高温胁迫对水稻灌浆结实期叶绿素荧光、抗活性氧活力和稻米品质的影响

选用西农优30和富优1号两个水稻品种, 在灌浆结实期利用人工气候室进行高温处理, 测定叶绿素含量、叶绿素荧光参数、抗活性氧活力的动态及成熟稻米的营养品质。结果表明, 高温胁迫下水稻叶片叶绿素含量降低, 叶绿素荧光参数初始荧光(F_o)明显上升, PS II的潜在活性(F_v/F_o)和PS II的最大光能转化效率(F_v/F_m)均低于对照, 呈下降趋势; 灌浆结实后期F_v/F_o和F_v/F_m的下降速率最快; 灌浆结实后期抗氧化活力低于对照。同时, 高温胁迫下的成熟稻米总淀粉及直链淀粉含量降低, 蛋白质含量升高, 垩白度上升而千粒重下降。高温胁迫下光合作用的原初反应被抑制, 抗活性氧活力降低, 水稻叶片功能期缩短, 可能是稻米品质降低的重要原因。     

大气沉降对水稻各器官铅镉汞砷积累的影响

为了解大气沉降对水稻中重金属积累的可能影响,选择非污染和污染2种土壤,分别在工业区和农村等2种大气环境下开展露天种植与大棚种植对水稻各器官重金属积累的影响试验。结果表明,水稻中积累的重金属主要来自土壤,其各器官中铅、镉、汞和砷的积累量在污染土壤中明显高于非污染土壤;但试验区大气环境与种植条件对水稻茎叶和谷壳中重金属含量也有较大的影响,工业区生长的水稻茎叶和谷壳中重金属含量高于农村,露天种植的水稻茎叶和谷壳重金属含量高于大棚种植。工业区与农村之间、露天种植与大棚种植之间水稻根系和糙米中重金属含量差异不明显,说明大气污染对糙米中重金属的积累无显著的作用。     

水稻白穗的发生原因及其防治措施

白穗（白壳）是水稻抽穗后，稻穗不能正常灌浆结实而使谷壳变白（空秕粒）的一种现象。由于它出现在水稻结实成熟期，所以对水稻产量影响较大。造成白穗的原因有很多，如果不能找到发生原因就盲目施药，不但达不到防治目的，还会造成农药的残留和浪费。现就水稻白穗的发生原因及其防治措施介绍如下，供大家参考。     

超绿水稻叶绿素的生物合成

通过对超绿水稻沈农196不同生育时期叶绿素及其合成过程中中间产物含量的研究,探讨超绿水稻叶色深绿的内在机制。结果表明,与丰锦和沈农07015相比,沈农196在整个生育期都具有较高的叶绿素含量,与其叶绿素的生物合成有关。分蘖期、齐穗期和灌浆期,沈农196叶片的δ-氨基酮戊酸(ALA)含量都比丰锦和沈农07015的低,而叶绿素合成的直接前体原叶绿素(Pchl)含量都较高。拔节期,沈农196叶绿素合成的各中间产物含量都是最高的。成熟期,供试的3个水稻品种的ALA-胆色素原(PBG)的转化过程受阻,导致叶绿素含量下降,但沈农196的叶绿素合成速率仍然比丰锦和沈农07015快。     

OsSP1基因编辑和过表达对水稻生长和干旱抗性的影响

OsSP1基因是水稻叶绿体定位基因,并且具有明显的干旱响应性。为确定OsSP1基因对水稻生长和干旱胁迫抗性的影响,分别采用CRISPR/Cas9基因编辑技术和基因过表达技术创建了水稻品种中花11 OsSP1基因编辑株系和过表达株系,并通过对靶序列进行片段扩增和测序确定基因编辑植株中OsSP1基因的突变方式,通过hpt序列扩增和潮霉素筛选获得单拷贝插入的纯合过表达植株。表型对比、叶绿素含量测定、过氧化氢测定和干旱抗性分析的结果表明,过表达OsSP1基因对水稻的生长和干旱胁迫抗性均无明显影响,但通过基因编辑引起OsSP1基因突变后,水稻的生长和结实受到了严重影响,在正常生长条件下,T_0和T_1双等位杂合突变和纯合突变的基因编辑植株均出现矮小、黄化、早衰、不分蘖等生长抑制表型。T_0植株结实数很低,T_1植株均未抽穗结实,叶片的叶绿素含量也显著或极显著低于野生型和过表达植株,上述结果显示了OsSP1基因在维持水稻正常生长和产量中的关键性作用,为进一步揭示OsSP1基因的作用机制提供了理论和材料基础。     

