1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
1、课题的意义
水稻（oryza sativa l.）是稻米在世界范围内得到广泛种植，每年生产六亿吨大米，为世界一半以上的人口提供食物，特别是在亚洲。而中国是世界上最大水稻生产国，产量约占全球产量的30%，同时中国65%以上的人口以稻米为主食，因此水稻生产力的稳定增长对于保障国家粮食安全起着关键作用[1]。由于全球变暖，极端温度事件的频率和严重程度都在增加，这将对稻米生产和粮食安全产生重大影响[2]。虽然在全球变暖的背景下，极端低温出现的频率有所降低，但其频率与程度降低主要体现在五至六月份，而八、九月份的低温频率与程度几乎没有发生显著变化[3]。大部分单季稻水稻种植区八、九月份正处于开花或灌浆的关键生育期[4]，而在水稻生殖期遭受低温则会很大程度上降低水稻的结实率从而降低产量[5–7]，据估计每年低温对水稻约造成10%的产量损失[8]，特别是在温带地区的水稻种植区每年会因低温造成30%-40%的产量损失[9]，所以即使在全球变暖的大背景下低温还是对水稻产量形成造成很大影响。
水稻的光合能力受温度影响较大，而光合能力对产量有重要的影响[10,11]。低温环境对水稻叶绿体中类囊体的电子传递速率、三羧酸循环以及气孔导度的限制是低温胁迫下光合作用减弱的主要原因。另外在开花期的低温会减缓剑叶的伸长以及叶绿素的累积，并且减缓叶片的发育时期衰老的更慢，在一定程度上使得收获期的延迟[12]。而目前在低温对水稻光合作用影响的研究主要是在单叶尺度上[13]，但水稻的冠层光合作用与水稻的产量相关程度则更高[14–16]，所以冠层尺度上的研究对在极端低温情况下的水稻产量模拟以及预测则更有实际意义。
2. 研究的基本内容和问题
1、研究目标
（1）明确水稻产量形成对低温胁迫的响应规律，为极端低温环境下水稻产量的提升及耐低温水稻育种提供理论支撑。
（2）量化在低温胁迫情况下水稻产量形成情况和变化规律。
3. 研究的方法与方案
1、研究方法
（1）基于全自动人工气候室，实施模拟的自然温度日变化规律下不同低温时期、低温水平、低温持续时间等处理的水稻盆栽试验；
（2）使用植物生理生化分析及数学统计方法，结合相关的专业知识对实验取得的数据进行分析和建模，明确自然温度日变化规律下开花期、灌浆期不同低温处理对水稻产量形成的影响；
4. 研究创新点
（1）本项目进行的低温处理不仅涉及了不同程度和不同持续时间，还涉及不同的处理时期并且在开花期分为开花初期和开花盛期分别进行处理。
（2）本项目研究的内容不仅涉及低温水稻的单叶光合的影响，还对低温处理期间水稻的群体光合进行测试，从光合机理上去对产量的形成做进一步解释。
（3）本项目是在未来极端气候频发的背景下提出，可为未来低温胁迫下的水稻产量的预估提供数据支撑，具有较好现实意义。
5. 研究计划与进展
2019年3-5月：广泛查阅相关文献和书籍，进一步完善实验研究的内容和需要测量的各项指标，制定比较完备的实验方案计划。
2019年5-7月：进行2020年水稻季试验材料的播种、育苗、移栽以及移栽后的日常管理包括施肥、灌溉、除草、除虫等。
