度明顯降低,其中13、297-5、4723品種棉花下降的不明顯,而81-3、35品種棉花下降幅度較大。由此可見(jiàn),氣孔導(dǎo)度在不同品種的棉花中存在著差異。
(五)低溫脅迫下葉綠素?zé)晒獾淖兓?/p>
研究人員通過(guò)對(duì)蕾期棉花的光合電子傳遞速率與光化學(xué)量子產(chǎn)量進(jìn)行分析研究后,低溫脅迫時(shí)間越長(zhǎng)則光合電子傳遞速率與光化學(xué)量子產(chǎn)量越低,不同品種所下降的程度不同。當(dāng)恢復(fù)正常溫度時(shí),光合電子傳遞速率與光化學(xué)量子會(huì)隨之進(jìn)行恢復(fù)。
四、低溫脅迫對(duì)棉花光合作用和葉綠素?zé)晒庑Ч?/p>
低溫脅迫對(duì)植物光合作用產(chǎn)生多樣性的影響,不僅直接造成光合機(jī)構(gòu)的損傷,還同時(shí)影響光合作用相關(guān)酶系。根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),低溫脅迫會(huì)降低植物的凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度??蒲腥藛T通過(guò)對(duì)蕾期棉花進(jìn)行低溫脅迫法,改變植被光合作用。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度明顯大幅度降低,而二氧化碳濃度在13、297-5、4723品種中出現(xiàn)下降,81-3、35品種則升高。這就是本文實(shí)驗(yàn)中,13、297-5、4723品種出現(xiàn)二氧化碳濃度下降,而81-3、35品種出現(xiàn)二氧化碳濃度升高的情況。通過(guò)利用低溫脅迫法來(lái)降低棉花的光合作用,從而抑制棉花的蒸騰作用,可以有效的抑制棉花失水量。另外,科研人員可以通過(guò)抑制蕾期棉花光合電子傳遞速率與光化學(xué)量,從而影響葉綠素?zé)晒馓匦浴?/p>
結(jié)語(yǔ):綜上所述,低溫脅迫法可以有效的抑制植物的光合作用和熒光特性,從而有效的降低凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度以及二氧化碳濃度。并且不同種類(lèi)的棉花效果不同,可以根據(jù)凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度以及細(xì)胞間的二氧化碳濃度差異來(lái)選擇抗寒品種。本文通過(guò)對(duì)5個(gè)品種棉花的蕾期進(jìn)行分析研究,至于該結(jié)果是否適用于棉花的其他花期,還有待考察。
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