水稻叶色突变体的理化性质及农艺性状研究

[目的]通过对叶色突变材料的理化和农艺性状调查,为其作为育种材料提供科学依据。[方法]在抽穗前对突变体K7231叶绿素和可溶性糖含量进行测定及成熟后考种分析。[结果]表明突变体K7231叶绿素和可溶性糖含量在抽穗前呈规律性变化;农艺性状分析表明,突变株与其野生型株型一致,但产量较对照降低。[结论]该研究为开发利用该叶色突变体材料提供依据。     

水稻叶绿素b减少突变体的遗传分析及其相关特性

 对水稻镇恢２４９叶绿素ｂ减少突变体的遗传分析表明，该突变性状是由一对隐性核基因控制的质量性状。 与镇恢２４９相比，突变体的叶绿素含量降低，光合速率低，但其叶绿素ａ与叶绿素ｂ的比值和饱和光强高，光合速率高 值持续期与叶片寿命的比值大。突变体虽然生长量和单穗重较低，但分蘖力增强，成穗率增高，熟期适中，因而仍然具 有每公顷６７５０ｋｇ的较高产量。以上特性决定了该突变体在杂种优势利用中具有较高的应用价值。     

矮化大豆突变体叶片生理生化特性研究

矮化是一种优良的农艺性状。以"东农42"为野生型,以NaN3处理它而获得的矮化大豆"东泽11号"为突变体,对突变体与野生型叶片的生理生化特性进行了比较研究。结果表明,突变体叶绿素含量、还原糖含量、游离氨基酸含量、过氧化物酶活性随生育期延长逐渐增大,除50 d生育期时突变体叶绿素含量大于野生型外,其它生育期均表现为突变体小于野生型,叶绿素a/b两材料均接近2.6/1。生育期20、40 d时,突变体的还原糖含量、游离氨基酸含量小于野生型;生育期50 d时,突变体大于野生型。生育期20 d时,突变体的过氧化物酶活性略小于野生型;其它生育期时,突变体大于野生型。     

拟南芥突变体lls糖信号响应异常

拟南芥突变体lls(long life span)是生活周期很长的单基因突变体.为了研究该突变对糖信号途径的影响,本文通过形态和生理学分析,结果发现lls突变体具有一些糖相关的表型特征,如:植株矮小,叶色深绿,生长缓慢等.通过测定植株的可溶性糖含量及叶绿素和花青素含量,结果显示lls植株的叶绿素和可溶性糖水平升高,可能由此引起花青素含量升高.施加外源的葡萄糖和蔗糖的实验结果表明lls突变体对外源糖信号敏感,这说明LLS突变可能严重影响了糖代谢或糖响应的某一途径.     

水稻温敏黄转绿突变体v5的鉴定和基因定位

通过对粳稻品种‘日本晴’进行60Coγ射线诱变,从M2中筛选到一个温度敏感的黄转绿突变体v5(virescent5)。突变体植株在较低温度(20～24℃)下叶色表现为黄色,而植株在较高温度(26～30℃)下叶色几乎表现为绿色。对叶绿素含量的测定显示出低温条件下突变体叶绿素含量显著低于野生型植株;对相关农艺性状考察显示出突变体单株产量显著低于野生型。遗传分析表明,该突变表型受一对隐性核基因控制,利用F2群体(v5/Kasalath)将OsV5基因定位于第9染色体长臂,在BAC AP005838上标记STS1与BAC AP005702上标记STS5312之间166.5 kb的区段上。     

