水稻是重要的粮食作物,全球人口约半数以稻米为食。超级杂交水稻的推广使水稻产量相比之前增加了 10%。而超级稻在田间生产中常由于生长条件不良、管理措施不当等原因难以发挥其超高产潜能。我国长江中下游地区夏季多发梅雨天气,遭遇低光环境会严重影响水稻正常生长,并最终导致水稻减产。因此通过研究超级稻在低光胁迫下的叶片光合特性,对于认识超级稻产量形成机制具有十分重要的意义。本研究以‘国稻6号’(超级杂交籼稻)、‘Ⅱ优084’(超级杂交籼稻)和‘扬稻6号’(常规籼稻)为试验材料,采用室内营养液培养,通过供应低强度光照模拟低光胁迫的方法,分析了低光胁迫对超级稻及常规稻生长、叶片氮素同化、光合特性及叶绿体发育的影响及其对氮素供应量的响应,从光合过程的角度探讨了超级稻与常规稻应对低光胁迫的机制以及氮素在该过程中发挥的作用,主要研究结果如下:1.低光胁迫下水稻生长显著受到抑制,叶片氮素、铵态氮、可溶性蛋白含量都下降,而NR活性的下降导致硝酸盐出现积累。低光胁迫下超级稻品种生长优于常规品种,然而其叶片氮素含量及伤流液流速显著低于常规品种。低光条件下,超级稻叶片氮素向叶绿素的分配增加,而向Rubisco酶的分配下降;常规稻中低光下具有更高的叶片氮素含量且更多的储存在Rubisco中。2.低光胁迫导致叶片光合速率下降,这主要是由叶片光系统Ⅱ实际光化学效率(φPSⅡ)、叶肉导度及羧化效率的下降导致的。超级稻在低光胁迫下光合速率高于常规稻,原因是低光胁迫下其Rubisco酶活性及叶肉导度高于常规水稻。3.低光胁迫下,叶绿体变厚增大,基粒变厚片层数增多,以利于提高对光的捕获效率及与CO2的接触面积。低光胁迫下超级稻‘国稻6号’、‘Ⅱ优084’相对常规稻‘扬稻6号’叶绿体更大,使其在低光胁迫下具有较大的叶肉导度。4.与超级稻相比,低光胁迫下常规稻的生物量对氮素浓度更为敏感。无论是正常光照还是低光胁迫下,低氮供给均导致‘Ⅱ优084’、‘扬稻6号’叶绿体内淀粉粒的累积。低光胁迫下,提高氮素供应浓度,叶绿体增大、细胞壁变薄促进了 C02的传导,提高了植株的光合能力。综上,低光下叶片光合速率下降的主要原因是叶片ΦPS Ⅱ下降,以及暗反应过程中叶肉导度及羧化效率下降导致的。超级稻在低光胁迫下光合速率高于常规稻,原因是低光胁迫下其Rubisco酶活性及叶肉导度高于常规水稻,其较大的叶绿体与C02的接触面积大可能是其拥有更高叶肉导度的原因。低光胁迫下,随着氮素供给的升高,水稻生物量下降幅度逐渐减小,叶绿体增大、细胞壁变薄促进了 CO2的传导,提高了植株的光合能力。