钾通道ZmK2;1在水稻中超表达提升水稻氮素利用潜力

气孔运动与光合同化效率密切相关,通过影响叶片对碳源的获取能力对植株生长发育和籽粒生产发挥作用。针对稻田过量施氮导致的环境风险和氮素利用效率趋缓的现状,研究高氮投入时促进氮素吸收利用的调控策略非常必要。本研究利用气孔钾通道基因ZmK2;1超表达水稻遗传材料,设置N 缺乏(LN, 不施氮)、中量或减少氮投入(MN, 200 kg hm_^-2)和过量施氮(HN, 350 kg hm_^-2)三个施氮水平的田间试验,对ZmK2;1超表达植株在生育后期的氮素营养特征和生产特性进行研究。结果表明：ZmK2;1超表达能改善水稻植株在各氮肥施用水平下的产量形成特征,提升植株氮钾含量和生物量,改善植株的氮素营养特征,其剑叶在生育后期保持较高的光合效率和气孔导度。另外,ZmK2;1基因超表达能促进水稻氮素利用效率的提升,尤其在过量施氮(HN)条件下,该基因过表达仍能够改善其氮素利用。利用气孔钾通道ZmK2;1在水稻中超表达可以调节植株和关键功能叶氮钾比,促进各施氮水平下的光合效率的同时提升了水稻产量；在过量施氮时,依然能保持较高的光合同化能力,提升水稻氮素利用率和增产潜力。     

镉胁迫对黄瓜幼苗光合和叶绿素荧光特性的影响

通过室内水培试验,研究了不同浓度镉处理（0,25,50,100,200μmol/L）对黄瓜幼苗叶片光合及叶绿素荧光特性的影响。结果表明：镉胁迫第4天,净光合速率、气孔导度和蒸腾速率已显著下降,但细胞间隙CO2浓度变化不大;叶绿素相对含量仅在200μmol/L镉胁迫时下降;叶绿素荧光参数Fv/Fm、Yield和ETR变化不大,表明200μmol/L以下镉处理光合下降的主要原因是气孔因素。在胁迫第8天,所有镉处理净光合速率、气孔导度、蒸腾速率进一步下降,细胞间隙CO2浓度上升,叶绿素相对含量和除NPQ外的所有荧光参数也显著下降,表明此时光合下降与非气孔因素如叶绿素相对含量下降和原初光化学反应受到伤害等有关。50μmol/L镉胁迫导致除NPQ外的所有荧光参数出现一低谷值,原因可能与镉胁迫引起的严重Fe缺乏有关。     

不同灌溉、施钾方式对番茄光合特性和产量、品质的影响

研究了不同灌溉方式下施钾方式对番茄光合特性、产量及品质的影响,旨在为设施栽培条件下水、肥科学管理提供理论依据。结果表明,同一灌溉方式下,钾随水施处理的番茄叶片净光合速率以及水分利用效率显著高于钾肥常规施入的;同一施钾方式下,滴灌能显著提高番茄叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度以及番茄产量。灌溉方式和施钾方式单独对番茄叶片的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率以及番茄产量有显著影响。灌溉方式和施钾方式的交互作用对气孔导度和胞间CO2浓度影响显著。施钾方式能明显改善番茄品质,但灌溉方式及灌溉方式和施钾方式的交互作用对品质影响不显著。因此,在氮磷充足的情况下,滴灌条件下钾肥随水施入能显著提高番茄产量以及光合性能,并能改善番茄品质。     

盐胁迫下大气CO2浓度升高对黄瓜幼苗生长、光合特性及矿质养分吸收的影响

采用营养液培养和开顶箱法,研究了盐胁迫下CO2浓度升高对黄瓜幼苗生长、光合特性及矿质养分吸收的影响。结果表明,黄瓜生长在80mmol/L NaCl下,其生物量、光合速率、气孔导度、蒸腾速率均显著下降,而胞间CO2浓度明显升高;CO2浓度升高可增加盐胁迫下黄瓜幼苗生物量,使光合速率、气孔导度、蒸腾速率升高。表明CO2浓度升高能减轻盐胁迫对光合功能的不利效应。80mmol/L NaCl可使黄瓜幼苗体内总N和K 的浓度降低,而使Na 浓度增加;CO2浓度升高具有提高盐胁迫下总N和K 浓度,降低Na 浓度的效应,说明CO2浓度升高可减轻盐胁迫的毒害作用,提高黄瓜幼苗生物量。     

