开题报告设施122李鹏

学号：20120105192016届本科生毕业论文（设计）开题报告题目：黄瓜幼苗光合及叶绿素荧光对低温响应效应研究专业班级：设施122班学生姓名：李鹏指导教师：张智开题日期：2016.11.21园艺学院二O一五年十一月黄瓜幼苗光合及叶绿素荧光对低温响应效应研究班级：设施122学生姓名：李鹏指导教师：张智1选题的目的和意义1.1发展现状植物的分布受很多因素影响，温度是其中的一个。温度会影响植物的生长发育，而且在植物的生长过程中，只有积累一定的活动积温，植物才能正常发育。黄瓜的正常发育温度范围是10-30℃，当温度低于极限值时，黄瓜会出现生理失调现象，当温度突降5～10℃时，黄瓜出现冷害现象，当温度进一步降至2℃是，黄瓜会直接被冷冻致死。在我国的冬季，室外温度普遍较低，温度相比夏天要低10～15℃，在夜间甚至要低20℃以上，这经常导致黄瓜出现生理失调现象，降低黄瓜产量，甚至导致冷害现象的发生，造成黄瓜绝产[1]。科学工作者研究了冷害对黄瓜的影响，包括对黄瓜发育、光合作用，生理形态指标等。经过多年研究发现，黄瓜种子的发芽适温是27～29℃，根系是20～30℃，生长适温是25～30℃，低于此温度就会造成伤害[2]。种子萌发期遭受低温表现为不发芽或延迟发芽，苗期遭遇冷害，黄瓜生长缓慢，节间短，干物质少[3]。在花期导致其授粉受精作用不良，进而影响产量[4]。在结瓜期冷害首先表现在植物的生长点处，使黄瓜生长点异常，表现为：封顶，生长点萎缩，借助解剖镜观察，可看到生长点顶端已分化出许多花原基和叶原基，将生长点覆盖[5]。有些品种此时可生长出侧蔓，且生长速度较快，叶和瓜也受影响，叶片变小、增厚，颜色加深，雌花数量增加，化瓜率增高[6]。黄瓜收获后在果实贮运期间受冷害，瓜条出现水浸状，表面凹陷，容易腐烂[7]。1.2选题的目的意义本试验拟采用叶绿素荧光动力学技术对黄瓜低温冷害等级温度指标进行确定。筛选判断出结合环境和生物信息的机理性冷害指标，明确冷害发生的低温条件。为建立冷害预警系统，为温室冷害的防灾和减灾提供有效指导。同时为日光温室结构设计提供参数。2国内外研究概况早在200多年前，人们已经对冷害有了初步的认识，1778年Bierkander提出了8中植物在1—2℃下将会出现死亡的现象，Goppert(1830)、Hasdy(1844)、Molisch(1896)等也提出了类似的现象，并且Molisch第一次提出了冷害。2011年1—6月薛晓萍、李楠、杨再强基于人工气候箱和大田试验观测结果[8]探讨了日光温室黄瓜生产低温冷害气象指标确定技术，将冬季黄瓜生产低温冷害分为无灾、轻灾、中灾和重灾4种等级，利用层次分析法和GIS技术，对日光温室黄瓜生产低温冷害综合风险进行评估。结果表明，山东省各级冷害出现日数随着低温冷害程度的加重呈减少的趋势，但区域间存在一定差异。以黄瓜品种津优35号（jingyou35）为试材，彭晓丹、杨再强、张婷华[9]于2011年设计不同低温（5、7、9、11℃，以25℃为对照）处理的人工环境控制试验，系统研究不同低温胁迫对黄瓜叶片光合作用特性及抗氧化酶活性的影响。结果表明：黄瓜叶片最大光合速率随低温胁迫程度的增加依次降低；在不同低温胁迫下，随胁迫时间的延长，黄瓜叶片光补偿点不断升高，光饱和点不断降低；在5℃、7℃、9℃、11℃低温处理下，随胁迫时间的延长，光系统Ⅱ最大光化学效率呈下降趋势，光化学淬灭不断降低，非光化学淬灭的变化趋势相反；黄瓜叶片中的超氧化物歧化酶活性随着处理温度的降低先升高后下降；过氧化物酶活性在9℃处理24h后达到最高；过氧化氢酶活性随着处理温度的降低而升高；丙二醛含量大于对照，随胁迫程度的增加先升高,后略有下降。通过研究建立了温室黄瓜低温气象灾害指标,划分为4个等级,分别为轻度、中度、重度和极重，可为设施农业气象服务提供科学依据。3研究内容通过监测低温下黄瓜幼苗不同生育期的光合速率和荧光参数，定量描述低温条件下与黄瓜光合作用系统活性关系，从而确定机理性低温冷害等级温度指标值。3.1试验材料的选择供试品种为适于早春保护地栽培津优1号，当黄瓜苗生长为三叶一心的时候开始放入人工气候箱内处理，每组处理选择6株生长状态相似的、无病虫害的幼苗作为实验材料，3株作为对照，3株作为实验。