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1、 科类 农学 编号（学号）20090027本科生毕业论文（设计） 干旱胁迫下干旱胁迫下 7 7 个甘蔗品种光合生理指标及抗旱性评价个甘蔗品种光合生理指标及抗旱性评价Photosynthetic Physiological Indexes and Drought Resistance Evaluation Under Drought Stress of Seven Sugarcane Varieties某某指导教师： 职称： 云南农业大学 黑龙潭 学 院： 专 业： 农学 年级： 论文提交日期： 2013 年 5 月 答辩日期： 2013 年 5 月 答辩委员会主任： 云南农业大学2013 年
2、5 月 1干旱胁迫下干旱胁迫下 7 7 个甘蔗品种光合生理指标及抗旱性评价个甘蔗品种光合生理指标及抗旱性评价某某（#）摘要摘要：以云蔗 03-194、赣蔗 95-108、德蔗 03-83、桂糖 21 号、新台糖 10 号、粤糖 86-368、云引 3 号为试验试材，用 Li-6400 光合仪在自然光下，测量其正常供水与干旱胁迫下净光合速率（Pn） 、气孔导度（Gs） 、胞间二氧化碳浓度（Ci） 、蒸腾速率（Tr） ，比较它们的光合特性与抗旱性的关系。结果表明：综合各个生理指标的模糊隶属函数评价法，结合系统聚类，7 个甘蔗品种中云引 3 号、粤糖 86-368、新台糖 10 号表现优良，抗旱性较
3、强；桂糖 21 号、德蔗 03-83 表现一般，抗旱性中等；云蔗 03-194、赣蔗 95-108 不抗旱。抗旱性较好的几个品种较适宜在干旱地区种植。关键词关键词：甘蔗；干旱胁迫；光合特性；抗旱性Photosynthetic Physiological Indexes and Drought Resistance Evaluation Under Drought Stress of Seven Sugarcane VarietiesKlhjljl (College of Agronomy and Biotechnology, Yunnan Agricultural University, Ku
4、nming, Yunnan 650201 )Abstract：By using Yunzhe03-194, Ganzhe95-108, Dezhe03-83, Guitang21, ROC10, Yuetang 86-368 and Yunyin3 as test materials, with Li - 6400 photosynthetic apparatus under the natural light, measuring the net photosynthetic rate (Pn) under normal water supply and drought, stomatal
5、conductance (Gs), intercellular carbon dioxide concentration (Ci), transpiration rate (Tr), and compare their photosynthetic characteristics. The results show that: The fuzzy membership function of each physiological index evaluation method Combining with system clustering, In the seven sugar cane v
6、arieties, the Yunyin3, Yuetang86-368, ROC10 show the excellent and strong drought resistance; Guitang21, Dezhe03-83 display the common drought resistance; Yunzhe03- 194, Ganzhe95-108 is not the drought. Several varieties with good drought resistance are suitable for planting in dry areas. Key words:
7、 Sugarcane; Drought stress; Photosynthetic characters; Drought resistance2甘蔗（Saccharum officinarum L.）是我国第一大糖料作物，也是高光效能源作物1。其光合作用的途径是 C4途径，因为具有 PEPCK（磷酸烯醇式丙酮酸激酶）基因，能向卡尔文循环 RuBisco 高效输送 CO2，因而光合效率很高。甘蔗植物的干物质中，有 90%-95%的有机物来源于蔗叶的光合作用，光合作用是甘蔗产量和品质形成的物质基础2。甘蔗在云南普遍种植，而随着气候的变化，云南多地旱情严重，甘蔗也被俗称为“干蔗” 。所以干旱是制
8、约蔗糖生产的关键因素之一。选育抗旱性强、水分利用率高的品种是提高农业水分利用效率的有效措施之一，所以选育抗旱性好的甘蔗品种在干旱地区尤为重要。前人对于甘蔗抗旱品种的选育已做出了很多具有价值的进展3-4，抗旱性鉴定的相关报道也很多5-8。但是也有局限性，有的研究测定技术比较复杂，使用仪器较多且先进，不适宜全面推广。本试验以云南主栽品种为试验材料，通过大棚桶栽甘蔗，干旱胁迫，利用 Li-6400 光合仪测定其光合参数9，最后通过所得各项数据，结合系统聚类利用模糊隶属函数综合评定抗旱性较好的甘蔗品种10。1 1 材料与方法材料与方法1.11.1 试验材料试验材料供试材料为云蔗 03-194、赣蔗 9