水稻白条纹叶突变体wsl1的生理特性分析及基因定位

水稻叶绿素缺失突变是一种常见的突变类型,对叶绿素缺失突变体基因进行定位克隆和功能分析,可进一步丰富叶绿素代谢的分子机理研究。在辽粳371的60Co-γ射线辐射诱变后代中筛选到1个白条纹叶突变体wsl1,经多代自交,其白条纹性状能稳定遗传。利用图位克隆方法定位该基因,同时在孕穗期进行光合色素含量测定和光合参数测定,成熟期考察其穗部农艺性状。该突变体从4叶期开始表现白条纹性状,在茎部、叶鞘、叶缘等不同部位均表现白条纹性状且该性状一直持续到成熟期。与野生型相比,突变体结实率极显著下降,仅为野生型的75.33%;千粒重极显著的增加,比野生型增加7.97%;粒长极显著下降,是野生型的90.15%,粒宽和粒厚极显著增加,分别增加11.51%和7.58%。在孕穗期,突变体wsl1的叶绿素b含量比野生型下降23.20%,差异达到极显著水平。突变体的叶绿素a和类胡萝卜素含量与野生型的无明显差异。与野生型相比,突变体的净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度都显著下降,分别为野生型的85%、72%和95%。而突变体的光能转化效率极显著高于野生型,比野生型高11.88%。透射电镜观察发现,突变体植株叶肉细胞类囊体片层减少,结构模糊。遗传分析表明,水稻白条纹叶突变体wsl1突变表型受1对隐性核基因控制,该基因被定位到第1染色体短臂末端,是一个控制水稻叶色的新基因。该基因的发现有助于深入了解水稻叶色形成和调控的机制,同时丰富了水稻特异种质资源。     

黄瓜黄绿叶突变体光合色素变化及相关基因差异表达

【目的】黄瓜黄绿叶突变体是进行光合系统研究和遗传育种研究的重要材料,明确其叶色突变机理,可为进一步利用该性状进行基因定位、基因克隆等研究提供理论依据。【方法】本试验对黄瓜黄绿叶突变体9110Gt叶色黄化和转绿后的光合色素成分、含量和原叶绿素含量进行测定,并利用cDNA-AFLP技术及cDNA-Ad-SRAP技术,进行相关基因差异表达研究,获得差异表达片段。【结果】突变体9110Gt和野生型9110G在叶色素组分上没有显著差异,但突变体的光合色素及原叶绿素含量都低于正常株。从该突变材料中分离到的9条与叶色突变基因相关的差异表达片段与叶绿体和线粒体中基因具有较高同源性。【结论】该突变体叶色黄化是由于原叶绿素合成受阻从而导致叶绿素a合成减少,进而导致叶绿素含量降低,叶片光合色素比例发生变化,叶色发生变异。基因转录水平的研究进一步说明引起该现象的原因可能是与叶绿体发育、叶绿素生物合成相关的基因发生了突变。     

水稻条斑和颖花异常双突变体的生理生化特性检测

笔者在转基因过程中发现1个条斑和颖花异常水稻双突变体,该突变体一些叶片细胞结构发生改变,叶绿素含量较野生型的减少,光合作用降低。为探究突变体叶片的生理生化变化以及对米质的影响,笔者就突变体生理生化进行研究,以期更清楚地了解突变体的突变机制,为进一步研究和利用该突变性状提供依据。     

紫叶李在高温高湿条件下色素含量及光合速率的研究

用分光光度法和CI-340便携式光合测定系统,测定了紫叶李在不同温湿度条件下光合色素含量变化和光合速率日变化.结果表明:(1)紫叶李叶片中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量随着温度的升高而增加,随湿度的增加而减少,花青素含量在高温高湿条件下逐渐降低.(2)紫叶李的光合速率在大田自然条件下呈不对称双峰日变化曲线,而在高温高湿条件下午休现象消失,光合速率随温度的升高而增强.     

吉贝和攀枝花对温度升高的生理响应

以吉贝和攀枝花的半年生幼苗为材料,研究了2种植物随温度升高的生理变化。结果表明:吉贝和攀枝花的相对电导率都随温度升高而升高,其高温半致死温度分别为47.4℃和49.6℃。45℃处理后吉贝的叶绿素b和叶绿素(a+b)显著升高,37℃处理类胡萝卜素含量显著提高;随温度升高,攀枝花的叶绿素含量及其组分无显著变化,但类胡萝卜素含量也从37℃开始显著升高。45℃处理后,吉贝和攀枝花的初始荧光均显著升高,最大荧光及最大光化学效率均显著下降,但吉贝比攀枝花的变化幅度更大。2种植物的丙二醛含量随温度升高均呈上升趋势,其中吉贝的上升幅度大于攀枝花的上升幅度,但各温度处理间差异不显著。随着温度升高,吉贝的可溶性糖含量和脯氨酸含量及攀枝花的可溶性糖含量均无显著变化,攀枝花的脯氨酸含量显著升高。因此,攀枝花比吉贝的抗热性稍强,2种植物对温度升高的响应存在一定差异。     

