水稻白条纹突变体6001剑叶光合功能衰老特性研究

利用生理生化方法和电镜观察,对衰老过程中白条纹突变体6001剑叶光合特性进行分析。检测结果表明,该突变体抽穗期和乳熟期的叶绿素含量分别比野生型6028低34.78%和3.00%,而完熟期高于野生型;突变体的净光合速率在抽穗期较低,但在衰老过程中,特别是衰老后期净光合速率的下降显著减缓;Ca2+-ATPase和Mg2+-ATPase酶的活性和光合磷酸化活性也表现出相同的变化趋势;在整个衰老过程中类囊体膜只有68kDa多肽组分发生了明显变化,68kDa多肽组分的含量变化可能是导致光合作用变化的原因之一;电镜观察结果表明,在衰老过程中突变体的叶绿体结构更为完整,叶绿体膜解体缓慢。突变体6001在衰老过程中光合性能衰老相对缓慢,表现出抗衰老特性。     

外源山梨醇对盐胁迫下两优培九和武运粳7号光合特性及类囊体膜多肽组分的影响

 以4叶期的水稻幼苗为材料，比较研究了外源山梨醇处理对盐胁迫下两优培九和武运粳7号幼苗光合特性及类囊体膜多肽组分的影响。研究结果表明，随着盐处理浓度的增加，两优培九和武运粳7号的叶绿素含量、PSⅡ的电子传递活性、叶绿体放氧活性、光合速率呈下降趋势；叶绿体ATP含量、 叶绿体ATP酶(Mg2＋ATP酶和Ca2＋ATP酶)活性先升后降，PSⅠ的电子传递活性、呼吸速率则呈上升的趋势；但类囊体膜的多肽组分并不存在明显的差异。相比之下，两优培九对盐胁迫的抗性大于武运粳7号，具有一定的高产优势。外源山梨醇对两种水稻抵抗盐胁迫具有一定的缓解作用。     

宁麦8号功能叶衰老过程中的光能转化特性

为探讨小麦衰老过程中的光能转化以及有关生理特性的变化,以大田种植的高产小麦新品种宁麦8号冠层上部的三片功能叶为对象,自旗叶全展时至枯黄,研究其光合速率、叶绿素含量、电子传递活性、叶绿体类囊体膜吸收光谱和抗氧化酶SOD、POD活性,以及MDA含量的变化。结果表明,叶片衰老过程中,净光合速率平稳下降,而叶绿素含量先略有下降,然后逐渐上升,且旗叶的叶绿素含量较倒二叶和倒三叶要高。PS 电子传递活性在前期相对稳定,旗叶全展35d以后其活性明显降低;PS 电子传递活性则经历两个时期,全展28d以前上升,28d后快速下降。PS 和PS 电子传递活性在三片功能叶中的变化趋势基本相同,但倒三叶活性明显最低。与此同时,MDA含量在三片功能叶中均有上升,而SOD则下降,而且倒三叶的含量比旗叶和倒二叶要低,POD的活性在三片功能叶中都是下降的。叶绿体类囊体膜室温下吸收光谱的变化反映出旗叶的总体光能吸收水平要高于倒二叶和倒三叶的,而三者的总体趋势均下降。光能转化及早衰直接影响到光合产物,因此,研究小麦功能叶片的光能转化、有效控制或延缓衰老是进一步发挥增产潜力的有效途径。     

能量供应对‘南岛无核’荔枝果实采后能量代谢及衰老的影响

以‘南岛无核’荔枝果实为材料,研究促进和抑制能量水平条件下,荔枝果实采后贮藏过程中呼吸、失水、果皮细胞膜损伤、能量产生及其关键酶活性与衰老的关系。结果表明:2,4-二硝基苯酚（DNP）解偶联剂抑制了能量供应,可促进荔枝果皮失水,加速果皮细胞膜损伤,能荷下降快,明显促进了荔枝果实衰老。而外源ATP处理降低了果皮失水和细胞膜损伤,果实贮藏期间保持了相对较高的能荷,延缓了荔枝果实采后衰老。DNP的解偶联作用使线粒体制造ATP受阻,直接诱导了贮藏前期细胞色素C氧化酶（COX）、H+-ATPase和Ca2+-ATPase活性增强,贮藏后期这些ATP关键酶活性下降,对延缓果实衰老不利。而外源ATP处理,果实贮藏前期COX活性较低,贮藏后期COX、H+-ATPase和Ca2+-ATPase活性增强,均对延缓荔枝果实衰老具有积极作用。总之,荔枝采后贮藏后期energy charge（EC）下降、ATP供应不足是导致荔枝果实衰老的重要因素,适当提高贮藏后期果实电子传递与氧化磷酸化过程中COX、H+-ATPase和Ca2+-ATPase等ATP相关酶的活性,对抑制荔枝果皮衰老、延长贮藏期更有利。     

