大豆对渍水的生理响应Ⅰ：光合特性和糖代谢

以大豆品种南农99-6为材料,研究了渍水对大豆生长的影响及大豆对渍水的适应性。结果表明：长期渍水抑制了大豆的生长,植株的生物量、叶面积、叶片中的色素含量、净光合速率等均显著低于对照,H2O2含量一直高于对照。但苗期短期渍水在一定程度上刺激了大豆的生长,生物量、气孔导度、蒸腾速率均有所上升。大豆通过增大茎粗和提高叶片中蔗糖、可溶性糖含量、提高可溶性糖/可溶性蛋白的比值从而使其在形态上、生理上产生适应性变化来适应渍水环境。     

干旱条件下土壤盐分对大豆生长及光合作用的影响

以盆栽大豆为材料,设置不同程度的土壤盐分(NaCl)、干旱及旱盐组合处理,然后测定各处理大豆植株的株高、生物量、光合作用指标以及植株的水分状况和Na~+、K~+含量,探索干旱条件下土壤盐分对大豆生长的影响及可能机制。结果表明:干旱和盐胁迫均可导致大豆叶片的净光合速率降低和生长量的减少,干旱还导致光合机构的严重损伤。但是,干旱和适量土壤盐分(100~150 mmol·L~(-1)NaCl)组合处理的大豆植株,其生长量、净光合速率和PSⅡ最大光化学效率都显著高于单一干旱处理。同时,旱盐组合处理的大豆叶片RWC、Na~+含量也高于单一干旱处理,水势和渗透势低于后者,且叶片Na~+含量与其渗透势降低显著相关。综合分析表明,在干旱条件下,土壤适量NaCl的存在使大豆能够吸收和积累更多Na~+等盐离子作为渗透调节物质,来降低渗透势、提高吸水能力,以改善植株的水分状况和光合性能,保持植株较高的生长速率,即土壤中适量盐分(NaCl)的存在可减轻干旱对大豆的负效应。     

大豆植株对单侧遮阴的形态响应特征

为了解大豆对带状复合种植体系中植株两侧不同强度光照的形态响应特征,用遮阳网对套作主推大豆品种南豆12植株分别进行单侧和全株遮阴,测定遮阴0、10、20和30d时的主茎长、茎粗、主茎节数、叶面积、比叶面积和生物量积累相关指标的变化。结果显示,与正常光照相比,单侧及全株遮阴均使大豆植株的主茎明显伸长,茎粗减小,主茎节数明显减少。单侧遮阴后,大豆叶面积和比叶面积明显增大,且遮阴侧的比叶面积显著大于不遮阴的一侧,但都小于全株遮阴。单侧遮阴还造成大豆植株地上部分生物量、茎生物量、叶片及叶柄生物量均显著减小,且生物量在遮阴侧的减小幅度要大于不遮阴的一侧,但都小于全株遮阴。从结果可以看出,单侧遮阴会引起大豆植株明显的适应性反应,包括遮阴的一侧和不遮阴的一侧。单侧遮阴下,大豆植株未遮阴的一侧会补偿遮阴一侧的生长,表现出对两侧不同光环境的整体适应。     

水肥互作对大豆生理特性、根瘤固氮及产量的影响

在盆栽条件下,探讨了水肥互作对大豆部分生理性状、根瘤固氮及产量的影响.结果表明:肥料的施用及充足的土壤含水量有利于提高植株叶面积指数、根及地上部生物量,干旱(W1)及无肥(F0)条件限制了叶面积、根及地上部生物量的形成.相同水分条件下,未施肥处理(F0)根瘤数优于施肥处理(F1),土壤干旱(W1)限制了根瘤的形成与生物...     

