本研究采用粳稻品种淮稻5号（HD5）为供试对象，在玻璃智能控制温室里进行不同高温水平（T1（32/22℃）、T2（40/30℃）、T3（44/34℃））和不同高温持续时间（D1（2天）、D2（4天））下的水稻盆栽试验，分析了孕穗期与开花期高温对剑叶光合作用参数（净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率）与叶绿素荧光参数的影响。结果表明孕穗期和开花期高温使水稻剑叶净光合速率降低，气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率提高，叶绿素荧光光化学转换效率降低；高温也对恢复期间的净光合速率、Fv/Fm等参数有着显著的影响。总的来说，高温水平越高持续时间越长，水稻光合生产受到的负面影响也越显著。本研究结果可为气候变暖背景下我国水稻生产管理、栽培措施改进和评估粮食安全提供理论基础。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法2
1.1研究思路 3
1.2技术路线 3
1.3试验设计3
1.4测试安排3
1.5数据处理4
2结果与分析4
2.1高温胁迫对叶片光合作用的影响4
2.1.1孕穗期高温胁迫对水稻光合作用的影响4
2.1.2开花期高温胁迫对水稻光合作用的影响6
2.2 高温胁迫对水稻叶片叶绿素荧光参数的影响8
2.2.1 孕穗期高温胁迫对水稻叶绿素荧光参数的影响8
2.2.2 开花期高温胁迫对水稻叶绿素荧光参数的影响9
3讨论与结论10
3.1高温胁迫对叶片光合作用的影响10
3.2 高温胁迫对水稻叶片叶绿素荧光参数的影响10
3.3结论11
致谢11
参考文献11
高温胁迫对水稻剑叶光合作用与叶绿素荧光参数的影响研究
引言
引言
水稻作为全世界最重要的粮食作物之一，全世界一半以上的人口都以水稻为主食[1,2]，它在我国的粮食生产中也有着至关重要的作用。近年来，随着温室效应的加剧、高温热害频发，这对水稻的生长产生了非常严重的影响。在我 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ^351916072^ 
国水稻主要种植区，水稻在全生育期内遭受高温热害的可能性在不断增加[3]。尤其是近年来夏季日均温度随着温室效应的加剧提升，水稻高温灾害频繁发生。水稻起源于亚热带地区，适宜在高温的生态环境和短日照的生态环境中生长发育，而孕穗期和抽穗开花期是水稻对高温最敏感的时期[4]。大量的研究显示，在水稻的生长季，在水稻最适温度基础上气温每升高1℃，就会降低大约10%的水稻产量[5]。据报道2013年夏季高温造成了我国水稻大面积减产[6, 7]。当高温出现在水稻关键生育期时，尤其是在生殖生长阶段，即使是短时间极端高温都会带来严重影响[8, 9]。这给我国水稻的生产带来了非常严重的安全隐患以及危害。
高温不仅影响着生育期，还对水稻叶片进行光合生产也具有极显著的负面效应[10, 11]。水稻产量90%以上都依赖于光合作用[12]。尤其是生育后期，光合作用对水稻产量形成至关重要[13, 14]。水稻物质生产则主要由光合能力、光合有效面积和光合作用有效持续时间三大要素共同决定，孕穗期、开花期高温胁迫会对这三个影响光合能力的要素产生显著影响[15, 16]。前人研究表明，高温胁迫会降低Rubisco酶活性，同时叶片叶绿素含量下降，最终影响CO2的同化，降低叶片的净光合速率[1720]，此外高温胁迫还会使水稻气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率增加[21]。高温胁迫也会提升叶片的光合有效面积导致水稻叶面积偏高，最后迟迟无法成熟[22]。光合有效持续时间的缩短也会加快水稻生育进程[23]，缩短灌浆持续时间[24]，最终使水稻产量出现严重下降。
植物在进行光合作用的过程中进行光反应的关键结构则是光合系统II（PSII），叶绿素荧光与光合作用中的各个反应过程都有着密切的关系，能够反映PSII的生理过程[25]。PS II最大光化学量子产量（Fv /Fm）反映了PS II反应中心潜在光能转化效率，即PS II反应中心处于开放状态时的量子产量。正常生长的植物Fv /Fm值通常约为0.8。在植物受到逆境胁迫后，叶片内部光能传递受到限制，损伤叶片光合膜特别是PSⅡ的结构和功能，使Fv/Fm值显著降低[2627]。因此，Fv /Fm是逆境生理研究的重要指示性参数[28]。高温下类囊体及PSⅡ颗粒电子传递活性在旗叶光合功能可逆衰退过程中急剧下降，PSⅡ组分也出现不同程度的降解[29]，高温胁迫导致叶绿素荧光参数迅速下降，PSⅡ反应中心活性受抑制[30]。高温下过剩激发能增加，植物会通过进行光合作用的光化学反应等途径来耗散激发能。
目前，高温对水稻光合生产能力已有不少研究，张顺堂[31]等在抽穗灌浆期在人工气候室中实施昼夜平均温度不同的高温处理发现，高温胁迫会显著降低叶片的净光合速率，并使气孔导度等气体参数提高。张祖建[32]等于白天设定短期恒定高温处理也发现高温胁迫会大幅降低净光合速率。也会使水稻自身的耐热性迅速下降。Mahmood[33]和Shi[34]等人也在夜间进行的恒定的高温胁迫处理发现了类似的变化规律。从中我们也可以看出目前大部分研究主要集中于开花灌浆期，对且多采用短期恒温处理、夜间高温处理或大田环境下的开放式增温于孕穗期高温胁迫环境下水稻的光合生产能力变化研究较少，也不能很好地模拟温度的日变化规律。目前，对于叶绿素荧光参数的研究，多见于小麦、果树等作物上[31]，而有关高温下水稻叶片叶绿素荧光参数变化规律的报道极少。本研究采用智能人工气候室，通过模拟温度日变化规律等梯度设置高温水平和不同高温持续时间，对于孕穗期与开花期高温对水稻光合生产中的叶绿素荧光参数的影响进行系统细致的研究，为以后建立和改进高温对水稻生长发育光合生产模型提供一定的试验基础，对我国合理应对全球气候变化下水稻安全生产、耐热性品种目标以及相应栽培措施的制定具有一定指导意义。
1 材料与方法
1.1 试验设计
在总结了国内外极端高温对水稻生长发育和生理变化及产量形成影响等的基础上，利用日光型人工智能气候室，模拟日变化温度曲线和生长环境对供试品种进行控温实验，解析孕穗期、开花期高温胁迫对水稻光合作用各项指标与叶绿素荧光参数的影响。
1.2 技术路线

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