不同磷效率小麦品种的光合特性及其生理机制

以典型的不同磷效率小麦品种为材料,对磷低效（L）、吸收高效（Ha）和利用高效（Hu）品种的光合特性及其生理机制进行了研究。随着叶片生长进程,供试品种旗叶CO₂传导参数气孔导度（G_s）、叶肉导度（G_m）和碳酸酐酶（CA）活性,春4叶和旗叶叶绿素含量（Chl）、可溶蛋白含量（SP）、叶绿体无机磷（P_i）浓度和Mg²⁺-ATPase活性以及光合速率（P_n）均不断降低。光合暗反应关键酶RuBPCase活性则以叶片全展后15 d较高,叶片全展时次之,全展后30 d最低。在缺磷条件下,春4叶和旗叶各测定时期上述参数均以L较低,Ha和Hu较高。表明磷高效小麦品种（Ha和Hu）叶片光合碳同化作用的相对提高,是其光合器官捕光能力较强、光合作用的气孔限制和非气孔限制程度较低和暗反应速率较高综合作用的结果。叶片全展后15 d的RuBPCase活性及单位RuBPCase蛋白的比活性较叶片全展时有所增加,暗示着在叶片老化过程中或在磷营养逆境胁迫条件下,植物体内部分代谢酶类,如RuBPCase,存在着一定的自我调节和保护机制以维持自身功能。     

水稻低叶绿素含量突变对光合作用及产量的影响

突变体水稻叶绿素含量仅是其野生型水稻的51%,但是其饱和光合值在低氮、中氮、高氮处理下,却比对照野生型水稻分别高3.7%、20.4%与39.1%。为了探究其生理学机制,分别在大田与盆栽试验中,不同氮肥水平研究了突变体材料与野生型材料的叶片Rubisco酶含量、气孔导度、水通道蛋白表达水平、叶绿素荧光、叶片解剖结构和叶绿体超微结构。叶绿体超微结构表明突变体材料虽然叶绿素含量降低,叶绿体的发育并未受到影响;叶绿素荧光试验结果表明,高光强下,低叶绿素含量突变体并未受到光抑制,光反应电子传递未受影响。气孔导度数据、叶片显微结构观察与水通道蛋白基因表达数据表明叶黄突变体具有较高的气孔与叶肉导度;同时低叶绿素含量突变体内较高的Rubisco酶含量也是其在高光照条件下具有较高光合速率的重要原因。产量数据表明,叶黄突变体虽然生育期短,但其产量水平与对照无显著差别,这可能与其高光强条件下有较高的光合速率有关。上述试验结果表明高叶绿素含量并不是叶片高光合速率的必需条件。在今后的高光效育种中,挑选叶绿素含量适宜的品种更有利于叶片内氮素在其他光合器官中的分配,提高光合效率,最终获得高光效品种。在本研究中使用的叶绿素含量降低突变体在高光效育种中有潜在的研究价值。     

不同温型早籼稻叶片光合及生理性状的差异

本研究旨在明确不同温型早籼稻气冠温差(CTD)与叶片光合及生理性状的关系,为快速筛选优质种质资源以及制定合理的栽培调控措施提供理论依据。选用低温型和高温型早籼稻品种各3个作为试验材料,在相同栽培管理措施下,监测孕穗期、抽穗期各品种冠层温度与大气温度,并测定叶片光合性状、叶绿素相对含量(SPAD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性、丙二醛、可溶性糖及可溶性蛋白含量,以明确气冠温差与叶片光合及生理性状的关系。结果表明：与高温型品种相比,低温型品种有较高的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,可溶性糖和叶绿素含量也较高,且SOD、CAT、POD活性较强,丙二醛含量较低,但可溶性蛋白含量总体相差不大。相关性分析表明,早籼稻CTD与剑叶净光合速率、气孔导度、蒸腾速率呈显著正相关,与胞间CO₂浓度呈负相关,但未达到显著水平。CTD与叶片可溶性糖含量,SPAD值和SOD酶活性显著正相关,与丙二醛含量呈显著负相关。     

不同缺素处理对贵州地方水稻品种光合生理特征影响的研究

以从江红皮糯、榕江矮糯、惠水黑糯、从江黑糯、苟央当和黎平无名禾6份贵州地方水稻以及常规品种EY 105为材料,采用营养液培养法,3叶1心期分别进行氮、磷、钾、钙、镁、铁、硫、锌、铜等元素缺乏处理,研究不同营养元素缺乏对供试水稻品种的叶绿素含量(Chl)气孔导度(Gs)和净光合速率(Pn)的影响.结果表明,除惠水黑糯叶片叶绿素含量在缺磷处理升高外,其他缺素处理时水稻叶片叶绿素含量均下降.不同缺素处理对不同水稻品种气孔导度的影响存在差异.除缺钾、磷外其他各种缺素处理下,水稻叶片净光合速率较完全营养液处理降幅差异显著.叶片气孔导度变化与净光合速率变化表明,净光合速率降低不仅与气孔导度下降有关,还与其他非气孔因素有关.综合各指标分析,惠水黑糯、从江红皮糯、从江黑糯和榕江矮糯相对其他品种对不同缺素胁迫具有较强抵抗能力.     