低叶绿素b水稻叶片自然衰老过程中光合作用与叶绿素荧光参数的变化

以水稻低叶绿素b突变体及其野生型(镇恢249)第5叶为材料,研究了水稻叶片自然衰老过程中净光合速率(Pn)、叶绿素荧光参数、Rubisco相对含量的变化.结果表明,叶片全展后随着衰老进程,突变体与野生型的Pn、叶绿素荧光参数以及Rubisco大小亚基相对含量都呈下降趋势.低叶绿素b突变体的净光合速率高于野生型且下降慢于野生型,但是二者叶绿素荧光参数之间差异不显著,而野生型Rubisco相对含量下降较突变体快,因此低叶绿素b对水稻第5叶衰老和Pn的影响主要表现在碳同化阶段.     

一个新的水稻黄化突变体的光合作用及叶绿素荧光特性研究

对水稻黄化自然突变体(安农标810S)及其野生型(安农810S)的叶绿素含量、光合速率、叶绿素荧光动力学参数及单株产量进行了比较分析,结果显示:突变体在整个生长发育阶段总叶绿素含量均显著低于野生型,但突变体与野生型各自所配的杂交F1代叶绿素含量没有差异;从叶绿素a/b的比值来看,突变体的比值明显大于野生型;从净光合速率来看,无论是在1 d中的不同时间段,还是在不同发育时期,突变体均高于野生型;在不同发育时期和1 d中的不同时间段,突变体的FV/Fm、FV′/Fm′、φPS2、ETR2及QP均大于野生型,突变体的QN低于野生型;突变体自交繁殖的单株产量高于野生型,且从各自所配的杂交后代F1来看,突变体有较强的配合力。     

抽穗开花期高温对水稻剑叶理化特性的影响

 【目的】探明水稻功能叶在高温胁迫下的生理反应及适应机理。【方法】在人工气候室对两个耐热性不同的水稻品系进行高温处理（8:00～17:00，37℃，17:00～8:00，30℃）,研究高温胁迫对水稻剑叶叶绿素含量、光合特性、热稳定蛋白和膜透性等理化特性的影响。【结果】高温胁迫下，水稻剑叶叶绿素含量和叶绿素a/b值下降，胁迫后恢复期间稍有回升，耐热品系996叶绿素含量高于热敏感品系4628。高温使剑叶净光合速率和气孔导度下降，细胞间CO2浓度上升，与热敏感品系4628相比，耐热品系996在高温胁迫下能保持较高的光合特性；高温使水稻剑叶中可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量和游离脯氨酸含量下降，热稳定蛋白含量上升；热敏感品系4628剑叶中丙二醛含量和膜透性在高温胁迫下增幅大于耐热品系996。【结论】高温胁迫下水稻剑叶中能保持较高的光合特性及叶绿素含量、可溶性糖、可溶性蛋白质、游离脯氨酸和热稳定蛋白含量以及较低的膜透性和MDA含量，是耐高温品种的生理基础。     

低叶绿素b水稻突变体的抗氧化酶系统研究

[目的]研究低叶绿素b水稻突变体抗氧化酶系统在缓解光氧化伤害中的作用。[方法]以低叶绿素b水稻突变体和野生型为材料,对其叶绿体中过氧化氢(H2O2)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)的活性和同工酶谱进行了比较。[结果]与野生型相比,突变体叶片细胞及叶绿体中抗氧化酶SOD、POD和CAT的同工酶种类相对较多,酶活性相对较高;强光条件下,突变体叶绿体H2O2的含量低于野生型叶绿体。[结论]较强的内源活性氧清除系统减轻了强光下过剩光能对光合膜的光氧化伤害,是该突变体PSII具有较高稳定性的重要原因。     