钾对苹果树水分利用效率及有关参数的影响

以２年生盆栽新红星／平邑甜茶苹果树为试材,初步探讨了土壤不同水分状况下钾对水分利用效率（ＷＵＥ）及有关参数的影响,结果表明,充足供水时,施钾肥植株的气孔导度（Ｇｓ）增大,光合速率（Ｐｎ）和蒸腾速率（Ｔｒ）同时被提高,但Ｔｒ的提高幅度更大,导致了ＷＵＥ的降低;土壤干旱时,钾可明显提高植株的ＷＵＥ,不同处理的ＷＵＥ大小顺序为：高Ｋ〉中Ｋ〉低Ｋ〉ＣＫ,植株施钾肥后,Ｇｓ增大,Ｐｎ被提高,但Ｔｒ却下降,说     

晋西黄土区人工刺槐林生理生态特点分析与研究

采用Li-cor 6400便携式光合仪,对山西省吉县蔡家川流域试验区内刺槐的光合速率、蒸腾速率、气孔导度及其环境因子进行了观测,并辅以不同水分梯度下的林木生理指标观测与比较,研究了生理指标与环境因子之间的相互关系.结果表明:刺槐在生长过程中没有充足水分供应时,光合速率会出现负值;蒸腾日变化曲线单峰或双峰取决于土壤水分条件;各环境因子之间呈显著相关关系,综合作用于蒸腾速率,其中光合有效辐射是蒸腾速率的主要影响因子;气孔导度与相对湿度的变化一致,它们之间显著相关,呈二次项曲线关系.     

生物炭对盐碱胁迫下黑麦草和紫花苜蓿光合及抗氧化特征的影响

为探究黑麦草和紫花苜蓿在盐碱胁迫初期的响应机制,揭示生物炭对盐碱胁迫初期黑麦草和紫花苜蓿两种典型牧草光合及抗氧化系统的短期影响,采用盆栽试验方法,设置4种处理：盐碱胁迫处理（C0, 150 mmol/L等摩尔NaCl、Na2CO3、NaHCO3混合盐碱溶液）、盐碱胁迫+1%生物炭（C1）、盐碱胁迫+3%生物炭（C2）、盐碱胁迫+5%生物炭（C3）,并设置无盐碱胁迫的空白对照（CK）,分析盐碱胁迫初期不同生物炭添加量对植物生长指标、光合特性、丙二醛含量及抗氧活酶活性的影响。结果表明：1）14 d盐碱处理显著影响黑麦草和紫花苜蓿的生长状况,降低生物量累积、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度,提高丙二醛（Malondialdehyde）含量,及超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase）、过氧化物酶（Peroxidase）和过氧化氢酶（Catalase）活性,但对叶绿素含量和根长无显著影响（P>0.05）。2）盐碱胁迫初期,生物炭可有效提高黑麦草和紫花苜蓿的抗胁迫能力,显著降低丙二醛含量,缓解盐碱胁迫对黑麦草和紫花苜蓿生长和光合反应的抑制作用,其中3%生物炭处理的生物量、株高、根长较盐碱胁迫分别增加了48.50%～82.34%、31.19%～44.16%、17.15%～48.09%,气孔导度、蒸腾速率增加了118.69%～358.99%、98.66%～526.53%,紫花苜蓿的叶绿素含量和净光合速率分别增加了7.97%和519.09%。3）盐碱胁迫下,随施炭量增加,黑麦草和紫花苜蓿的生长指标、光合特性、细胞膜透性及抗氧化酶活性基本呈现出低添加量促进、高添加量抑制的趋势。综上所述,适量生物炭可有效缓解盐碱胁迫对黑麦草和紫花苜蓿生长的抑制作用,其中3%的生物炭施用量效果最好。     

红壤坡地茶园蒸腾速率及其环境影响因子的研究

试验研究红壤坡地茶园植株蒸腾作用结果表明 ,茶园植株蒸腾速率呈明显早、晚低 ,中午高的日变化趋势 ,且蒸腾速率日际变化有一定差异。气温与净辐射为影响茶园植株蒸腾作用的主要气象因子。蒸腾速率与叶片气孔导度关系密切 ,且随气孔导度的增加而增大。并探讨了植物蒸腾驱动力及其抑制的可能性 ,气孔行为的调节与水分利用效率。     

