中图分类：S511

学科分类：210.30

成果类别：基础理论

成果水平：未评价

研究起止时间：2011-01～2013-05

评价形式：验收

海南省自然科学研究基金项目“海南超级稻光合器官微结构及光合功能衰退中相关酶的研究”（项目编号310020）由海南省科技厅于2010年6月批准立项。 项目旨在通过对比超级稻与其亲本、对照在光合特性、光合器官、光合功能衰退过程中酶活性的差异,找出各自的变化规律和特点,并与超级稻育种与栽培结合起来,提出超级稻育种基于光合生理指标的组配模式和栽培技术,最终为建立光合生理指标辅助育种体系奠定基础。项目原计划用LI-6400便携式光合作用测定仪在田间自然条件下测定超级稻、亲本、对照的光响应曲线、CO2响应曲线;扫描电镜检测超级稻、亲本、对照的叶绿体、类囊体等光合器官的超微结构;采用分光光度法测定剑叶光合功能衰退过程中相关酶的活性,找出它们的变化规律,比较它们的差异,并根据实验结果总结出海南超级稻育种亲本的组配模式和超级稻栽培模式,为海南超级稻育种和栽培提供借鉴,最终发表2篇论文。在实际执行过程中除对上述指标进行检测外,还测定了超级稻及其亲本、对照的光合色素、净光合速率、荧光动力学活性,总结出了各个检测项目的变化规律、亲本与杂种之间的差异,并提出了超级稻育种亲本的组配模式和超级稻栽培模式,完成了项目的预期目标。 项目研究结果表明：超级稻与亲本相比,光合色素具有中亲优势;光合速率具有超亲优势和超标优势;光化学猝灭显著高于亲本,非光化学淬灭则低于亲本;光饱和点表现为超亲优势而光补偿点为负向超亲优势;CO2饱和点为超亲优势,补偿点为中亲或超亲优势;叶绿体中基粒片层数目多,排列整齐、有规律,后期不易解体;光合功能衰退中的酶表现为活性强,持续时间较长,抗氧化,抗早衰能力强。据此提出超级稻亲本组配模式之一为：一个亲本的净光合速率和光化学淬灭高,而另一个亲本的净光合速率高值持续期长、非光化学淬灭低;组配模式之二为：一个亲本的抗氧化、衰老的酶活性强、含量高,另一亲本的相关酶活性持续时间长;栽培上,可以在剑叶全展后采取叶面喷施腐殖酸液肥或磷酸二氢钾来保持和提高净光合速率,防止早衰。 本项目取得的成果对进一步揭示超级稻的光合生理具有一定的理论意义,所提出的基于光合生理指标的育种模式和栽培措施对指导水稻育种和栽培具有一定实践意义,有待于在水稻育种和栽培中应用,以检测结论的可靠性。