3.2数据的采集在6h、12h、24h、48h、72h、96h的低温胁迫处理结束时，利用LI-6400便携式光合测量仪分别测量对照组和实验组黄瓜的第3片真叶的光合速率、叶绿素荧光参数。3.3数据的处理与冷害等级温度指标值确定将试验所得的数据利用Excel进行分析整理，利用实验归纳法，计算出每一种温度下不同时长的低温胁迫处理下的黄瓜光合作用受低温影响的胁迫指数（LTI）。将LTI值划分为不同等级范围，从而确定对应的低温冷害等级温度指标值。3.4误差分析与指标值修正分析实验中的误差及影响因子，并对黄瓜低温冷害等级温度指标值进行修正。4研究方法及技术路线4.1研究方法实验设计11℃、9℃、7℃、5℃共4个低温温度，每个温度设定6h、12h、24h、48h、72h、96h6种胁迫时长处理，测定光合速率和荧光参数，计算对应条件下的LTI值。实验在人工气候箱中进行，低温试验期间，相对湿度控制为75％，光合有效辐射控制在300μmol·m-2·s-1，以25℃/15℃（昼温/夜温）处理为对照，光周期12h/12h(光照/黑暗)。在实验过程中，采用便携式光合仪测定仪获取黄瓜光合叶绿素荧光灯参数，每个处理重复3次。黄瓜光合作用受低温影响的胁迫指数（LTI）表达式为：式中：和分别表示低温状态下及最适温度下的最大光合速率，和分别表示低温状态下及最适温度状态下的PSⅡ潜在光化学效率。以最适宜温度条件下LTI值为基础，根据光合作用系统活性受低温影响的程度，将LTI值划分为不同等级范围，从而确定对应低温冷害等级温度指标值。各处理设计见下表。表1试验处理处理处理代码处理方式TI(CK)H125℃/15℃（昼温/夜温）处理（CK）T2H211℃下6h、12h、24h、48h、72h、96h6胁迫时长处理T3H39℃下6h、12h、24h、48h、72h、96h6胁迫时长处理T4H47℃下6h、12h、24h、48h、72h、96h6胁迫时长处理T5H55℃下6h、12h、24h、48h、72h、96h6种胁迫时长处理4.2技术路线实验组5、7、9、11℃查阅大量相关文献制定合理的实验方案准备实验材料及设备仪器黄瓜幼苗三叶一心，开始处理对照组25/15℃6、12、24、48、72、96h后分别测其光合速率和荧光参数整理分析数据、计算LTI值分析修正LTI值、得出结果5实验所需主要仪器设备和试剂便携式光合测定仪、人工气候箱、计算机6预期结果若将黄瓜生长受低温胁迫影响分为无、轻、中、重个等级，则根据不同胁迫处理所测到到的光合速率()和潜在光化学效率，可将LTI介入4个范围值内对应4种等级低温冷害。可为建立冷害预警系统，为温室冷害的防灾和减灾提供有效指导。同时为日光温室结构设计提供参数。7论文工作进展安排2015.7.01-2015.12.01采集数据。2015.12.01-2015.12.31分析整理数据，计算LTI值。2016.02.15-2016.03.31查阅资料，对LTI进行修正。2016.04.01-2016.05.30论文的撰写及修改。2016.06论文的提交。8参考文献[1]闫世江,张继宁,刘洁.低温对黄瓜伤害的研究进展[J].蔬菜,2010,10:31-34.[2]陶正平.黄瓜产业配套技术[M].北京:中国农业出版社,2002.[3]王永健,姜亦巍,曹宛虹.低温对不同品种黄瓜种子萌发、过氧化物酶及同功酶的影响[J].华北农学报,1995,10(2):72-76.[4]姜亦巍.不同品种黄瓜花粉低温耐受性[J].北京农业科学,1996,14(4):43-44.[5]霍建勇,高福钊.黄瓜低温生理病害及防治[J].瓜菜生产,2005(6):24-25.[6]孙小镭.黄瓜耐寒耐阴特性人工鉴定方法研究[J].植物生理学报,1994,4(2):60-63.[7]张平,王永健,张雪平.黄瓜冷害生理及抗冷机制综述[J].蔬菜,1997(1):4-5.[8]薛晓萍,李楠,杨再强.日光温室黄瓜低温冷害风险评估技术研究[J].灾害学,2013,03:61-65[9]彭晓丹,杨再强,柳笛,张婷华,周志龙,朱凯,赵翔.温室黄瓜低温气象灾害指标[J].气象科技,2013,02:394-400.