9、5-108、德蔗 03-83、桂糖 21 号、新台糖 10 号、粤糖86-368、云引 3 号。1.21.2 试验设计试验设计试验在云南农业大学甘蔗研究所的塑料温室大棚进行，于 2012 年 3 月 25 日采用盆栽的方法，每盆栽 4 个芽，每个品种 6 盆。1.31.3 水分管理水分管理蔗苗栽后浇足水，盖塑料薄膜，多次除草。生长前期每盆浇水量一致，伸长期为需水临界期，一般选择在伸长期进行干旱胁迫处理11。因此，本试验于 7 月 10 日分两组进行水分处理。对照组定量浇水，处理组不浇水进行干旱胁迫 15 天-20 天，对照 3 盆，处理 3盆，进行各项指标的测定。1.41.4 测定及分析方法测
10、定及分析方法1.4.11.4.1 测定方法。测定时间在晴天上午 9：00-11:30，采用 Li-6400 光合仪在自然光下进行，测定时统一测定+1 叶（最上一片全展叶） ，测定的叶片位置为叶片中部，避开叶脉，CO2浓度为大气 CO2。测定的值分别为净光合速率（Pn） 、气孔导度（Gs） 、胞间二氧化碳浓度（Ci） 、蒸腾速率（Tr） ，对照组和胁迫组各 3 盆，每盆测一次，取 3 盆的平均值作数据分析。31.4.21.4.2 分析方法 （1）显著性分析在各品种升降幅度间进行，升降幅度计算公式为：.%100-对照测定值对照测定值）（胁迫测定值升降幅度（2）统计分析采用 SPSS17.0 软件，
11、图表用 Word2007 办公软件，进行图表处理和聚类分析。（3）水分利用率（WUE）生理上定义为叶片净光合速率与蒸腾速率的比值，它能够准确反映植物叶片的瞬间或短期的反应行为12，即。 （4）抗旱系数也是作为分析甘TrPnWUE 蔗抗旱强弱的标准之一，按付凤玲等13的计算方法计算，对照组测定值与干旱胁迫条件下各测定值差值占对照测定值比率的补数，作为抗旱系数：对照测定值胁迫测定值对照测定值抗旱系数-1 .（5）模糊隶属函数评价法。抗旱性评价采用模糊隶属函数评价法,通过对 4 个所测光合指标和水分利用率（WUE）求取模糊隶属函数值来综合评价品种抗旱性,模糊隶属函数值的计算公式10：（1）minma
12、xminjjjijXXXX Zji （2） njiijnX11式中，Zij表示 i 基因型 j 指标的隶属函数值，Xij表示 i 基因型 j 指标的抗旱系数,Xjmax，Xjmin分别表示各基因型中指标的最大和最小测定值，为 i 基因型的隶属函数均值，iXn 为指标数。此次测量的值与抗旱性呈正相关，采用公式（1）计算隶属函数值，最后用公式（2）计算隶属函数均值。2 2 结果与分析结果与分析2.12.1 干旱胁迫下甘蔗净光合速率比较干旱胁迫下甘蔗净光合速率比较净光合速率是光合作用最重要的参数之一，为总光合速率与呼吸速率的差值，它能直接反映光合速率的大小。干旱胁迫下甘蔗净光合速率显著下降14，由表
13、 1 可以看出来，对照组净光合速率明显要比胁迫组大，其中云引 3 号表现突出。降幅较小说明胁迫后对光合速率的影响越小，其中云引 3 号表现优异，赣蔗 95-108 和桂糖 21 号表现最差。表表 1 1 干旱胁迫下各甘蔗品种净光合速率比较干旱胁迫下各甘蔗品种净光合速率比较 单位：单位：molCOmolCO2 2.m.m-2-2.s.s-1-14Table 1 Net photosynthetic rate of sugarcane varieties under drought stress2.22.2 干旱胁迫下甘蔗气孔导度比较干旱胁迫下甘蔗气孔导度比较气孔是水汽和 CO2进出的门户，气孔导
14、度表示的是气孔张开的程度，是估算植物和大气之间 CO2和水分流动的关键因子。气孔的开闭与光合作用的光反应一致，水分胁迫下气孔密度增加，导致气孔变小。由表 2 可以看出,赣蔗 95-108 的降幅最显著，其次为云蔗03-194 和桂糖 21 号，表明水分胁迫对其影响较大。降幅最小的为粤糖 86-368，水分胁迫对其影响较小。表表 2 2 干旱胁迫下各甘蔗品种气孔导度比较干旱胁迫下各甘蔗品种气孔导度比较 单位：单位：mmolHmmolH2 2O.m-2.sO.m-2.s-1-1Table 2 Net photosynthetic rate of sugarcane varieties under
15、drought stress2.32.3 干旱胁迫下甘蔗胞间二氧化碳浓度比较干旱胁迫下甘蔗胞间二氧化碳浓度比较胞间 CO2浓度是反映叶片光合作用强度的指标之一，植株受旱情况下其值大小可用来反映抗旱能力。但胁迫程度较高情况下又会有不同表现。由表 3 可以看出，水分胁迫组的胞间二氧化碳浓度要比对照组的大，原因有两个：（1）由于此时土壤含水量很低，胁迫程品种对照测定值胁迫测定值升降幅度（%）云蔗 03-194 赣蔗 95-108 德蔗 03-83 桂糖 21 号 新台糖 10 号 粤糖 86-368 云引 3 号26.44 25.24 21.93 25.65 26.04 24.75 30.980.94 -0.38 0.80 -0.31 1.04 0.50 3.16-96.45 -101.50 -96.33 -101.23 -96.02 -97.97 -89.81 品种对照测定值胁迫测定值升降幅度（%）云蔗 03-194 赣蔗 95-108 德蔗 03-83 桂糖 21 号 新台糖 10 号 粤糖 86-368 云引 3 号0.40 0.38 0.26 0.32 0.31 0.28 0.420.04 0.00 0.04 0.0
