《农业生态学》第四章 能量流动案例实例.ppt

一、生态系统的能流路径 能量在食物链营养级之间转化和消耗 二、生态效率 1. 生态学效率的表示方法 2.林德曼的十分之一定律： 三、生态金字塔 由于能量每经过一个营养级时被净同化的部分都要大大少于前一营养级，当营养级由低到高，其个体数目，生物量，所含能量一般呈现出下大上小的塔形分布，称为生态金字塔。 三、生态金字塔 能量金字塔 四、能量生态学上的生态系统类型 五、生态系统能流分析方法与能流图 就是对生态系统能量的输入及其在系统各组分之间的传递转化和散失情况进行分析。 通常采用的方法（常多种结合 ）有： 实际测定法； 统计分析法； 输入输出法； 过程分析法。 能流分析步骤： 能流分析步骤－能流结构分析 主要能流符号简图 Net photosynthesis rate in transgenic rice plants with different levels of PEPC activities in flowering stage cultivated in paddy (A) or dry land (B) field. ■ PEPC transgenic rice plant □ untransformed wild type rice plant 2、证明了C4转基因的光合速率的多样化，干旱条件的提高的频率较高 Net photosynthetic rate in transgenic rice plants with different levels of PEPC activities in late filling stage cultivated in paddy field A B C A、正常条件 B、干旱条件 C、高温条件 3、明确了C4转基因提高干旱与高温条件下的光合速率，提高的程度随着光强增加而增加 在干旱胁迫下，强光时转玉米PEPC基因水稻株系有较高的光合能力。 A：0 kPa; B：-20 kPa; C：-40 kPa 光响应特征 4、明确了C4转基因的光合特性优势随着干旱程度加剧而更加明显 轻 中 重 干旱胁迫下转PEPC基因水稻不仅将吸收的光能较多地转化为化学能，提高转能效率；而且也能将过剩的光能以热的形式耗散掉，以保护光合机构。 光能转化效率增加，光保护性增强 正常灌水条件下，转基因株系与对照的叶片chla+b和chla/b没有明显的差异，但随着干旱程度的增加，转基因株系chla+b明显高于对照，而chla/b明显低于对照。 强光下叶片内玉米黄质产生水平可反映其通过叶黄素循环的能量耗散能力大小。干旱胁迫下，两个转基因株系玉米黄质含量明显高于对照。 chla+b明显高于对照，而chla/b明显低于对照。 超氧化物酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性均诱导升高、 MDA积累较少 旱：轻、中、重 干旱胁迫下，与对照相比转PEPC基因水稻O2-·产生速率较低，MDA积累较少，表明转PEPC基因水稻株系具有较少的活性氧和膜脂过氧化物的产生和积累。 随着干旱程度增加抗旱性指标差异增大 5、证明了C4转基因在旱作条件下中后期高光合特征明显。 正常水分条件下，转基因株系和对照光合速率没有差异。而干旱胁迫 下，转基因株系各个时期的光合速率均高于对照，其中开花期和灌浆期达 到显著水平（33%和29%）。 C4转基因中后期旱作条件下的光合优势与气孔阻抗变化相关 干旱胁迫下，转基因株系Fv/Fm高于对照，但差异不显著。 C4转基因中后期旱作条件下的光合优势与F Fv/Fm无关，与ETR有关 干旱胁迫下，转基因株系各个时期的ETR均高于对照，且开花期和灌浆期差异显著，但正常灌水条件下差异不明显。 6、证明了旱田条件下转C4基因不同株系光合特征不同 （1）旱条件光合与气孔差异显著 干旱胁迫下，3个转基因株系Pn及Gs均高于对照，其中zm-2和zm24达到显著水平。 干旱条件C4途径相关酶活性株间差异性明显 干旱胁迫下，转PEPC基因水稻株系C4循环相关酶活性均有所增加，而对照却有所下降。 干旱胁迫下，转基因株系Rubisco活性高于对照，说明C3途径依然起着重要作用，而转基因株系PEPC/Rubisco比值均高于对照，zm-2和zm24 达到显著水平。说明干旱胁迫下，C4循环酶PEPC起着比C3循环酶Rubisco更为重要的作用，从而使转PEPC基因水稻株系具有较强的光合优势。 PEPC/Rubisco比值差异明显 水田和旱地栽培条件下ZM24的产量特征（2005年） 旱地 水田 ZM24 WT ZM24 WT 株高（cm） 85.5±0.9 74.5±1.5 121.8±4.7 124.6±3.1 主茎穗粒数 188