水稻低叶绿素含量突变对光合作用及产量的影响

• 作者: 周振翔 孔祥胜 戴琪星 李志康 杨建昌 王志琴 顾骏飞
• 来源期刊: 作物学报
• 关键词: 水稻 叶绿素 光合作用 高光效 氮素
• 年，卷（期）: 2016,（4）
• 所属期刊栏目: 耕作栽培?生理生化
• 页码范围: 551-560
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3724/SP.J.1006.2016.00551

摘要

突变体水稻叶绿素含量仅是其野生型水稻的51%，但是其饱和光合值在低氮、中氮、高氮处理下，却比对照野生型水稻分别高3.7%、20.4%与39.1%。为了探究其生理学机制，分别在大田与盆栽试验中，不同氮肥水平下研究了突变体材料与野生型材料的叶片 Rubisco 酶含量、气孔导度、水通道蛋白表达水平、叶绿素荧光、叶片解剖结构和叶绿体超微结构。叶绿体超微结构分析表明，突变体材料虽然叶绿素含量降低，叶绿体的发育并未受到影响；叶绿素荧光试验结果表明，高光强下，低叶绿素含量突变体并未受到光抑制，光反应电子传递未受影响。气孔导度数据、叶片显微结构观察与水通道蛋白基因表达数据表明，叶黄突变体具有较高的气孔与叶肉导度；同时低叶绿素含量突变体内较高的Rubisco酶含量也是其在高光照条件下具有较高光合速率的重要原因。产量数据表明，叶黄突变体虽然生育期短，但其产量水平与对照无显著差别，这可能与其高光强条件下有较高的光合速率有关。上述试验结果表明高叶绿素含量并不是叶片高光合速率的必需条件。在今后的高光效育种中，挑选叶绿素含量适宜的品种更有利于叶片内氮素在其他光合器官中的分配，提高光合效率，最终获得高光效品种。在本研究中使用的叶绿素含量降低突变体在高光效育种中有潜在的研究价值。