叶绿素含量降低对水稻叶片光抑制与光合电子传递的影响

【目的】水稻突变体叶片叶绿素含量显著低于其野生型,但其光合电子传递效率与净光合值显著高于对照,文章旨在阐明其生理学机理并探讨其在高光效育种中的潜在应用价值。【方法】通过人工气候室的盆栽试验设置高光强(光照强度为700—800μmol·m~(-2)·s~(-1))与低光强(光照强度约为100—200μmol·m~(-2)·s~(-1))2个处理,并结合大田试验,观测突变体与野生型的叶绿素荧光、超氧阴离子含量、丙二醛含量、SOD酶活性、叶绿体超微结构、叶片荧光显微结构与冠层温度。【结果】突变体材料叶绿素含量显著低于其野生型,并且光照强度对其叶绿素含量的效应也不相同。随着光照强度的增强,突变体叶片叶绿素含量增加60%,而野生型品种叶片叶绿素含量却降低20%以上。光反应曲线表明,突变体光合值显著高于野生型,尤其在1 000μmol·m~(-2)·s~(-1)光照下,低光强与高光强处理中低叶绿素含量突变体光合值分别比野生型高9.4%和46.5%。叶绿素荧光数据也表明,水稻突变体的电子传递速率(ETR)、光系统Ⅱ的量子产量(ΦPSⅡ)、光化学淬灭(q P)、光下最大光化学效率(F′v/F′m)显著高于其野生型。在高光强处理下,野生型材料中的应激活性氧超氧阴离子与丙二醛(MDA)含量受到光抑制。叶绿体超微结构与荧光显微结构表明,野生型材料叶绿体受到一定程度的损伤,且其维管束间距离显著大于突变体,其维管束面积小于突变体,不利于水分在叶片中的传输。田间冠层热力学图像表明中午高温、高光照条件下,突变体冠层温度显著低于其野生型。综合以上结果,野生型叶片叶绿素含量高,在高光强下会导致过量光吸收,光系统Ⅱ电子传递效率下降,超氧阴离子与丙二醛累计,导致叶绿素结构与功能的破坏,因此,其光合值显著低于突变体材料。同时过量光吸收会导致叶片与冠层温度上升,不利于冠层群体光合。【结论】在未来高光效育种中选育叶绿素含量适当降低的品种,有助于避免高光强下叶片的过量光吸收,从而缓解活性氧的产生与光抑制,并有利于降低冠层温度从而缓解水稻群体光合"午休"现象。     

Effect of Low Content Chlorophyll on Distribution Properties of Absorbed Light Energy in Leaves of Mutant Rice

This paper reported the diurnal variations of photochemical efficiency of PSII, thermal dissipation rate and other physiology process in thelow content chlorophyll mutant rice and its wild type under field conditions, and analyzed the difference of absorbed light distribution between the two rice varieties in a day. The results showed that the mutant had poor absorbed light because of its little light absorption coefficient, but higher electron transportg rate could partly reduce the disadvantageous effect of deficient absorbed light in mutant. Compared with wild-type rice, the mutant had less excess excitation energy and the fraction of absorbed light allocated to photochemical process was more.     

低叶绿素含量对突变体水稻吸收光能分配特性的影响

 研究了田间条件下低叶绿素含量水稻突变体及其野生型的PSⅡ光化学效率、热耗散速率等一系列与光化学反应有关的生理过程的日变化,并分析了二者在1d中对吸收光能分配的差异。结果表明,突变体水稻叶片因截光率小而限制了其对光能的吸收,但由于它的电子传递速率比野生型的高,因而部分缓解了它吸收光能不足的不利效应;与野生型水稻相比,突变体水稻叶片所吸收的能量中分配给光化学反应途径的能量较多,而过剩的激发能较少。     

低叶绿素b水稻突变体的抗氧化酶系统研究(英文)

[Objective] The mitigative effect of antioxidase system of a rice mutant with low chlorophyll b on photooxidative damage was studied.[Method] A rice mutant with low chlorophyll b and its wild type were taken as experimental materials to comparatively research their peroxide (H2O2) contents, the activity and isozymes of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and peroxidase (POD) in chloroplast.[Result] Compared with the wild type, there were many kinds of SOD, POD and CAT isozymes in leaf cells and chloroplast cell of mutant, and the activity of SOD, POD and CAT isozymes in leaf cells and chloroplast cell of mutant was also correspondingly higher. Under intense light condition, the H2O2 content of chloroplast in mutant was less than that in the wild type. [Conclusion] The higher activity of scavenging active oxygen can relieve the photooxidative damage made by excessive light energy of intense light on photosynthetic membrane, which is an important reason for higher photosystem Ⅱ (PS II) stability of this mutant.