高温胁迫下小麦花后功能叶片衰老的高光谱监测诊断技术研究

全球气候变化导致极端高温事件频发,我国小麦生育后期,易遭受到高温胁迫。高温胁迫会加速小麦的衰老进程进而引起早衰,最终导致产量降低、品质变劣。因此,实时监测小麦叶片衰老状况,并据此对小麦的早衰程度进行精确诊断,是采取高温胁迫应对措施的依据和评估产量品质损失的基础。本研究利用人工气候室温度控制试验,模拟小麦花后遭遇不同程度高温胁迫的情景,获取连续4年5个高温水平和3个高温持续时间处理下两个小麦品种旗叶的生物学指标、单叶反射光谱和植株花后生育期;通过分析不同处理下生物学指标对衰老进程的响应以及光谱指数与生物学指标之间的相关关系,筛选出了对小麦叶片衰老具有较强指示能力的衰老敏感生物学指标和衰老敏感光谱指数;然后提取高温胁迫下衰老敏感生物学指标和衰老敏感光谱指数在小麦叶片衰老过程中的衰老动态特征参数,并构建动态特征参数与早衰程度之间的定量关系模型,实现了基于生物学指标和光谱指数的小麦早衰程度快速量化诊断。研究结果将为实现利用光谱技术监测对高温胁迫产生响应明显的叶片光合过程,找到胁迫调控途径等提供理论基础和技术支撑。能够反映小麦叶片衰老的生物学指标和光谱指数较多,但是不同生物学指标和光谱指数对叶片衰老的响应能力存在差异,进行衰老监测时标准难以统一。因而,本研究首先通过比较不同生物学指标对小麦叶片衰老进程的识别能力以及光谱指数与生物学指标之间的相关关系,筛选出了可用于小麦叶片衰老监测和早衰诊断的衰老敏感生物学指标和光谱指数。结果表明,生物学指标中,叶片叶绿素含量(leafchlorophyll content,LCC)、净光合速率(net photosynthesis rate,Pn)和最大光量子产量(maximum photochemical efficient,Fv/Fm)对小麦叶片衰老响应明显,可作为衰老敏感生物学指标用于监测小麦叶片衰老,三个生物学指标监测小麦叶片衰老的能力... （共165页)

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