不同嫁接方式下大豆对干旱胁迫的响应

为明确大豆地上和地下部分对干旱胁迫的响应及对产量的影响，以用于大豆抗旱改良，利用耐旱型品种 辽豆14与干旱敏感型品种辽豆21进行相互嫁接，采用盆栽试验，在结荚期进行水分胁迫处理（土壤含水量保持在 田间持水量的50%）13 d后，测定大豆叶片相关生理指标和各器官生物量。结果表明，水分胁迫使辽豆21自身嫁接 植株叶片的叶色值、叶面积、PSII 系统光化学量子产量Y（II），调节性能量热耗散Y（NPQ）、最大电子传递速率 ETRmax、半饱和光强下最小饱和光强Ik显著降低，非调节性能量热耗散Y（NO）显著提高。无论以哪个品种为砧木， 与辽豆21相比，辽豆14作为接穗始终具有较高的叶色值、叶面积、Y（II），Y（NPQ）、ETRmax和Ik，从而获得较高的植 株生物量。另外，干旱条件下，辽豆14作为砧木具有较高的根系活力，能使辽豆21接穗的叶面积、Y（II），Y（NPQ）、 ETRmax和Ik显著提高，最终获得荚重的增加。由此说明，大豆PSII性能和物质生产能力主要由地上部叶片特性决 定，但干旱下大豆的生长也会受到根系生理活性的影响。     

大豆抗旱种质的鉴定及其与根系的关系

从辽宁省主要推广品种中选出20份优异种质资源,依据株高、叶面积指数、茎、叶生物量为指标,采用平均隶属函数值方法鉴定了大豆苗期耐旱性.结果从供试材料中共筛选出大豆生长前期较强耐旱型(2级)品种2个,干旱较敏感型(4级)品种3个,中间型(3级)品种15个.大豆的平均耐旱隶属函数值与干旱胁迫下的相对根表面积、相对根生物量分别...     

基于Planteye F500三维定量研究淹水胁迫下烯效唑对大豆的生长调控

以大豆垦丰14为材料,利用Planteye F500三维扫描仪定量研究烯效唑对淹水胁迫下大豆生长的影响,建立三维表型参数与形态生理指标之间的相关性。结果表明:淹水处理降低了大豆株高、数字生物量、叶片倾斜度、植株3D叶面积、投影叶面积和光穿透深度等形态指标,分别较对照下降20.51%、45.25%、15.60%、31.22%、18.67%和26.59%。喷施烯效唑降低了淹水处理下大豆数字生物量、株高、3D叶面积、投影叶面积以及光穿透深度,并较淹水处理低22.50%、19.25%、5.94%、14.80%和56.12%。大豆植株实际叶面积、3D叶面积、投影叶面积三者呈正相关关系。通过部分生理指标相关性分析发现,SPAD值与归一化植被指数NDVI呈正相关,与色调值、光穿透深度呈负相关。相关性分析结果为表型组学与作物栽培学的结合提供了依据。     

不同生育时期干旱胁迫对花生生长发育和复水后补偿效应的影响

在防雨棚池栽条件下,通过人工控水的方法,研究不同生育时期干旱胁迫对花生生长发育和复水后补偿效应。结果表明：各生育时期遭受干旱胁迫后,花生株高、叶面积系数、地上部和荚果干重均有不同程度的降低,且随处理时间的延长,降低幅度增大。饱果期和苗期干旱胁迫对花生植株生长的影响相对较小,苗期干旱复水后对植株生长的补偿效应大;花针期和结荚期干旱对植株生长的影响大,复水后对植株生长的补偿效应小。苗期干旱对荚果产量的影响最小,其次是饱果成熟期,花针期和结荚期干旱对荚果产量的影响大。苗期干旱胁迫对荚果产量的影响主要与有效果数降低有关,饱果成熟期干旱胁迫对荚果产量的影响主要与荚果饱满度降低有关,花针期和结荚期干旱胁迫对荚果产量的影响,是有效结果数少与饱满度低共同引起的结果。     

