不同绿豆品种花后干物质积累与转运特性

以夏播区高产绿豆品种冀绿2号、安9910和低产品种赤峰绿豆、泰来绿豆为材料,对开花至成熟期间植株茎秆、叶片、豆荚、籽粒等地上部各器官的干物质积累、分配与转运规律进行了研究。结果表明,绿豆开花后,植株地上部总干物质积累和籽粒干物质积累均呈近“S”型增长趋势,花后16~31 d是生物产量和籽粒产量形成的关键时期;主茎开花节位叶片是籽粒充实的主要源器官,对籽粒产量的贡献率最大。不同绿豆品种间差异显著,高产品种冀绿2号和安9910各器官干物质积累和转运能力强,尤其是主茎开花节位叶片干物质合成和积累较多,具有较充足的源,加之其单株结荚数多,具有较大的库容,最终获得了较高的收获指数和籽粒产量。因此,绿豆生产中,选用库容大的多荚、大粒型品种,抓好花后田间管理,延缓主茎开花节位叶片衰老,同时采用去除无效分枝等措施增强源库间的物质运输与分配是提高籽粒产量的关键。     

不同谷子品种抗衰老生理特性研究

为了研究不同谷子品种叶片衰老过程中生理指标的变化规律,评价其抗衰老能力。以5 个谷子品种为材料,研究开花至成熟期叶片的叶绿素含量、叶片净光合速率、可溶性蛋白质含量、叶片保护酶POD、SOD、CAT活性和MDA积累量的动态变化规律。结果表明,不同谷子品种从开花到成熟各项生理生化指标变化规律一致。叶片叶绿素含量、净光合速率和可溶性蛋白质含量均在开花10 天后呈下降趋势,但是POD、SOD和CAT 等保护酶活性呈先升高后降低变化,MDA含量在开花10 天后呈升高趋势,采用隶属函数法对开花后50 天的各项生理指标进行抗衰老综合评价,从强到弱排序为‘安4585’＞‘豫谷17’＞‘济谷14’＞‘豫谷11’＞‘保谷18’。通过研究表明隶属函数法可以进行谷子抗衰老评价,该研究为谷子抗衰老评价提供了参考。     

不同小豆品种(系)叶片衰老与活性氧代谢

以高产小豆品种(系)2000-75、冀红9218和低产品种(系)红宝1号、湾选1号为材料,研究小豆开花至成熟期主茎开花节叶片的叶绿素含量、可溶性蛋白含量、酶促防御系统保护性酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和丙二醛(MDA)积累量的变化规律。结果表明,小豆开花后,随着衰老进程的推进,主茎开花节位叶片自下向上依次衰老,其叶绿素、可溶性蛋白含量、SOD、CAT活性均呈下降趋势,POD活性、MDA积累量持续上升。与低产品种(系)相比,高产品种(系)主茎开花节位叶片衰老缓慢,生育后期仍保持较高的叶绿素、可溶性蛋白含量和SOD、CAT活性,籽粒产量高。相关分析表明,小豆产量与生育后期各节位叶片的叶绿素、可溶性蛋白含量、SOD、CAT活性呈极显著正相关,POD活性和MDA含量与产量呈现显著负相关。研究表明,小豆生育后期,有效控制和延迟叶片衰老,对籽粒产量形成具有重要作用。     

不同绿豆品种的叶片解剖结构

选取开花结荚期间光合性能及活性氧代谢存在明显差异的不同绿豆品种,以石蜡切片研究其主茎节位各功能叶片解剖结构特征,探讨其植株衰老过程中叶片解剖结构的动态变化。结果表明,绿豆植株开花后,随生育进程,主茎开花节位叶片自下向上逐渐衰老,叶肉细胞逐渐解体,栅栏组织排列趋向紊乱,叶片厚度、栅栏组织厚度以及栅栏组织厚度与叶片厚度的比值均趋于减小;不同绿豆品种叶片解剖结构的动态变化存在着显著差异,高产品种叶片相对较厚,栅栏组织较发达,结构较紧密,生育后期叶肉细胞解体较慢。综合分析表明,绿豆叶片解剖结构的变化与其产量水平是密切相关的,功能叶片较厚、栅栏组织较发达的绿豆品种具有相对较高的产量潜力。     