水稻出穗后叶片数及质量对籽粒结实能力的影响

以中粳稻武运8号和杂交中籼稻汕优63号为试验材料，出穗期剪去不同茎生叶和喷施增粒增重剂等处理，研究其对水稻结实能力的影响。结果表明：出穗期剪去不同茎生叶，供试品种的千粒重、结实率和结实指数均下降且下降幅度依次增大；其中剪除剑叶对籽粒灌浆结实的影响最大，随着叶位的下降，剪叶对灌浆结实的影响程度逐渐降低；剪叶越多，对灌浆结实的影响越大。出穗期喷施增粒增重剂，能显著增加结实期叶片的叶绿素含量、SOD活性、降低叶片MDA含量，进而使籽粒的结实能力明显增强。     

稻瘟病胁迫下水稻叶片叶绿素含量与光谱特征参数的相关性研究

为实现受稻瘟病侵染水稻叶片叶绿素含量的高光谱反演,以‘陵两优268’为研究对象,测定受稻瘟病侵染的85个水稻叶片样品的叶绿素含量和高光谱反射率,分析受稻瘟病侵染的水稻叶片高光谱反射率与叶绿素含量间的相关关系,使用线性与非线性回归技术建立叶绿素含量反演模型。结果显示:叶绿素含量与原始光谱及一阶导数光谱的敏感波段分别发生在700 nm和752 nm,基于光谱特征参数SDr的回归模型均方根误差为1.27,平均相对误差为10.2%。研究表明受稻瘟病侵染水稻叶片光谱反射率差异明显,基于光谱特征参数SDr的回归模型预测叶绿素含量具有较高的精度。     

不同氮肥利用效率水稻基因型剑叶光合特性

选用氮肥利用高效型和低效型具有代表性的12个粳稻品种,研究225 kg hm^-2施氮条件下水稻剑叶光合特性的差异及其与氮肥利用效率、水稻结实性的相互关系。结果表明,齐穗后,氮高效基因型水稻的叶绿素含量、叶片含氮量、净光合速率、光合功能期和叶绿素荧光动力学参数中的最大光化学效率(F_v/F_m)、PS II的潜在活性(F_v/F_o)、实际光化学效率(Φ_PSII)、光化学猝灭系数(q_P)和非光化学猝灭系数(q_N)均显著高于氮低效基因型。相关性分析表明,齐穗后不同时期,剑叶中叶绿素含量、叶片含氮量、净光合速率、剑叶的光合功能期和叶绿素荧光动力学参数值(F_v/F_m、F_v/F_o、Φ_PSII、q_P、q_N)与水稻的氮肥利用效率、结实性均呈极显著的正相关。由此说明,与氮低效基因型相比,氮高效基因型水稻生育后期具有较好的光合特性,较长的光合功能期;同时,其PSII反应中心更加稳定,具有更大的光能转化为电化学能的潜力,非光化学猝灭对光合机构也有更好的保护作用。因而,其在促进植株光合物质积累,提高结实性的同时能通过地上部与地下部的调节反馈增强植株对氮肥的吸收利用。     

粳稻叶绿素含量QTL与其合成降解相关基因的比较分析

为剖析水稻叶绿素不同时期的表达规律及后期持绿的遗传机制,以沈农265和丽江新团黑谷的粳-粳交重组自交系为材料,对水稻分蘖期、抽穗期和成熟期的叶绿素含量以及生育后期的持绿能力进行QTL定位分析。检测到5个控制分蘖期叶绿素含量的QTL、7个控制水稻抽穗期叶绿素含量的QTL和10个控制成熟期叶绿素含量的QTL,分布在除第5染色体以外的11条染色体上。比较它们与编码叶绿素合成及降解过程中的重要酶的基因发现,虽然生育前期检测到的QTL较少,但对应的叶绿素合成降解相关基因却较多。随生育期的推移,检测到的QTL数目增多,但对应的叶绿素合成降解相关基因却减少。暗示生育前期大多数叶绿素合成(降解)相关基因表达的水平差异不大,后期控制叶绿素合成降解的个别关键基因表达水平增加。并以此为基础提出了叶片生育后期持绿的两种可能遗传基础。     