红光对玉米叶片气孔形成和光合特性及叶绿素荧光的影响分析

光质是调节植物光合作用器官发育的重要因素,气孔作为玉米光合作用的关键结构,显著受到光质的调节。研究光质转换对气孔形态和光合特性的影响,对提高玉米的光合作用能力具有重要的意义。试验以玉米杂交种先玉335为试验材料,开展了红光对玉米气孔形成和光合特性的影响研究,试验设置了8种光处理,测定在8种光处理下生长的玉米叶片的光合参数、叶绿素荧光参数、气孔密度和气孔指数。结果表明:在红光环境下,玉米叶片光合速率下降,光合电子传递效率下降,光合作用减弱;单位面积内的气孔数量减少,气孔导度变小,叶片蒸腾速率减弱,胞间CO_2浓度降低。     

不同滴灌方式对玉米根系伤流与光合特性的影响

为探明不同滴灌方式对玉米根系伤流特性及叶片同化功能的影响，在可移动式防雨棚内展开池栽试验，设置L1（地上滴灌-300 mm）、L2（地上滴灌-400 mm）、L3（地上滴灌-500 mm）、Q1（浅埋滴灌-300 mm）、Q2（浅埋滴灌-400 mm）和Q3（浅埋滴灌-500 mm）共计6个处理，研究不同滴灌方式对玉米根系伤流强度及组分含量、叶片光合特性及碳代谢相关酶活性、光合氮素利用效率、干物质积累和产量的影响。结果表明，随滴灌定额增加，玉米根系伤流强度，伤流液中8种元素含量、细胞分裂素含量及水解氨基酸总量，叶片净光合速率（Pn）、胞间二氧化碳浓度（Ci）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（E）及水分利用效率（WUE），叶片核酮糖二磷酸羧化酶（RuBP）和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEP）活性，叶片含氮量、光合氮利用效率，干物质积累量和产量均呈增加趋势；伤流液中脱落酸和可溶性糖含量、叶片气孔限制百分率（Ls）均呈下降趋势。L3、Q2和Q3处理的上述指标间差异不显著，采用浅埋滴灌处理的玉米各指标均优于同一滴灌量下的地上滴灌处理。Q2处理的玉米根系能够较好地通过伤流液传输多种物质来调控叶片的光合...     

GAS EXCHANGE AND GROWTH OF TRITICALE SEEDLINGS UNDER DIFFERENT NITROGEN SUPPLY AND WATER STRESS

The effect of nitrogen (30 and 120 mg N per cuvette) on photosynthetic rate of four cultivars of triticale (‘Bolero’, ‘Grado’, ‘Largo’, and ‘Lasko’) grown 14 days in phytotron was strongly modified by water content (75, 45 and 35% of full water capacity). For plants grown under 35% of full water capacity, it was higher when they were grown under 30 than under 120 mg N/cuvette (9.88 and 8.76 μmol CO₂ m^?2 s^?1, respectively) but for plants grown under 45 and 75% of full water capacity there were not significant differences. Transpiration, stomatal conductance, photosynthetic water use efficiency, and internal water use efficiency were not influenced by nitrogen doses independently of water content. Photosynthetic rate, transpiration, stomatal conductance, photosynthetic water use efficiency, and dry matter of studied cultivars of triticale grown under 45 and 35% of full water capacity and both nitrogen doses were lower than for plants grown under 75% of full water capacity. With lowering of water content stomatal conductance was decreasing similarly as photosynthetic rate e.g. for plants grown under 35% of full water capacity as compared with those grown under 75% of full water capacity average stomatal conductance decreased from 0.209 to 0.138 mol H₂O m^?2 s^?1 and photosynthetic rate from 13.69 to 9.32 μmol CO₂ m^?2 s^?1 and as a result there were not significant differences in internal water use efficiency for all studied combinations (67.09 μmol CO₂ mol^?1 H₂O) which shows that stomatal factors were mainly responsible for changes of photosynthetic rate. With lowering of water content from 75 to 35% of full water capacity the decrease of photosynthetic rate and stomatal conductance was much higher than the decreases of transpiration (from 3.57 to 3.02 mmol H₂O m^?2 s^?1) what shows not direct dependence of transpiration on stomatal conductance (water use efficiency decreased from 3.87 to 3.10 μmol CO₂ mmol^?1 H₂O). The effect of nitrogen on dry matter production was strongly modified by water availability e.g. for plants grown under 35% of full water capacity, dry matter was similarly independent of nitrogen dose but for plants grown under 45 and 75% of full water capacity dry matter was significantly higher than when they were grown under 120 (79.05 and 86.75 mg, respectively) or with 30 mg N/cuvette (74.03 and 80.30 mg, respectively).     

