玉米叶片“源”的高温胁迫阈值研究
2021-05-13张学鹏刘涵瑜陶志强
作物杂志 2021年2期
张学鹏 李 腾 王 彪 刘 晴 刘涵瑜 陶志强 隋 鹏
(1中国农业大学农学院,100193,北京;2中国农业科学院作物科学研究所/农业农村部作物生理生态重点实验室,100081,北京)
目前,全球的地表温度比上个世纪平均高出0.6℃[1],预计到21世纪末,全球平均气温将上升0.3℃~4.8℃,粮食作物遭受的高温胁迫天气越来越频繁,这对世界粮食安全是重大挑战[2]。玉米是全球重要的粮食作物之一,玉米几乎整个生育阶段均处于炎热夏季,极易受到高温胁迫的影响。因此明确高温胁迫对玉米生长的影响机理,对于应对未来全球气候持续变暖下玉米的稳定生产意义重大。
国外目前有大量关于玉米高温胁迫阈值的研究。Schlenker和Roberts[3]分析美国玉米产量显示,当日最高温大于29℃时玉米减产。Lobell等[4]对撒哈拉以南非洲玉米的研究表明,当日最高温超过30℃时,气温每升高1℃玉米百粒重减少1%。过去50年来法国玉米产量受日最高温的影响要大于降雨的影响,其中累积日最高温大于32℃较多天数的年份与该年份减产趋势吻合[5]。与玉米同为C4作物的高粱籽粒产量、收获指数和花粉活力的最适温度是22℃~32℃,生物量、叶片净光合速率(Pn)和籽粒大小的最适温度分别是30℃~40℃、34℃~44℃和26℃~36℃[6]。于振文[7]总结了玉米不同生育阶段的高温胁迫阈值:播种至出苗期、出苗至抽雄期、抽雄至吐丝期和吐丝至成熟期分别为31℃、33℃、35℃和33℃。
叶片是玉米形成光合产物的主要“源”,目前已经有大量关于叶片光反应和暗反应阶段对高温胁迫响应的研究。高温胁迫扰乱了光系统Ⅱ(PSⅡ)的电子传递和光化学效率(Fv/Fm)[8]。……
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