后期水分亏缺与增施氮肥对杂交稻叶片光合功能的影响

为了探讨以水肥调控延长水稻结实期叶片功能的可能性,研究了早衰型和非早衰型杂交稻组合后期衰老过程中叶片光合功能对适度水分亏缺和增施氮肥的响应。结果表明,水稻灌浆期水分亏缺促使叶绿素和叶面积衰减加剧,加速Rubisco羧化活性和叶片光合功能衰退,叶片ZR (玉米素核苷)含量下降。对缺水较敏感的中优838、天优998和隆平601其叶绿素衰减率提高了9%~12%;光合速率各下降了19.55%、19.12%、12.73%;ZR含量、Rubisco羧化活性的降幅相对高于其余组合。在限水的同时增施氮肥明显缓解了水分亏缺胁迫的影响,但增氮效果组合间存在较大差异。叶绿素衰减率降低6.14%~27.10%;光合速率,隆平601、天优998、汕优63和中优838提高9.30%~15.81%,两优6326和C两优396提高3%~5%;Rubisco羧化活性,隆平601提高18.94%,中优838提高12.16%,其他组合提高3%~9%;增施氮肥提高了叶片ZR含量,中优838叶片ZR平均含量提高16.05%,C两优396和汕优63分别提高8.31%和8.16%,两优6326和隆平601分别提高4.90%和1.13%。相关分析表明,叶片ZR含量与叶光合速率和Rubisco活性呈极显著正相关,Rubisco羧化活性与光合速率和叶绿素含量极显著相关,叶片总糖含量和稻谷产量与光合速率相关显著和极显著。水稻灌浆期水分不足加速叶片衰老和光合功能衰退,在干旱胁迫时适量增施氮肥,是降低干旱胁迫危害、增强叶片光合功能、延长叶片功能期,防御早衰的有效措施。     

氮素水平对不同基因型小麦旗叶光合特性和子粒灌浆进程的影响

在池栽条件下，研究了不同施氮水平对强筋小麦8901和弱筋小麦1391生育后期旗叶叶绿素含量、光合速率、灌浆速率和产量的影响。结果表明，两品种表现为随施氮量的增加，叶绿素含量、光合速率都有增加的趋势，但是过量氮肥又使它们降低。在本试验条件下，两品种均以中氮处理(240kg／hm^2)光合速率大，灌浆进程合理，产量水平高。研究发现，强筋和弱筋小麦生育后期叶光合特性和子粒灌浆进程差异显著；旗叶光合速率和叶绿素含量及子粒产量呈正相关。     

直播种植模式下水稻剑叶光合、强弱势籽粒灌浆特性及产量的氮素调控

为探讨不同施氮水平对水稻剑叶光合、籽粒灌浆特性和产量的影响。以生育期较短的‘新稻567’、‘新稻568’和‘新科稻31’为试验材料,在直播种植模式下,设置3个施氮水平0、255、300 kg/hm²,分别测定抽穗后剑叶光合速率、强弱势籽粒灌浆速率和产量等指标,研究氮肥调控水稻产量的生理机制。结果表明,随着施氮量的增加,3个品种产量均呈先增加后降低的趋势;高效叶面积率和粒叶比表现为中氮水平较高,高氮水平较低。灌浆期剑叶光合速率呈先增加后降低趋势,不同氮肥处理间基本表现为中氮处理高于高氮处理;强弱势籽粒灌浆速率在整个灌浆期内呈开口向下的抛物线趋势,不同氮肥处理间的差异在灌浆盛期至灌浆中后期较大,表现为无氮和中氮处理高于高氮处理,灌浆末期处理间差异较小。产量与灌浆期剑叶光合速率呈正相关关系,与强弱势籽粒灌浆速率在灌浆初期呈负相关在灌浆中后期呈正相关关系。适度的氮肥施用量有利于提高直播水稻高效叶面积率、粒叶比,增加剑叶光合速率、强弱势籽粒灌浆速率,从而促进水稻高产。     

不同小麦品种千粒重对灌浆期弱光的适应性分析

选用粒重对籽粒灌浆期弱光适应能力不同的4个典型小麦品种(系),分析研究了籽粒灌浆期弱光和人为阶段性遮荫对各品种(系)千粒重、阶段灌浆速率、旗叶光合速率、花后14C同化物分配及开花前积累的干物质再分配状况的影响.结果表明,灌浆期弱光不敏感品种(系)的突出特点是,解除遮荫后的籽粒平均灌浆速率具有较强的补偿性增长效应.     