Silicon Decreases Transpiration Rate and Conductance from Stomata of Maize Plants

ABSTRACT

To characterize the effect of silicon (Si) on decreasing transpiration rate in maize (Zea mays L.) plants, the transpiration rate and conductance from both leaves and cuticula of maize plants were measured directly. Plants were grown in nutrient solutions with and without Si under both normal water conditions and drought stress [20% polyethylene glycol (PEG) concentration in nutrient solution] treatments. Silicon application of 2 mmol L^?1 significantly decreased transpiration rate and conductance for both adaxial and abaxial leaf surface, but had no effect on transpiration rate and conductance from the cuticle. These results indicate that the role of Si in decreasing transpiration rate must be largely attributed to the reduction in transpiration rate from stomata rather than cuticula. Stomatal structure, element deposition, and stomatal density on both adaxial and abaxial leaf surfaces were observed with scanning electron microscopy (SEM) and a light microscope. Results showed that changes in neither stomatal morphology nor stomatal density could explain the role of Si in decreasing stomatal transpiration of maize plants. Silicon application with H₄SiO₄ significantly increased Si concentration in shoots and roots of maize plants. Silicon concentration in shoots of maize plants was higher than in roots, whether or not Si was applied. Silicon deposits in cell walls of the leaf epidermis were mostly in the form of polymerized SiO₂.     

外源NO对铜胁迫下番茄光合、生物发光特性及矿质元素吸收的影响

采用营养液培养,研究了外源一氧化氮（NO）供体硝普钠(Sodium nitroprusside, SNP)对50 μmol/L铜（Cu）胁迫下番茄叶片叶绿素含量、光合特性、生物发光强度和矿质营养元素的影响。结果表明,在Cu胁迫下,外施100 μmol/L SNP显著提高番茄叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b含量、叶绿素a/b比值、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和叶片中Cu、Ca、Fe、Zn、Mn以及根系中Cu、K、Fe、Zn的含量; 显著降低叶片超微弱发光强度、荧光强度、磷光强度、胞间CO2浓度(Ci)和根系中Ca的含量。然而,SNP对Cu胁迫下的缓解效应可被NO的清除剂血红蛋白所抑制。在Cu处理液中加入100 μmol/L NO-x（NO的分解产物）或100 μmol/L亚铁氰化钠（SNP的相似物或分解产物）,与Cu胁迫处理差异不显著。表明外源NO可以通过改善Cu胁迫下番茄叶片光合特性,降低超微弱发光、荧光、磷光强度,维持矿质营养元素平衡,缓解Cu胁迫对番茄的抑制作用。     

硅对干旱胁迫下小麦幼苗生长及光合参数的影响

采用溶液培养试验,以两个抗旱性不同的小麦品种:低抗的扬麦9号(Yangmai.9)和高抗的豫麦18(Yumai.18)为材料,用PEG6000(聚乙二醇6000,渗透势约为-0.589MPa)模拟干旱胁迫条件,研究了硅对干旱胁迫下小麦幼苗生长、光合作用及可溶性糖含量的影响。结果表明,干旱胁迫条件下,小麦幼苗的生长和光合作用显著受到抑制,加硅处理能有效地提高干旱胁迫条件下小麦幼苗的生长状况及光合作用,且1.0.mmol/L.Si处理的效果优于0.1mmol/L.Si处理。与不加硅处理相比,干旱胁迫条件下加硅处理后,小麦幼苗的鲜干重、叶片可溶性蛋白含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用率(WUE)和气孔限制值(Ls)均显著升高,叶绿素含量也有一定程度的升高;而气孔导度(Gs)和细胞间隙CO2浓度(Ci)显著下降,可溶性糖积累量也降低。因此,硅可显著提高小麦对干旱胁迫的抗性。     