低温对水稻幼苗叶绿体光化学功能及类囊体膜蛋白水平的影响

 研究了低温胁迫下水稻幼苗叶绿体光合电子传递功能及类囊体膜蛋白水平的变化。4℃低温结合35 μmol/(m2·s)的弱光照处理,使水稻叶绿体全电子链、PSⅡ和PSⅠ的电子传递活性均降低,降低的幅度依次是： 全电子链>PSⅡ>PSⅠ。对类囊体膜蛋白组分进行的SDS-PAGE分析显示, 低温使大部分类囊体膜蛋白特别是PSⅡ功能蛋白的稳态水平降低,这可能是造成叶绿体光化学功能降低的主要原因。进一步对低温影响PSⅡ电子传递活性的机理进行了探讨,所得结果表明,低温下PSⅡ功能受抑的主要原因是其氧化侧的电子供应受阻,而与反应中心受到的伤害关系不大,尽管类囊体膜的SDS-PAGE结果显示PSⅡ的反应中心也受到低温的损伤。     

杂交粳稻屉优418及其亲本灌浆期叶片内源激素含量变化与衰老之间的关系

以杂交水稻屉优418及其亲本屉锦和C418为材料,研究了生育后期叶片内源激素含量变化与衰老之间的关系。结果表明杂交水稻及其亲本剑叶中ABA、GA1/3、ZR和IAA含量变化趋势基本一致。3个材料的（GA1/3+ZR+IAA）/ABA的比值变化总的趋势也基本相同,前期较平稳,后期比值迅速下降。在生育后期,屉优418和C418的（GA1/3+ZR+IAA）/ABA比值下降速率较慢,与衰老相对较慢一致;而屉锦的（GA1/3+ZR+IAA）/ABA比值下降速率较快,与其衰老较快相一致。     

超级杂交稻两优培九剑叶叶鞘叶绿体光化学活性的初步研究

以超级杂交稻两优培九及其父本9311、母本培矮64S和三系杂交稻组合汕优63为研究材料,采用光合膜人工反应体系和32Pi同位素标记等技术,初步研究了超级杂交稻两优培九剑叶叶鞘的光化学活性。结果表明,两优培九剑叶叶鞘及其叶片光系统Ⅰ还原能力的均值分别比汕优63高6.35和15.31 μmol/(mg·h),光系统Ⅱ放氧活性的均值分别高出616和9.89 μmol/(mg·h),且大多数时期达显著或极显著水平;两优培九剑叶叶鞘及其叶片浸出液钙含量均显著或极显著高于汕优63;两优培九剑叶叶鞘及其叶片叶绿体膜上Mg2+ ATPase活性的均值均高于汕优63,大多数时期达显著或极显著水平;两优培九剑叶叶鞘及其叶片循环光合磷酸化活性的均值也均高于汕优63,近一半时期达显著或极显著水平;非循环光合磷酸化活性的均值分别比汕优63高0.25和0.31 μmol/(mg·h),也近一半时期达显著或极显著水平;两优培九剑叶叶鞘及其叶片的光化学活性大多数时期显著或极显著高于亲本,具有平均优势或超亲优势;与叶片相比,剑叶叶鞘完全具有同剑叶一样的光化学活性,两者没有质的区别;两优培九剑叶叶鞘具有较高的光化学活性可能是它具有超高产特性的重要原因之一。     

甘蓝型油菜光合机构对干旱的生理响应

为探讨油菜光合机构对干旱胁迫的响应,研究了2个抗旱性不同的油菜(Brassica napus L.)品种在干旱胁迫下农艺性状、气体交换参数、叶绿素荧光参数、叶绿体超微结构及Rubisco活性等指标的变化。结果表明,干旱胁迫下,相对增长率、总干重、叶面积和叶片相对含水量降低,而根冠比增加;净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度降低,而气孔限制值增加;PSⅡ最大光能转换效率、PSⅡ实际光能转换效率、光化学淬灭和电子传递效率降低,而非光化学淬灭系数增加;两品种的叶绿体超微结构遭到不同程度破坏;且叶绿素含量和Rubisco活性降低,脯氨酸和可溶性糖的含量增加。敏感型品种秦优8号光合机构遭受干旱的破坏程度明显大于抗旱型品种Q2。     