不同熟性棉花品种叶片衰老特性研究

研究了大田条件下15个不同熟性棉花品种叶片衰老生理指标的变化趋势.结果表明:扩展期叶片的SOD活性和MDA含量较高,以后又下降,而POD活性较平稳;中期叶片的SOD、POD活性和MDA含量均不断提高,叶绿素含量高,光合速率强;后期叶片的POD活性和MDA含量继续提高,SOD活性出现两种变化趋势:一种是继续升高或保持平稳,叶绿素含量和光合速率衰减慢;一种是显著下降,叶绿素含量和光合速率下降快.品种间生理指标相关分析表明,后期叶片SOD活性与叶绿素含量、光合效率呈显著或极显著正相关(r=0.5408*,0.7189**),与MDA呈极显著负相关(r=-0.8896**);而后期叶片MDA与叶绿素含量、光合效率呈显著或极显著负相关(r=-0.5533*,-0.8481**).     

HgCl2短时处理对蚕豆叶片光合作用的效应

以不同浓度HgCl₂溶液涂抹蚕豆(Vicia faba L.)叶片30 min后, 测定进入叶片组织的汞含量、叶片的气体交换和叶绿素荧光。随着外施HgCl2溶液浓度的增大, 进入叶片组织的汞含量增加。当HgCl₂溶液浓度高于10 mg L^-1时, 处理显著抑制蚕豆叶片的净光合速率(P_n)和表观光合量子效率(AQY), 且随着浓度增加, 抑制程度也加强。同时, HgCl₂溶液处理能够显著降低PSⅡ光量子产量(DF/ F_m’)和表观光合电子传递速率(ETR), 增加叶片的叶绿素荧光非光化学猝灭(NPQ)。 结果表明, 低浓度HgCl₂短时间处理导致蚕豆叶片P_n降低的主要原因是由于HgCl₂抑制了光合电子传递过程。     

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。     

不同衰老类型小麦品种在衰老过程中光合特性的变化

以衰老类型不同的两个小麦品种鲁麦L14和935031为材料,研究了不同衰老类型小麦品种在衰老的过程中光合特性的变化。结果表明:自开花至成熟期,鲁麦L14小麦叶片光合速率、叶绿素含量、可溶性蛋白含量及光能转化效率的下降速度均明显快于小麦品种935031,但是各相关参数降低的起始时间不同,自开花后30 d鲁麦L14的叶片已经开始干枯,而935031小麦品种到成熟时大部分叶片还保持绿色,说明小麦叶片早衰与光合能力的下降有密切关系。     

四甲基戊二酸对夏玉米光合生产特征的调控效应

为研究四甲基戊二酸(TGA)对夏玉米光合特征和产量的调控效应, 2018、2019年在中国农业科学院新乡试验基地开展大田试验,以中单909 (ZD909)和京农科728 (JNK728)为试验材料,设置5个TGA施用梯度(0、75、150、225和300 g hm~(–2))。结果表明,适宜剂量的TGA处理可提高玉米产量、延缓玉米生育期内功能叶的衰老速率,增强灌浆期的净光合速率,试验条件下TGA的最佳施用量为150 g hm~(–2)。在TGA最佳施用量下, ZD909和JNK728的产量相比对照2年平均分别增加8.7%和11.7%。2个品种玉米生育期内叶绿素含量、可溶性蛋白含量和光合势相比对照平均分别增加14.3%和19.7%、18.7%和22.7%、10.9%和16.9%;而叶片衰老速率相比对照平均降低了55.9%和56.5%;灌浆期的净光合速率相比对照平均分别增加44.0%和58.4%。相关性分析表明,玉米产量与生育期内叶片衰老速率呈显著负相关,而与灌浆期净光合速率呈显著正相关。综上, TGA处理能够提高叶片叶绿素和可溶性蛋白含量,延缓玉米叶片衰老速率,并提高了灌浆期净光合速率,进而实现玉米增产。     

壳寡糖对干旱胁迫下油菜光合参数的影响

采用酶解法获得壳寡糖, 利用CIRAS-2型便携式光合仪测定干旱胁迫下油菜光合参数。其叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(Gs)、胞间CO₂浓度(Ci)显著降低; 气孔限制值(L_s)显著提高。说明气孔限制是油菜在干旱胁迫下P_n降低的主要原因。用50 mg L^-1壳寡糖溶液喷施油菜的幼苗叶片后发现干旱胁迫下油菜叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)显著提高; 气孔限制值(L_s)显著降低。说明壳寡糖有助于减轻气孔限制引起的净光合速率的降低。壳寡糖还能促进幼苗根系生长。     