土壤改良剂对灌溉咸水冬小麦光合和蒸腾的影响

在天津滨海地区高水位、黏重土壤利用田间小区试验研究调盐土壤改良对微咸水灌溉的冬小麦光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素含量指数等生理指标的影响。结果表明,冬小麦播种前采用适当土壤改良能够提高冬小麦抽穗期、灌浆期的光合速率、叶绿素含量指数,降低气孔导度、蒸腾速率。冬前施用75kg.100m 2改良剂Ⅱ(风化褐煤40%+磷石膏40%+脱硫石膏20%)有利于提高冬小麦灌浆期的光合速率,有降低抽穗期、灌浆期小麦蒸腾速率的效果;小麦冬前施用45 kg.100m 2改良剂I(风化褐煤20%+磷石膏40%+脱硫石膏20%+沸石粉20%)对提高冬小麦抽穗期光合速率有利,同时也提高抽穗期小麦的蒸腾速率;土壤改良对咸水灌溉冬小麦的气孔导度有明显降低效应,冬前施用30 kg.100m 2改良剂Ⅲ(磷石膏40%+脱硫石膏20%+沸石粉40%)冬小麦气孔导度与不采用改良措施相比,抽穗期降低52.28%,灌浆期降低39.51%;冬前施用45kg.100m 2改良剂Ⅱ混合30 kg.100m 2改良剂Ⅲ或75 kg.100m 2改良剂Ⅱ均能够显著提高抽穗、灌浆期冬小麦的叶绿素含量指数;冬前施用45 kg.100m 2改良剂I混合30 kg.100m 2改良剂Ⅲ,即使较高土壤含盐量也能使冬小麦光合速率保持在较高水平,使冬小麦蒸腾速率受土壤含盐量影响较小。     

外源NO对缺铁胁迫下花生生理特性的影响

为探讨外源NO对缺铁胁迫下花生生理特性的影响,采用溶液培养方法,研究了营养液中Fe(Ⅲ)-EDTA 浓度分别为0、10、100 mol/L 条件下,外施250 mol/L硝普钠（SNP, 一种NO 供体）对花生生理特性以及矿质元素含量的影响。结果表明,在相同供铁水平下,外施NO可促进花生幼苗的生长,提高根系活力、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和叶片抗氧化酶活性,降低胞间CO2 浓度和MDA 含量,抑制花生对P 的吸收;在Fe(Ⅲ)-EDTA 浓度分别为0、10 mol/L 条件下综合效果更显著。在0、10、100 mol/L Fe(Ⅲ)-EDTA 中施加SNP 处理20d 后,叶片活性铁含量分别比未施加SNP处理提高了130.7%、136.4%、56.1%,差异显著;同时植株全铁含量及地上部吸铁量占植株总量的百分率也显著提高。说明外源NO可促进铁从根部向植株地上部的运输以及植株体内铁的有效性,提高了铁的运输和利用效率,有效缓解缺铁胁迫的抑制。同时,外施NO还可提高花生叶片叶绿素、类胡萝卜素含量和叶绿素a/b值。在Fe(Ⅲ)-EDTA 浓度分别为0、10 mol/L 条件下,添加SNP 可以明显降低生长介质的pH,比较 1d 内生长介质中pH 变化看出,花生在14h左右分泌H+ 的能力最强。     

拟南芥甘油二酯激酶(AtDGK7)基因抗逆的生理作用

构建表达载体PBI121-AtDGK7,转化拟南芥（Arabidopsis thaliana）获得过表达转基因植株。通过抗逆生理指标测定、ABA、NaCl和甘露醇抗性试验, 以及半定量RT-PCR方法,对拟南芥甘油二酯激酶(AtDGK7)基因的抗逆生理功能进行初步研究。结果表明,过表达AtDGK7转基因拟南芥对高浓度ABA的敏感性比野生型要低,能更好地抵御盐胁迫。通过测定脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量以及超氧物歧化酶(SOD)活性,进一步证实过表达AtDGK7转基因拟南芥植株的耐低温能力增强。