水稻叶片姿态对光抑制及衰老的调节效应

项目以一组叶片卷曲程度不同的近等基因系，结合叶片披垂度人工模拟，得到具有不同叶片姿态（包括叶片披垂度、叶片卷曲程度）的水稻植株，以此为材料，对结实期不同光强下不同姿态水稻叶片的光抑制及光破坏程度及生理、光抑制恢复能力及衰老进程中相关生理指标进行研究，以期对水稻叶片姿态与光抑制程度及衰老进程间的关系有清晰的了解，在此基础上提出既能有效降低光抑制又能获得最大光合能力的适宜的叶片姿态量化指标，为减轻或避免光抑制、提高水稻的光能利用率及产量提供理论依据。

本项目以中籼稻扬稻6号为材料，分别进行不同的叶片开张角处理和卷曲度处理，研究上述两种叶片姿态对水稻光合光抑制及衰老进程的的影响，主要结果如下：（1）供试水稻齐穗期至齐穗后30d，光合有效辐射的日变化均呈单峰曲线的趋势，其中中午时段约3-4小时光辐射值最高，在1200-1500μmol.m-2s-1之间，均高于水稻的光饱和点；而大气温度及各处理叶片表面的温度的日变化，与光辐射相比，则较为平缓，中午时段，叶片70°、50°开张角的处理叶面温度明显较高；（2）各开张角处理中，70°叶片受光抑制及光氧化的程度最大，表现为Fv/Fm值在高光辐射情况下降低幅度最大；同样，其光氧化产物超氧阴离子及过氧化氢产生速率亦最大，膜脂过氧化程度最高，而活性氧清除酶SOD、APX活性则最小，相反，5°和30°处理光抑制效应相对较小。（3）70°开张角的叶片在结实前期具有较大的光合速率优势，但随着齐穗后天数的增加，其叶绿素含量及光合速率迅速下降，导致结实中后期光合生产较小，产量较低；30°、50°处理则较好地在光抑制、光伤害和光合速率间取得平衡，因而结实中后期衰老进程平缓，物质生产及产量均高出5°及70°处理约7%；开张角5°的处理，其虽然在整个结实期均具有较高的光合潜力，即叶片光系统Ⅱ的最大量子产量Fv/Fm在各处理中最高，但因其受光面积较小，限制了光合能力的发挥，因而结实期物质生产和产量均较低。（4）在多数情况下，不同卷曲度叶片表面温度均为展叶＞半卷＞全卷。（5）在整个结实期，展叶叶片的光抑制及光氧化程度均最大，表现在Fv/Fm值低、活性氧产生速率大，而卷叶叶型在缓解光抑制程度上具有一定优势，结实期光合潜力(Fv/Fm)大。（6）半卷叶、卷叶虽然在光合有效辐射较强时具有一定的光合速率优势，但由于受光面积相对较小，导致其较高的光合能力不能有效地发挥，因而在整个结实期总体上光合速率较低，物质生产较展叶分别低4.8%和13.4%，产量较展叶分别低2.4%和3.2%。. 本项目基本完成了预期的研究内容，但由于项目探索性内容较多，很多试验需反复验证，导致未及时形成结论、发布成果，论文指标未按时完成，这一问题预计在2013年年内通过提交后续成果的形式得到弥补。