水稻剑叶衰老过程中内源IAA的轭合态变化及其氮素调控效应

目的 揭示水稻抽穗开花后剑叶衰老过程的内源自由态IAA和轭合态IAA含量的动态变化及其基因型间的差异,明确氮素营养供应对叶片衰老过程的延缓效应及其与两种化学态IAA含量之间的关系。方法 以剑叶早衰水稻突变体(psf)与其野生型(浙恢7954)为材料,比较了其在大田条件下剑叶衰老过程中的内源IAA含量、IAA类型和YUCCAs家族基因转录表达量差异,并利用水培种植试验设低氮(LN, 1.45 mmol/L)、正常氮(NN, 2.9 mmol/L)和高氮(HN, 5.8 mmol/L)3个氮浓度水平处理,对不同氮素水平下水稻叶片衰老相关指标与两类IAA含量间的关系进行了分析。结果 早衰突变体psf剑叶中的自由态IAA含量显著低于相同取样时期的野生对照,但前者剑叶中的轭合态IAA含量显著高于后者,且随叶片衰老进程呈较明显的上升趋势;在7个YUCCAs同工型基因中,YUCCA1、YUCCA2、YUCCA3、YUCCA4和YUCCA6)的转录表达量随叶片衰老而下降,但YUCCA7则随叶片衰老呈现出先上升后下降的变化趋势。相同灌浆时期相比,绝大多数YUCCAs在早衰突变体psf剑叶中的转录表达量要低于其野生型对照,说明IAA合成代谢较弱是psf剑叶叶绿素含量迅速下降和早衰症状加剧的重要原因之一。其中,YUCCA7转录表达量随叶片衰老而上升,可能对psf已衰老叶片中的IAA合成起重要调控作用;氮浓度对水稻叶片中的IAA含量及其自由态与共轭态的影响表现为,在叶片开始衰老的初期和前中期,低氮处理(LN)引起剑叶中的自由态IAA含量下降和轭合态IAA含量上升,而高氮处理(HN)可诱导叶片中的自由态IAA含量增加,并导致轭合态IAA含量明显降低,但对已严重衰老的叶片而言(psf在抽穗开花后28 d的剑叶),高氮处理下(HN)的自由态IAA和轭合态IAA含量均低于正常氮处理(NN)和低氮处理(LN)。结论 水稻叶片的衰老进程与其叶片器官中的IAA含量及其化学态之间存在较密切联系。其中,轭合态IAA含量在叶片衰老过程的大幅度提升,是早衰突变体psf 剑叶衰老进程加快的一个重要生理特征,而轭合态IAA含量的下降,可能是高氮处理对水稻叶片衰老进程起到延缓作用的一个重要生理调节因素。     

水稻水作与旱作对抽穗后剑叶光合特性、衰老及根系活性的影响

对水稻水作与旱作栽培模式下水稻衰老和后期一些生理活性的影响进行了研究。结果表明,由于水分的影响,水稻旱作不同程度加速了水稻生理机能的衰退,使籽粒干物质积累受阻,粒重下降而减产。水稻水作不仅改善了水稻剑叶光合因子,提高了光合效率,而且剑叶呼吸速率下降缓慢,相对电导率上升缓慢,SOD酶活性较高,MDA含量低,表明剑叶后期衰老进程慢,促进籽粒增重,产量高。此外,旱作水稻生育末期根系干物质积累、活力高及代谢旺盛的优势对籽粒增重也是一种负向影响;而水稻水作开花-灌浆期根系活力高,生育末期根系生理活性迅速衰退,保证了籽粒的充实     

小麦新品种烟农5158及其亲本旗叶生理特性研究

在盆栽条件下,以小麦新品种烟农5158及其亲本鲁麦14号、烟农15号和烟航选2号为材料,研究烟农5158旗叶生理特性与亲本之间的差异.结果表明,烟农5158及其亲本旗叶净光合速率均在开花期达到最大,之后逐渐下降,在生育后期差异显著,烟农5158旗叶净光合速率始终高于其亲本.与亲本相比,烟农5158旗叶中抗氧化酶SOD、POD和CAT活性在生育后期下降缓慢且维持较高水平;烟农5158及其亲本旗叶中的SOD、POD和APX活性均随生育进程推进呈先升高后降低的趋势;花后7～28 d,烟农5158旗叶中POD活性显著高于其亲本.烟农5158与其亲本相比具有较高的可溶性蛋白含量,生育后期具有较低的MDA含量.烟农5158在生育后期具有叶片衰老缓慢、净光合速率高、抗逆性强的特点,这可能与它开花后旗叶中抗氧化酶活性较高、可溶性蛋白含量较高和MDA含量较低有关.     