大豆和豇豆抗旱性的比较

本文用盆栽的大豆和豇豆经自然干旱比较研究了二者抗旱性的方式。试验证明大豆属低水势耐旱型,豇豆属于高水势耐旱型。豇豆以其敏感的叶片蒸腾调节机制保持体内的高水势状态,在干旱下RWC和φw变化很小。大豆则以渗透调节为主,使植株在中度水分胁迫下保持一定的生长速率,严重干旱使其生长停止或死亡。结果表明,豇豆具有比大豆更强的抗旱能力。     

紫外线B辐射增强对大豆生长及光合作用相关指标的影响

明确UV-B辐射增强对植物生长发育,生物量以及光合作用相关指标的影响,有助于阐明UV-B辐射对植物影响的生理机制在人工气候室内采用平方波模型,在大豆植株上方悬挂紫外灯,照射强度为15 μW·cm-2,每天照射8h 研究在剂量下大豆植株在干物质积累、色素含量、可溶性蛋白质含量、PSⅡ反应中心最大光能转换效率以及光合速率的变化.结果表明:UV-B辐射增强对大豆生长具抑制作用.与对照相比,播种后20 d、40 d和60 d的UV-B处理的大豆植株株高分别降低4.9%、13.8%和10.6%;鲜重及干重分别减少17.8%、10.7%、25.5%及22.3%、20.9%、25.6%;叶绿索含量分别降低3.2%、13.2%和29.4%;PSⅡ反应中心最大光能转换效率(Fv/Fm)分别降低3.4%、1.3%和3.2%;叶片可溶性蛋白质含量分别降低25.3%、45.2%和19.5%;叶面积分别减小15.2%、20.4%、和41.6%;光合速率分别降低10%、25%和16%,作为一种保护性适应,UV-B处理增加了花青素及类胡萝卜素的含量.uV-B辐射对生长和生物量的抑制作用可能主要是由于光合速率下降及有效光合面积减少所致.     

茶树对水分的生理响应

本文研究了茶树对不同供水水平及干旱胁迫的生理响应。     

不同品种茶树叶片功能性状及光合特性的比较

以18个茶树品种(系)为研究对象,测量了茶树叶片的叶面积、叶形指数、比叶面积、干物质含量、叶绿素a、叶绿素b及其比值、叶绿素总量、类胡萝卜素及光合特性,并分析了叶片功能性状和光合特性之间的相关性。结果表明,茶树叶片叶形指数、干物质含量、气孔导度的变异系数低于10%,其余11项指标的变异系数为15.08%~43.22%,表现出较高的多样性水平;比叶面积与干物质含量之间存在显著负相关,叶形指数和叶面积与其他叶片功能指标均无显著相关;干物质含量与光合色素之间存在显著相关,叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a/叶绿素b、叶绿素总量和类胡萝卜素两两之间存在极显著相关性;净光合速率、气孔导度、蒸腾速率两两之间存在极显著正相关,且气孔导度与胞间CO_2浓度呈显著正相关,茶叶光合速率主要受气孔限制的影响;净光合速率与干物质含量之间存在显著正相关,净光合速率、蒸腾速率与光合色素含量之间存在显著或极显著正相关,说明光合色素含量高的品种具有更强的光合能力和干物质积累能力;气孔导度、水分利用效率与叶片功能性状之间相关性不显著。14号茶树品种比叶面积相对较低,同时具有较高的干物质含量、净光合速率和水分利用效率,属于抗旱性较强、光合速率和水分利用效率高的品种,可作为抗旱性强、高光效的茶树品种进一步选育和应用。     

新老大豆品种叶片光合特性的比较

为了了解大豆品种叶片光合特性与产量的关系，我们对跨越70多年的4个老大豆[Glycine max(L.)Merr.]品种和4个新大豆品种的光合特性和产量进行了研究。研究结果表明：新品种产量比老品种提高了91%，新品种叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率、叶绿素含量和比叶重也不同程度高于老品种，其中以净光合速率增加最多(17.3%)，而胞间CO2浓度却低于老品种。在盛花期和盛荚期，新老大豆品种叶片净光合速率与产量呈显著正相关（P﹤0.05），而其它光合特性指标与产量的相关性不稳定。     