5-氨基乙酰丙酸对绿豆碳代谢及产量的影响

以绿豆品种绿丰2号和绿丰5号为材料,设置5-氨基乙酰丙酸（ALA）拌种处理,未用ALA拌种为对照,研究ALA对始花期绿豆碳代谢及产量的影响。结果表明,ALA提高了2个绿豆品种叶绿素a、叶绿素b以及总叶绿素含量,同时显著增强了2个绿豆品种叶片净光合速率、气孔导度以及蒸腾速率,提高了胞间CO₂浓度与外界CO₂浓度比值,降低了气孔限制值。ALA能有效提高2个品种光合系统潜在活性（F_v/F_o）,分别较对照增加11.98%和5.49%,显著提高了实际光化学量子效率,提高了功能叶片蔗糖含量,降低淀粉含量,并提高了蔗糖合成酶活性,降低了酸性转化酶活性。ALA可有效促进V1–V5期绿豆叶面积指数增加。拌种处理通过改善绿豆百粒重、单株粒数、单株粒重及单株荚数等产量构成因素来提升产量。综上,ALA能够有效改善不同绿豆品种的光合特性和碳代谢途径。     

抽穗后冬小麦旗叶光合特性的变化对产量的影响

为了探讨不同小麦品种之间的光合特性的差异及光合作用与经济产量的关系,本研究选取4个不同冬小麦品种分别在6个生育时期进行了光合特性的测定。结果表明：小麦旗叶6项光合特性指标随发育进程变化的趋势、变化程度基本相同,但不同品种在不同发育时期内光合特性指标的数值、变化程度不同;6项光合特性指标均与籽粒产量正相关;相关程度表现为绿叶面积>气孔导度>胞间CO₂浓度>净光合速率>叶绿素含量>蒸腾速率;不同时期光合特性与籽粒产量的相关性顺序为灌浆中期>灌浆前期>灌浆后期>开花期>抽穗期>灌浆末期;在开花期至灌浆后期,维持和提高旗叶的绿叶面积、叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、胞间CO₂是提高小麦产量的基础。因此,在开展小麦高光效育种时,对种质资源材料进行光合特性测定和比较对育种工作具有非常重要的参考价值和指导意义。     

S3307对始花期和始粒期淹水绿豆光合作用及产量的影响

淹水胁迫是作物生长发育过程中遭受的主要非生物胁迫之一,探究提高绿豆耐淹性的机制对绿豆抗涝栽培具有重要意义。本文在2017—2018年以耐淹性不同的绿豆品种绿丰2号和绿丰5号为试验材料,采用盆栽方式探究了烯效唑(S3307)对淹水胁迫下绿豆叶片生理、光合作用及产量的影响。结果表明,在不同生育时期淹水胁迫下,绿豆叶片的叶绿素含量(SPAD)及光合特性参数均显著下降,丙二醛(MDA)含量显著增加,始花期(R1期)淹水胁迫下绿豆的减产率为24.70%～33.63%,始粒期(R5期)减产率为18.07%～28.87%。2个绿豆品种均表现为R1期受淹水胁迫危害程度大于R5期,绿丰2号耐淹性强于绿丰5号。喷施S3307后显著提高淹水胁迫下绿豆叶片的SPAD、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs),并显著降低了MDA含量。绿豆在R1期淹水胁迫下的缓解率为28.91%～52.34%,R5期缓解率为13.77%～27.36%。表明叶面喷施S3307可有效提高淹水胁迫下绿豆叶片的生理功能及光合能力,进而降低减产幅度,但不同淹水时期和绿豆品种对S3307的调控响应存在差异。     

