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水稻是世界上的主要粮食作物,水稻矮杆基因的利用和杂种优势利用使水稻产量取得了连续较大突破。由于我国人口的持续增长、人均耕地面积较少且还在不断减少以及水资源的不足,要满足我国的粮食需求,在大幅增加水稻面积上已较困难,而提高水稻单产是今后的主要目标。提高作物的光能利用率是提高单产的有效途径,现有高产品种的光能利用率只能达到为1%-1.5%,而水稻的光能利用率潜力可达3%以上,因此提高水稻的光能利用率还有较大的增产潜力。近年来全球“温室效应”加剧,气温升高对水稻产量的影响引起人们关注。水稻生长的夏季中午高温强光条件下,水稻会发生不同程度的光合“午睡”现象,是水稻生长期内光能损失的重要原因之一。采取合理的育种和栽培技术增加光能利用率的研究越来越受到重视,是水稻高产、稳产的重要手段。高温下水稻光合作用的稳定性是水稻高光效生理育种的重要内容,但在育种中没有合适的光合作用高温稳定性鉴定评价指标。 本研究对不同水稻品种进行高温条件下的光合作用稳定性进行评价,并选用极端材料杂交分析光合作用高温稳定的遗传特性进行初步研究,旨在探讨一种可用于水稻高温稳定性育种的简化实用评价指标,指导品种资源和育种后代材料的选择与鉴定。主要结果如下: 1.武汉盛夏自然高温晴日条件下,供试测定的所有水稻材料的光合速率在中午都发生了明显的下降,即均存在光合“午睡”现象,但不同材料的下降幅度存在显著差异。鉴定出高温光合稳定性差的品种特籼粘等品种,高温下光合稳定性较好的品种蜀恢527等品种。 2.不同温度条件下水稻剑叶光合速率的变化:自然气温日变化中剑叶光合速率在一天中呈双峰曲线变化,9:00有光合速率最高值,低谷值多发生在13:30左右,可以用其差值表示不同品种光合作用的高温稳定性差异指标。设置温度下,当叶表面温度高于36℃其光合速率就开始下降,不同材料间开始下降温度值差异不明显。 3.光合速率与气孔导度的关系:高温条件下,光合速率和气孔导度存在明显的正相关,相关系数因材料的不同而异。 4.不同温度条件下水稻结实率研究:人工生长箱中当平均温度为32℃最高温度为36℃时水稻的结实率开始下降。当平均温度为34℃最高温度为38℃时水稻的结实率大幅降低。结实率降低与光合降低有相同趋势,但难获得确定的数量关系。