不同叶色水稻叶片的衰老及对光强的响应

以淡绿叶水稻近等基因系fgl及其正常叶色的轮回亲本浙辐 802为材料,比较了不同叶色水稻抽穗后叶片的衰老进程,并在水稻抽穗后施以不同强度的光照,研究水稻生育后期光照强度对不同叶色水稻叶片衰老的影响。在自然光强下,淡绿叶水稻fgl的衰老慢于轮回亲本浙辐 802,fgl的叶绿素、叶面积指数和净光合速率的下降速率均慢于浙辐 802,特别是在灌浆前期和后期;开花后浙辐 802的SOD活性下降和MDA含量的上升均快于fgl。15%的遮光处理有利于提高浙辐 802的气体交换特性和光合性能,提高SOD活性,降低MDA含量;而浅叶色的fgl的光合速率较稳定,受光强的影响较小。     

控释氮肥调控水稻光合功能和叶片衰老的生理基础

 以杂交水稻组合八两优100和威优46为试验材料，探讨了控释氮肥对水稻光合功能衰退和叶片衰老的调控机制。结果表明，控释氮肥对延缓早、晚稻功能叶的衰老和延长叶片的光合功能期均具有明显的效应。与施用尿素的处理相比，施用控释氮肥后，早、晚稻生育中、后期功能叶中的叶绿素含量得到显著的提高，且与尿素间的差异随着水稻生育进程而增大。不同时期控释氮肥处理功能叶的净光合速率也均显著地高于尿素处理。此外，施用控释氮肥能显著地提高生育中、后期功能叶中的SOD、POD等活性氧清除酶的活性，降低功能叶中的丙二醛含量。施用控释氮肥对功能叶中的IAA、ABA含量具有明显的调控效果，早、晚稻各时期控释氮肥处理的IAA含量均显著地高于尿素处理，而ABA含量显著地低于尿素处理。由于控释氮肥对水稻的上述调控机理，因而，在水稻上施用控释氮肥可以明显提高水稻产量。     

水稻孕穗期不同叶位叶片的气体交换与叶绿素荧光特性

研究了6个水稻品种孕穗期不同叶位的气体交换和叶绿素荧光特性,结果表明净光合速率([i]P[/i][sub]n[/sub]）、气孔导度（[i]g[/i]）、蒸腾速率（[i]E[/i]）和水分利用效率（[i]WUE[/i]）均随叶位降低而明显下降;而胞间CO[sub]2[/sub]浓度（[i]C[/i][sub]i[/sub]）基本维持不变,说明叶片衰老时[i]P[/i][sub]n[/sub]的下降主要不是气孔因素引起的。叶绿素含量降低与[i]P[/i][sub]n[/sub]下降的表现一致,叶绿素荧光分析表明[i]F[/i][sub]v[/sub]/[i]F[/i][sub]m[/sub]和[i]F[/i]'[sub]v[/sub]/[i]F[/i]'[sub]m[/sub]没有随叶位发生变化,而PSⅡ的光化学效率[i]Ф[/i][sub]PSⅡ[/sub]和电子传递速率([i]ETR[/i]）随叶位降低明显下降,这表明可能是PSⅠ电子传递受阻导致CO[sub]2[/sub]同化下降。     

Effects of Aerated Irrigation on Leaf Senescence at Late Growth Stage and Grain Yield of Rice

With the japonica inbred cultivar Xiushui 09,indica hybrid combinations Guodao 6 and Liangyoupeijiu as materials,field experiments were conducted in 2007 and 2008 to study the effects of aerated irrigation on leaf senescence at late growth stage and grain yield of rice.The dissolved oxygen concentration of aerated water evidently increased and decreased at a slow rate.The soil oxidation-reduction potential under aerated irrigation treatment was significantly higher than that of the CK,contributing to significant increases in effective panicles,seed setting rate and grain yield.In addition,the aerated irrigation improved root function,increased superoxide dismutase activity and decreased malondialdehyde content in flag leaves at post-flowering,which delayed leaf senescence process,prolonged leaf functional activity and led to enhanced grain filling.     

