高温对棉花叶片叶绿素荧光参数的影响研究(2)
附录 21
高温对棉花叶片叶绿素荧光参数的影响研究
在我国棉花种植区域[1]，特别是长江流域棉区，7、8月份常出现持续高温天气，而棉花此时正处于开花和结铃的高峰期，在持续的高温天气下，出现花药不开裂、不散粉，花粉数量少，花粉活力低等生殖障碍，授粉受精过程受阻，造成棉花雷铃脱落，产量降低。因此，筛选生殖过程耐高温棉花种质资源，培育耐高温品种，是应对高温胁迫、稳定棉花产量的有效措施。周期性的热害经常发生[3]，筛选耐热种质，选育耐热新品种是解决热害，保证棉花高产的根本措施。而建立快速高效的室内高温鉴定体系，深入研究高温调控机理，明确耐高温有关的关键基因，对培育耐高温品种具有重要意义。
一般把日最高气温达到或高于35℃天气称为高温日。棉花种子萌发、根发育、幼苗生长、开花和结铃的最适宜温度范围是28-31℃[4]（Burke，1988）。随着全球变暖夏季棉花在开花和结铃期会遭遇周期性高温。新疆、长江中下流域和华北南日最高气温和高温日数上升。长江中下游流域，7-8月是棉花开花结铃的盛期（Song，2014），每年6-8月内都会持续10d左右超过35℃的高温天气（张尚印，2005）[5]。新疆棉区棉花生长高温集中在6-8月，不同地区高于35℃温度持续时间达9-33d（潘学标，2000）[6]。未来气候情景下黄河流域将出现气温升高、夏季增温幅度略大于冬季和高温事件加剧现象[7]（曹丽娟，2013）。
洪继仁等[8]（1982）研究发现高温对花粉的影响可追溯至花粉发育蕾期，高温影响蕾期雄蕊中花粉粒的发育形成，最终导致花粉粒败育或畸形。研究表明高温影响小孢子发育，导致花粉粒数减少，花粉活力降低，产量降低。棉花花粉萌发的最适温度为28-30℃[9]（Reddy，1997），33°C以上高温对棉花雄蕊发育不利，影响棉花结铃率[10]（沈继丕，1979）。35℃以上高温会导致棉花生殖过程受阻[11]（Snider，2011），造成花粉败育、花药不开裂、柱头伸长、花粉管柱在头内的生长速度减慢和受阻，授粉和受精成功率下降，降低结铃率、种子和棉纤文品质[12]（Reddy，1992）。
LI-6400光合仪虽然能较全面反映植物叶片光合性能，但其操作复杂、携带不便，尤其在筛选大量种植资源时，高强度的测量工作以及实验误差是不可避免的。叶绿素荧光测定技术具有测定快速和损伤小的特点，己逐渐应用到植物环境对胁迫响应、光合作用机理、植物抗逆生理、作物遗传育种和作物增产预测等研究领域（陈建明，2006）[13]。可作为判断植物生长和抗逆性强弱的重要指标[14]（Maxwell，2000）。
为研究棉花叶片不同生育期高温逆境下叶绿素荧光参数的变化规律,本文主要以15个棉花品种为材料，主要利用植物效率分析仪和LI-6400光合仪，研究了不同生育期及不同温度处理后，叶片叶绿素荧光参数变化规律。本研究为耐高温高光效棉花品种的筛选奠定了基础，对耐高温品种的筛选以及保证棉花高产有着重大意义。
1 材料与方法
1.1 试验材料
15个棉花品种于2016年种植于南京优尔合试验地。4月14日适墒播种，5月11日移栽，随机区组试验设计，每行14株，密度1860株/亩，每个品种三个重复。其中第Ⅰ区组专供取样、调查和采样专用，第Ⅱ、Ⅲ区组实收计产。
1.2 试验方法
1.2.1 叶绿素荧光参数的测定方法
自高温期2016年6月26日起，每隔一个星期在晚间8：00，选取15个棉花品种的倒4叶。利用植物效率分析仪（Handy PEA，Hansatech，UK）测定棉花叶片的叶绿素荧光参数。每个品种6次重复。
1.2.2花器官性状测定和日最高温统计