Influence of Solar Radiation and Vapour Pressure Deficit on Transpiration Efficiency of Rainfed Sorghum

Besides assimilation, plant water relations are important aspects of physiological basis of productivity of crops in water limited environment. The relationships of photosynthesis rate, transpiration rate, leaf water potential and stomatal conductance with photosynthetically active radiation (PAR) and vapour pressure deficit (VPD) during pre-flowering (panicle initiation to ear emergence) and grain filling (from anthesis to maturity) stages of a sorghum hybrid (cv. CSH-6 ) grown under rainfed conditions were studied. Photosynthesis rate declined when PAR was above 1300 μmol m⁻² s⁻¹. during both the growth stages. Higher transpiration rate during grain filling stage at higher PAR caused the transpiration efficiency to be lower than during pre-flowering stage when PAR was above 1200 μmol m⁻²s⁻¹.Leaf water potential and stomatal conductance decreased with increase in PAR. Leaf water potential was higher during pre-flowering than during grain filling stage but maximum photosynthesis rate was similar during both the growth stages. Changes in VPD did not qualitatively alter the relationships of the physiological variables with PAR.
Decreasing photosynthesis rate and LWP at high PAR suggest that photosynthesis rate was limited by low leaf water potential when PAR was optimal, and by low PAR even when leaf water potential was high in rainfed sorghum during rainy season.     

不同穗型超级稻品种籽粒灌浆特性

为探明不同穗粒型超级稻产量构成特点、籽粒灌浆特性及其与后期生理指标的关系。以不同生育期品种准两优527、两优培九、Y两优1号、玉香油占、黄花占为试验材料,在大田栽培条件下分期播种以确保不同生育期品种在相似的温光条件下灌浆结实。结果表明,不同播期平均产量及其构成因子的品种间差异显著,以两优培九产量最高(9.47 t hm^-2),玉香油占产量最低(8.39 t hm^-2)。依据每穗粒数和千粒重系统聚类分析,可将品种分为大粒型(准两优527)、中粒型(两优培九、Y两优1号)和小粒型(玉香油占、黄花占)。籽粒灌浆强度及持续时间的品种间差异明显。其中,大粒型品种籽粒灌浆起步快、强度大、峰值持续时间短,上、中、下部枝梗籽粒均为一段式灌浆;中粒型品种籽粒灌浆起步快、强度较小、峰值持续时间长,其上部枝梗籽粒为一段式灌浆,中、下部枝梗籽粒为两段式灌浆,高峰值分别在抽穗后12~18 d和24~30 d;小粒型品种籽粒灌浆起步慢、强度小、峰值持续时间长,其上、中部枝梗籽粒为一段式灌浆,下部枝梗籽粒为两段式灌浆。平均籽粒灌浆速率与品种的穗粒类型密切相关,其中,大粒型品种为0.68 mg d^-1,中粒型品种为0.48~0.51 mg d^-1,小粒型品种为0.41~0.47 mg d^-1。籽粒灌浆强度及持续时间与后期剑叶、根系生理指标有关,籽粒灌浆启动后,叶绿素含量、叶绿素a/b值、类胡萝卜素含量逐渐降低,剑叶可溶性糖含量、MDA含量逐渐上升,POD活性、CAT活性及根系活力先后出现2次升降过程。可见,不同穗粒型超级稻品种产量构成及籽粒灌浆特点的差异明显,籽粒灌浆强度及持续时间与品种的穗粒型及枝梗着生的部位有关,也与后期剑叶及根系衰老生理指标的变化趋势一致。     