人参不同生育期叶片光合作用变化的研究

田间栽培和植物生长室培养试验结果表明,净光合速率（P_n）在尚未形成生殖器官的一年生人参叶片完全展开后即达最大值,此后缓慢下降;2~6年生人参叶片完全展开后达第1个高峰,开花期略有下降,绿果期出现第2高峰,此后持续下降。去掉花蕾的人参植株叶片在对照植株的绿果期没有出现第2高峰,但在红果期和黄叶期净光合速率下降缓慢。弱光（10%透光荫棚）和适宜光（30%透光荫棚）下人参叶片绿果期后P_n下降缓慢,强光（50%透光荫棚）下下降较快,过早出现变黄早衰。强光和高温可使植株生育期缩短、叶片早衰、Pn快速下降,而弱光和低温使植株生育期延长,P_n下降时间推迟。叶片表观量子效率(AQY)、气孔导度(G_s)和蒸腾作用(T_r)自展叶期至绿果期变化不大,红果期和黄叶期持续下降。胞间CO₂浓度(C_i)在展叶期至绿果期较低,红果期和黄叶期持续增加,说明生育后期P_n下降是由非气孔限制因子引起。叶片P_n与比叶重呈负相关,推测叶片光合产物的积累和消耗与P_n的生育期变化有关。绿果期C_i最低,同时水分利用效率(WUE)较高,是人参叶片光合作用对水分需求的关键时期。     

超高产水稻生育后期剑叶光合生理特性变化的研究

笔者研究了黑龙江省第一积温带5个产量不同的主栽品种生育后期剑叶叶绿素含量、净光合速率和RuBP羧化酶活性变化规律。结果表明：超高产品种生育后期的剑叶叶绿素含量、光合速率和RuBP羧化酶活性均高于常规品种,品种间差异显著。因此,将剑叶生育后期叶绿素含量、净光合速率和RuBP羧化酶活性的变化研究,作为寒地粳稻高光效育种和超高产育种中的一项措施是可行的。     

黑小麦光合特性的变化及对产量的影响

本研究旨在为选育高产黑小麦品种提供理论依据。以5个黑小麦品系和1个普通小麦(CK)为材料,在抽穗期—成熟前期7个生育期探究了旗叶光合特性指数(PCI)的变化及其与籽粒产量(GY)的关系。结果表明：与CK相比,5个黑小麦品系旗叶的叶绿素含量(CC)在抽穗期—灌浆后期均显著较低;绿叶面积(GLA)在灌浆后期较低而在成熟前期则较高,生物学产量(BY)的增长速率在灌浆前—中期均显著较高而在开花期—灌浆前期、灌浆末期—成熟前期则均显著较低;灌浆速度(GFR)在灌浆—中期、灌浆中—后期均显著较低。5项PCI与GY间显著正相关,PCI的变化速率在抽穗期—开花期、开花期—灌浆前期与GY间正相关而在灌浆中—后期、灌浆后—末期、灌浆末期—成熟前期则负相关。PCI的变化速率与GY间相关程度为GLA>Trm>Pn>Gs>CC,Pn>Gs>Trm>CC>GLA。不同时期PCI的变化速率与GY间相关性程度为灌浆中期>灌浆前期>灌浆后期>灌浆末期>抽穗期>开花期>成熟前期,开花期—灌浆前期>抽穗期—开花期>灌浆前—中期>灌浆末期—成熟前期>灌浆后—末期>灌浆中—后期。选育旗叶在抽穗期—灌浆中期具有较高CC、Pn、Gs、GLA的黑小麦品系是提高黑小麦产量的重要手段。     

施氮水平对冬小麦旗叶光合特性的调控效应

在大田试验条件下,对大穗型小麦品种兰考矮早八旗叶光合特性及氮素调控效应进行了研究。结果表明,旗叶叶绿素含量随籽粒灌浆进程呈逐渐降低的趋势。PSⅡ潜在活性、PSⅡ光化学的最大效率、荧光光化学猝灭系数等随生育进程呈先升高后降低的变化趋势,且均在开花期达到最大值,之后逐渐下降;荧光非光化学猝灭系数则在成熟期达到最大值。氮肥对旗叶光合特性有一定的调控效应,Chl,F_v/F_o,F_v/F_m及qP均随施氮水平的增加呈增加的趋势,其中Chl和F_v/F_o以N3（180 kg hm^-2）处理最大,F_v/F_m和qP（除孕穗期外）以N4（360 kg hm^-2）处理最大;qN则随施氮水平增加呈降低的趋势,以N4处理最小。适宜的施氮量（180 kg hm^-2）改善了兰考矮早八的光合色素性状,提高PSⅡ潜在活性及PSⅡ光化学的最大效率,减少荧光非光化学猝灭系数,从而有助于籽粒产量的提高。