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《一个新水稻卷叶突变体遗传分析与基因定位》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、中国科学C辑:生命科学2009年第39卷第4期:413~419《中国科学》杂志社www.scichina.comlife.scichina.comSCIENCEINCHINAPRESS论文水稻叶片光谱对亚铁胁迫的响应①②①*①③迟光宇,陈欣,史奕,刘新会①中国科学院沈阳应用生态研究所,陆地生态过程重点实验室,沈阳110016;②中国科学院研究生院,北京100049;③北京师范大学环境学院,环境模拟与污染控制国家重点联合实验室,北京100875*联系人,E-mail:chenxin@iae.ac.cn收稿日期:2008-10-08;接受日期:2009-02-26国家自然科学基金(批准号:40
2、801133)资助项目摘要在湖泊富营养化治理过程中,除了要注意控制氮、磷的输入,还应考虑铁(Fe)的调控关键词作用.本文基于“Fe假说”,探索性地将植物光谱效应应用于湖泊水体富营养化遥感预警机制研水稻究.在水培条件下分析了亚铁(Fe2+)胁迫对水稻(OryzasativaL.)体内Fe含量、叶绿素浓度及可光谱2+见-近红外特征光谱的影响,并对其相关关系进行了深入探讨;同时,应用3个光谱定量化指标亚铁(Fe)2+2+湖泊富营养化A1(Fe胁迫水稻叶片在460~670nm波段反射率变化积分值)、A2(Fe胁迫水稻叶片在760~2+1000nm波段反射率变化积分值)、S(Fe胁迫水稻叶片光谱曲线
3、红边“蓝移”强度)分别建立了2+水稻叶片Fe含量与叶片光谱之间的定量相关关系模型.结果表明,随培养液中Fe浓度的升高,水稻体内Fe含量逐渐增加,叶绿素浓度降低,叶片光谱反射率在可见光波段升高,在近红外波段降低,同时红边发生“蓝移”.水稻叶片的3个光谱指标A1,A2,S与叶片中Fe含量都具有显著相关性,相关系数分别为0.933(P<0.01),−0.965(P<0.01)和0.946(P<0.01),且A1,A2和S32个参数都能够较好地模拟(复相关系数R>0.96)和估测水稻叶片Fe含量.近年我国主要湖泊相继大规模爆发蓝藻,富营输入,还应考虑Fe的调控作用.养化湖泊的治理也成为当前研究的一
4、个热点和难点我国是水稻生产大国,稻田面积占世界的[12]问题.基于限制因子理论,国内目前通过控制外源性22%.还原性较强的低产水稻土淹水后,土壤溶液2+氮、磷等营养盐类的输入来进行防治,但湖泊水体富积累的大量可溶性Fe,经侧渗或随地表径流进入湖[1][13]2+营养化状况仍日趋严重.铁(Fe)是植物生长所必需泊,稻田中有机肥分解产生的富里酸等物质与Fe[14]的微量营养元素,可以促进浮游植物对其他营养盐络合,使其在传输过程中不易氧化沉淀.因此,限[2,3]2+类的吸收,在浮游植物生长过程中,电子传递、光制高浓度含Fe稻田水的输入,对控制我国湖泊水体[4]合作用及呼吸作用等都需要Fe.研究表
5、明,在高营可溶性Fe含量尤为重要.监测和识别稻田水体中的2+养盐低叶绿素海区,海洋初级生产力的主要控制因Fe是对其进行调控的前提,基于遥感技术的植物监[5~7][8]素是Fe,Fe限制会减缓海洋赤潮的发生.虽然测方法具有视野宽、信息广、实时动态等诸多优[15,16]湖泊水体可溶性Fe含量相对较高,但仍可以成为高点,在环境监测方面具有常规方法不可比拟的[9~11]2+营养盐湖泊浮游植物生长的限制因子.因此，在优越性.稻田水体中Fe含量过高将对水稻的生长产[17]湖泊富营养化综合治理过程中,除了要限制氮、磷的生胁迫,而污染胁迫会使植物叶片反射光谱发生413引用格式:迟光宇,陈欣,史奕,等.水稻
6、叶片光谱对亚铁胁迫的响应.中国科学C辑:生命科学,2009,39(4):413—419迟光宇等:水稻叶片光谱对亚铁胁迫的响应[18]2+变化.研究水稻叶片光谱对Fe胁迫的响应机制,次培养液,连续胁迫14d后测定各项指标.可以为水稻组织内Fe含量的定量遥感奠定基础，进(2)光谱数据采集与处理.在LI-COR787卤灯2+而为稻田水体Fe含量遥感监测提供理论依据.照射下,应用FieldSpecProFR分光辐射光谱仪与LI2+本文对Fe胁迫下水稻组织Fe含量、叶绿素浓1800-12S外置积分球耦合,测定叶片光谱反射率.度、叶片光谱反射率变化及红边位移特征进行了分析,每一试样选取代表性植株3株,
7、采集整株所有叶片的并对水稻叶片的光谱响应进行了深入探讨,旨在为光谱信息,每片叶连续测定5次.原始光谱数据用实现应用植物遥感监测技术定量评价稻田水体Fe2+ASD公司提供的ViewSpecPro软件进行初步处理,然含量奠定理论基础.后运用SPSS11.0软件对数据进行进一步分析,计算2+Fe胁迫水稻叶片光谱特征波段反射率变化积分值1材料与方法[19]和红边“蓝移”强度.其中积分值计算公式为:1.1仪器与材料λ1AR=−∫(