草甘膦对抗草甘膦大豆光合特性日变化的影响

在大田条件下,采用随机区组设计,研究了不同用量草甘膦对抗草甘膦大豆(RR1)光合特性日变化的影响。结果表明:(1)在未喷施草甘膦情况下,抗草甘膦大豆(RR1)的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)日变化均呈单峰曲线,峰值分别出现在10∶00、12∶00和10∶00。RR1叶片叶绿素含量指数(CCI)的日变化呈先降低后升高趋势,14∶00左右最低。水分利用效率(WUE)和胞间CO2浓度(Ci)随着时间的推移均呈波浪式变化,WUE在6∶00、10∶00和16∶00有3个小峰,而Ci在6∶00最高。(2)喷施草甘膦后,RR1光合特性的日变化趋势总体与未喷药前相似。Pn和CCI随草甘膦用量的增加呈降低趋势;但当草甘膦用量大于4.48 L.hm-2时,CCI和Pn显著下降。12∶00以前(包含12∶00),除低用量(1.12 L.hm-2)的草甘膦促进RR1的Gs外,各用量抑制了RR1的Tr和Gs;而12∶00以后,草甘膦却促进了RR1的Tr和Gs。草甘膦增加了RR1的Ci,而大于2.24 L.hm-2的草甘膦却降低了RR1的WUE。表明光强和草甘膦会影响大豆的光合特性和叶绿素含量。     

水钾耦合对大豆光合特性及其产物积累运转的影响

盆栽条件下,研究了不同生育时期水钾耦合对大豆光合特性及水分利用效率的影响,并对光合速率与各器官干物重进行相关分析。结果表明：苗期与花期控水时,土壤水分及水钾互作极显著影响光合速率（Pn）;结荚期控水时,水分极显著影响Pn。花期与荚期控水后测定的Pn要高于苗期的Pn。水钾耦合对光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）和气孔导度（Gs）的影响趋势相似,即水分效应要优于钾肥,且一般而言同一钾肥水平下,土壤水分的影响表现为：W4>W3、W5>W2>W1。只有当土壤水分供应适宜（W3）时,钾肥的施用提高了植株的Pn、Tr和Gs。水分对植株水分利用效率（WUE）的影响要优于钾肥,且水分为正效应。苗期及开花期控水条件下,植株的Pn与根、茎、叶干物重呈极显著正相关（p<0.01）,且Pn与各器官的相关程度表现为茎>叶>根;结荚期植株Pn与根、茎、叶干物重仍呈极显著正相关（p<0.01）,与荚粒干物重呈显著正相关（p<0.05）。     

涝害对甜叶菊光合及单株干叶产量的影响

利用温室盆栽法研究不同持续时间涝害对甜叶菊种质材料IS-1、QF-1、青甜杂4、JD-1、AL-4光合作用及干叶产量的影响。结果表明:随着涝害时间的持续,5份甜叶菊种质材料的叶绿素SPAD值、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)及单株干叶产量均表现出不同程度的变化。短时间涝害处理(Ta:5d)对SPAD值、Pn、Gs、Ci、Tr及单株干叶产量影响均不显著;但随着渍水时间的持续叶片SPAD值、Pn表现出下降趋势:在Tb(涝害处理10d)中IS-1、QF-1、青甜杂4、JD-1、AL-4的SPAD值较正常水分处理分别下降21.29%、34.57%、27.84%、23.01%、17.59%,QF-1下降最快,AL-4下降最慢;Pn较正常水分处理分别下降65.88%、78.51%、74.44%、71.68%、59.58%,QF-1下降最快,AL-4下降最慢;Gs与Tr变化趋势与Pn相似,而Ci与Pn变化趋势相反;随着涝害持续时间的持续,甜叶菊单株干叶产量出现下降趋势,不同材料相同时间涝害胁迫单株干叶产量下降幅度不同,表明不同材料对涝害的耐受力不同。     