水稻两优培九生育后期籽粒灌浆生理研究

摘要：目的：探讨两优培九生育后期籽粒灌浆的生理基础,揭示水稻品种间叶片和籽粒灌浆的生理学差异。方法：以两优培九为实验材料,以汕优63和其父本9311为参照品种,测定了三品种生育后期籽粒灌浆期间叶片光合速率和籽粒中相关能量和物质代谢酶活性变化。结果：三品种强势粒的各项生理活性指标变化趋势一致,两优培九在灌浆前期,叶片生理和强势粒灌浆具有一定的超亲活性优势;灌浆的中后期,剑叶叶片中的光合速率,特别是弱势粒生理活性下降较快。与其他两品种相比,叶片和籽粒中的ATP酶活性、谷氨酸脱氢酶（GDH）活性、蔗糖合成酶（SS）活性、可溶性糖及淀粉含量差异显著;从变化曲线上看,其弱势粒的灌浆启动较慢,按先后次序依次为9311,汕优63和两优培九。相对强势粒,弱势粒灌浆能量和物质不足。结论：两优培九叶片和籽粒中与能量和相关物质合成代谢的酶活性相对较低是其籽粒空瘪率相对较高的重要原因。加强生育后期剑叶叶片功能的调控,提高其生理活性,增强弱势粒能量代谢是解决高产杂交稻籽粒充实度低的有效途径。     

水稻灌浆结实期减源疏库对净光合速率的影响

以常规中籼滇屯502和中粳合系39两个水稻品种为试验材料,研究水稻灌浆结实期减源疏库对水稻剑叶净光合速率的影响。结果表明,在控制光照强度和CO2浓度下,减源处理使水稻剑叶的净光合速率、表观量子效率和羧化效率增加,表现为反馈促进效应;不同源库类型的水稻品种对疏库的反应不同,疏库源限制型品种剑叶的净光合速率的反馈作用较小,而源库协调型或库限制型品种则较大。     

限量补灌对旱地高产田小麦光合和产量的影响

在多年创高产旱地条件下,研究了不同补灌处理对旱地高产田小麦光合特性和产量的影响。结果表明：增加补灌次数和补灌量,小麦旗叶叶绿素含量、光合速率、气孔导度、蒸腾速率升高,胞间CO2浓度降低,光合功能持续期延长,产量和产量构成因素增加,以补灌3水（越冬＋拔节＋灌浆）处理W4效果最佳,但产量和2水（拔节＋灌浆）处理W3没有显著差异。随着补灌次数和补灌量继续增加,W5、W6改善旗叶光合衰退的效果主要表现在后期,对产量提高的贡献并不大,相对与2水、3水处理,开始产生负效应,产量和产量构成因素千粒重、穗粒数反而下降。综合考虑产量和水分利用效率等因素,在本旱地高产试验田．拔节期、灌浆期2水补灌120mm的W3处理是最经济高效的补灌方案。     

K型杂交小麦901及其亲本源叶灌浆期的生理特性

对杂交小麦901及其亲本和常规小麦陕229花后旗叶净光合速率、叶面积、叶绿素含量、旗叶碳水化合物含量等生理指标进行了动态分析测定. 结果表明, 901灌浆初期光合速率较低, 但中后期光合速率高于对照, 表现出优势. 而且叶面积大, 叶绿素含量下降缓慢, 叶片功能期长. 因此在灌浆中后期901源叶能为植株生命活动和籽粒灌浆提供充     

小偃54和京411及其杂交后代稳定优选株系光合特性的动态变化

以上海种植的小偃54和京411及其杂交后代稳定优选株系6号、7号和10号为材料,通过测定抽穗期剑叶的毫秒延迟发光(ms-DLE)和不同生育期倒数第1片功能叶的光合速率(P_n)、叶绿素含量(Chl)、比叶重(SLW)、F_v/F_m、ATP含量和P700还原初始速率来分析其光合特性的动态变化,为小麦育种选择中改善光合性能提供理论依据和技术途径。结果表明,小麦杂交优选后代6号株系的形态农艺性状近于小偃54,7号株系近于京411,10号株系的变异较大。不同基因型小麦及其杂交优选后代的光合特性与生育时期和衡量指标密切相关,P_n为分蘖期>抽穗期>灌浆期>拔节期,叶绿素含量为灌浆期>抽穗期>分蘖期>拔节期,ATP含量为灌浆期>拔节期>分蘖期>抽穗期,P700还原初始速率为灌浆期>抽穗期>拔节期>分蘖期,各生育期间的F_v/F_m无明显差异。小麦光合特性的超亲优势随生育时期而异,杂交优选后代10号株系的P_n和Chl在灌浆期有超亲优势,ATP含量在抽穗期有超亲优势,SLW和P700还原初始速率介于两亲本间。杂交优选后代株系10号聚合了P_n、Chl和ATP含量的超亲优势,其光合特性优于两亲本,而6号劣于两亲本,7号介于两亲本之间。