高温对棉花光合特性、叶绿素荧光及抗氧化体系的影响

Photosynthsis ,Chlorophyll fluorescen and activities of SOD, POD, CAT protective enzymes and MDA content in main-stem leaf and anther at different developmental stages and their responses to high temperature stress at peak flowering stage are analyzed comparatively using three cotton lines exhibiting tolerance, moderate sensitivity and sensitivity to high temperature. Study the difference of photosynthetic physiological and the relationship of tolerance, Clarify the mechanism of adapt to high temperature in cotton. The results would help cotton breeding.

以不同高温耐性类型棉花为材料，通过比较分析主茎功能叶片的光合、荧光特性以及抗氧化体系在不同生长发育时期的变化规律及其对盛花期高温胁迫的响应，探讨它们在光合生理上的差异及其与高温耐性的关系，阐明棉花对高温逆境的生理适应机制，结果对耐高温棉花育种实践具有重要的参考价值。

高温逆境对棉花生长发育以及产量形成严重的影响，研究棉花耐高温的生理机制，对于棉花生产具有重要的实践意义。本项目以新疆棉花育种的品种资源为研究材料，研究了高温条件下棉花叶片光合特性的变化，光合生产力的主要影响因素；探讨了高温条件下的棉花抗氧化系统的酶活性；分析了在高温条件下棉花叶绿素荧光特性的变化特征，初步明确棉花耐高温的机制。取得的重要结果有：（1）明确了在高温下棉花耐高温的材料，净光合速率及抗氧化系统的酶活性要高于对高温敏感的品种。棉花在高温条件下净光合速率的影响主要是非气孔限制型。（2）探明了棉花耐高温的初步机理。在高温胁迫可诱导光合系统PSII的有活性中心向无活性中心的转化，从而降低净光合速，但是耐高温的品种这种转化相对较低，因而净光合速率降低少。植物酶促防御系统，包括超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）等是消除自由基的重要酶，它们可以减轻膜脂过氧化程度，保持膜系统的稳定性，耐高温的品种具有较好的酶促防御系统，因而较敏感品种更加适应高温逆境。JIP-测定表明高温与叶绿素荧光指标Fv/Fm、φEO、PIABS有紧密关系，同时叶绿素快速荧光OJIP变化，测得棉花叶片呈OKJIP曲线，导致K（300μs）点出现，可以进行棉花耐高温特性的评价。（3）提出了棉花耐高温品种资源鉴定的指标体系。分析表明棉花耐高温机制是由综合的生理生化因素决定，所以生理生化的研究是耐热性研究的主要内容。在高温胁迫下，植物生理生化指标也同时可作为品种间耐热性强弱的对比基础，为筛选耐热品种提供理论依据。本研究所提出的筛选指标是筛选在高温下净光合能力强和抗氧化系统较好的品种，进一步分析PSII的稳定性，主要指标是Fv/Fm、φEO、PIABS以及棉花叶片OKJIP曲线中K点的差异。. 这些结果回答了棉花品种耐高温特性的机制，研究结果对进一步挖掘棉花光合增产潜力提供了理论依据。项目共发表文章6篇，其中SCI刊物1篇。.