Post-anthesis changes in photosynthetic traits of maize hybrids released in different years

Changes in post-anthesis physiological attributes related to genetic improvement for grain-yield were studied for six Chinese maize (Zea mays L.) hybrids widely grown in North China during the past 50 years. The characteristics assessed included light-saturated photosynthetic rate (P_sat), chlorophyll content, soluble protein content, maximal efficiency of PS2 photochemistry (F_v/F_m), PS2 efficiency (Φ_PS2), ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase (RuBPCase) activity and phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPCase) activity. We found that P_sat of the newer hybrids was not always higher than the older ones. However, P_sat of the 1950s hybrids was the highest among all at flowering stage, which was associated with their high PEPCase activity and soluble protein content. Post-anthesis changes in P_sat of the older hybrids can be divided into two phases. During the first phase, which was the decisive phase of grain filling, P_sat of the older hybrids declined gradually whereas the new hybrids remained relatively constant. P_sat of 1950s hybrids was not the highest among all maize hybrids any longer although their PEPCase activities were also the highest. The reduction in P_sat of the older hybrids during this phase was associated with a reduction in the chlorophyll content and the soluble protein content but was not influenced by the specific activity of RuBPCase and PEPCase. Adapting to the lowered CO₂ assimilation capacity, a down-regulation of Φ_PS2 occurred in the older hybrids to protect the photosynthetic apparatus from photo-damage by strong light, while F_v/F_m only decreased slightly during this phase, suggesting a functional PS2 apparatus in senescent flag leaves. During the second phase, the older hybrids underwent an irreversible leaf senescence that certain photosynthetic traits declined substantially with P_sat, whereas the photosynthetic components of the newer hybrids remained functional. Newer maize hybrids produced higher grain yield compared to the old ones mainly because they could remain photosynthetically active when the older hybrids aged during the grain-filling period. The decline in photosynthetic rate of older hybrids during senescence is generally attributed to the degradation of both structural and functional components of chloroplasts.     

Photosynthetic Characteristics of Flag Leaves in Rice White Stripe Mutant 6001 During Senescence Process

Physiological, biochemical and electron microscopy analyses were used to investigate the photosynthetic performance of flag leaves in rice white stripe mutant 6001 during the senescence process. Results showed that the chlorophyll content at the heading and milk-ripe stages in rice mutant 6001 were about 34.78% and 3.00% less than those in wild type 6028, respectively. However, the chlorophyll content at the fully-ripe stage in rice mutant 6001 was higher than that in wild type 6028. At the heading stage, the net photosynthetic rate （Pn） in rice mutant 6001 was lower than that in wild type 6028. Rice mutant 6001 also exhibited a significantly slower decrease rate of Pn than wild type 6028 during the senescence progress, especially at the later stage. Furthermore, Ca2~-ATPase, Mg~~-ATPase and photophosphorylation activities exhibited the similar trends as the Po. During the senescence process, the 68 kDa polypeptide concentrations in the thylakoid membrane proteins exhibited a significant change, which was one of the critical factors that contributed to the observed change in photosynthesis. We also observed that the chloroplasts of rice mutant 6001 exhibited higher integrity than those of wild type 6028, and the chloroplast membrane of rice mutant 6001 disintegrated more slow during the senescence process. In general, rice mutant 6001 had a relatively slower senescence rate than wild type 6028, and exhibited anti-senescence properties.     

垄作栽培对冬小麦根系活力和旗叶衰老的影响

为了明确垄作栽培条件下冬小麦根系活力与旗叶衰老的变化规律,采用垄作种植方式与传统平作栽培相比较的方法,研究了2种不同种植方式对2个小麦品种烟农19和济麦19根系活力及旗叶衰老的影响。结果表明,垄作栽培中由于小麦种植在垄顶上,0-60 cm土层根系干重较平作栽培增加12％以上,深层土壤(20-60 cm)根系活力得到极显著提高。在垄作栽培条件下,小麦生育后期旗叶叶绿素含量和光合速率较传统平作均有显著提高。开花15 d后,垄作栽培条件下的SOD、CAT、POD活性及可溶性蛋白质含量等较传统平作栽培均有显著提高,MDA含量显著降低。垄作栽培与传统平作栽培在同等节水条件下有利于提高小麦深层根系活力,延缓旗叶衰老。