木薯野生近缘种W14与栽培种SC8的光合参数及相关蛋白质表达水平分析

为研究木薯野生近缘种与栽培种间光合特性的差异,选用野生近缘种W14与栽培种华南8号（SC8）为材料,测定其叶绿素含量,同时采用便携式LI- 6400光合作用测定仪,测定2种木薯叶片的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）等光合参数,采用Western Blot对光合作用相关蛋白质核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）、放氧复合体（OEC）及D1的表达水平进行分析,并探讨其叶片光合特性的差异。结果显示：SC8叶片中叶绿素a及总叶绿素含量、Pn、Gs均显著高于W14,而叶绿素b含量、Ci及Tr在两者间并无显著差异,Rubisco、OEC及D1在SC8中的表达水平均高于W14。叶绿素含量、Pn及参与光合作用相关蛋白质表达水平的分析结果表明,栽培种SC8具有较好的光合特性。      

NaCl胁迫对大麦幼苗生长及光合特性的影响

以耐盐品系12pj-118和盐敏感品系12pj-045为试验材料,研究不同Na Cl浓度胁迫下,大麦苗期生物量、盐害指数、光合特性等变化。结果表明,随着Na Cl浓度的增加,2个品系鲜重、干重、相对鲜重和相对干重均呈下降趋势。在各盐浓度胁迫下,耐盐品系12pj-118的鲜重和干重的降幅小于盐敏感品系12pj-045,相对鲜重和相对干重均大于12pj-045,盐害指数均显著低于12pj-045,说明12pj-118的耐盐性较12pj-045好。在给定模拟光1 000μmol/(m2·s)辐射强度下,两个品系的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和叶绿素含量均随Na Cl浓度的升高呈总体下降趋势,2个品系胞间二氧化碳浓度(Ci)变化不一致。耐盐品系12pj-118在较高盐浓度胁迫下,Pn、Gs、Ci、Tr和叶绿素含量的降幅均小于盐敏感品系12pj-045。     

18份大豆品种耐盐碱性筛选与综合鉴定

采用水培方法,用60 mmol·L^-1混合盐(NaHCO_3∶Na_2CO_3的摩尔比为9∶1)溶液,对18份大豆品种的幼苗进行盐碱胁迫。处理7 d后,测定株高、茎粗、叶面积、主根长、地上干重、净光合速率(Pn)、胞间CO_2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)等指标,通过主成分分析法和模糊数学隶属函数法对18份大豆品种进行耐盐碱性综合评价,并进行聚类分析,筛选出相对耐盐碱的大豆品种,从而为盐碱地大豆品种的应用提供理论依据。结果表明:经主成分分析,株高、主根长和净光合速率(Pn)的负荷量最大,可作为衡量大豆耐盐碱性与品种筛选的主要指标。不同品种大豆材料经过模糊数学隶属函数法进行耐盐碱性排序,品种间耐盐碱性表现出明显差异,最后通过聚类分析,18份大豆品种可以被分为三大类,其中杂交豆5号等4个品种为耐盐碱品种,吉育611和吉育299等11个品种为中等耐盐碱品种,吉育256和东农63为盐碱敏感品种。     

废旧电池内容物直接填埋和其稀释液对香根草生长胁迫与光合生理生态的研究

通过盆栽试验,研究了废旧电池在2种处理方式不同浓度下胁迫对香根草的细胞膜透性、脯氨酸(Pro)含量、叶绿素(Chl)含量、光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)等的影响。结果表明,随稀释液浓度、内含物量增加,香根草叶片生长速率、Chl含量、Pn、Tr和Gs虽呈下降趋势,而Pro含量有所升高,膜透性增大,但不同稀释液和内容物填埋处理对香根草的胁迫毒害作用差异不明显,在稀释液浓度为14.44%或以下和内容物占土壤2.70%或以下时,香根草能生长,在稀释液浓度为20.20%或以上和内容物占土壤4.00%或以上时,香根草均死亡。