芝麻开花期光合特性及叶绿素含量的研究

以4个芝麻品种为试验材料,用便携式光合作用测量仪测定田间主要光合特性参数,同时期取样测定叶绿素含量,研究优良芝麻品种从初花期到终花期的主要光合生理指标及叶绿素含量的变化规律。结果表明:4个芝麻品种光合生理特性表现基本一致,但是不同品种在不同阶段表现的高低不同。各品种净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、水分利用率(WUE)变化曲线一致,呈倒双峰曲线,蒸腾速率(Tr)呈单峰曲线;净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)整个花期呈下降趋势。叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b含量变化均呈先升后降趋势,不同品种高含量值出现的早晚有差异,但都出现在盛花期。芝麻单株重与净光合速率、叶绿素a、叶绿素b呈正相关,光合速率与叶绿素a、叶绿素b呈正相关。     

不同类型玉米生理特征与产量的关系

通过对不同类型玉米的产量及光合生理指标的测定表明，在合理密度下，玉米的产量主要由叶片光合能力所决定，特别是生殖生长期中上部叶片的净光合速率。同时表明登海6号在吐丝期下部叶片的净光合速率、叶绿素含量、光合有效辐射、气孔导度均高于其他品种（组合）且差异显著，在乳熟期登海6号中上部叶片净光合速率、叶绿素含量、气孔导度均高于其他品种（组合）且差异显著，并总结了高山生态条件下，玉米高产的生理特征：吐丝期前下部叶片净光合速率高，于粒灌浆期中上部叶片净光合速率高且持续时间长，茎叶物质输出率高。     

4个水稻品种（组合）光合特性的比较研究

研究不同水稻品种在不同生育期主要光合生理指标的变化规律,旨在为水稻品种的选育和栽培提供参考。以绵阳地区4个水稻品种（组合）为试材,用便携式光合作用测量系统测定田间主要光合特性参数。结果表明：不同品种在叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度存在明显差异,各品种不同生育期叶绿素a/b值、净光合速率变化呈单峰曲线。抽穗期,‘成糯88’、‘B6优4761’和‘233A/绵恢768’具有较高的蒸腾速率,而‘冈优725’表现出较低的蒸腾速率;‘冈优725’在灌浆期具有较高的净光合速率。说明‘冈优725’相比于其他3个品种在抽穗期具有更低的需水量,在灌浆期具有更高的生产潜力。     

不同氮磷肥处理组合对冬小麦光合特性的影响

采用二因子随机区组试验,研究了不同氮磷处理组合下冬小麦陇鉴301光合特性的日变化规律.试验结果表明：不同氮磷处理组合在不同生育时期旗叶净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和旗叶水分利用效率变化规律相似,即低氮高磷（N1P2）处理植株具有高的光合速率、气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率,高氮高磷（N2P2）处理植株具有低的光合速率、气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率;胞间CO2浓度以高氮高磷（N2P2）处理高,低氮高磷（N1P2）处理低.     

大豆豆荚与叶片的光合特性比较

以东农42、东农163二个大豆品种为试材,对鼓粒期大豆叶片和豆荚的叶绿素含量、氨基酸含量、碳水化合物含量、光合速率和蒸腾速率等生理指标进行了比较。结果表明：豆荚叶绿素总含量平均占叶片叶绿素总含量的1%~2%, 豆荚的光合速率与其叶绿素含量呈正相关;豆荚的还原糖含量和淀粉含量都较叶片含量高,蛋白质和氨基酸含量都比叶片低。豆荚的蛋白质、还原糖、气孔导度、光合速率、蒸腾速率等指标存在品种间差异。     

百里香与小花溲疏叶片气孔特征、叶绿素含量及气体交换日变化研究

在盆栽条件下对百里香和小花溲疏叶片的气孔特征、叶绿素含量及气体交换日变化进行了比较研究,结果表明:百里香的气孔密度明显高于小花溲疏,且气孔的长与宽比小花溲疏要小;百里香的叶绿素含量比小花溲疏高;百里香和小花溲疏都具有比较典型的双峰型光合速率日进程曲线,它们的气孔导度、蒸腾速率的日变化曲线与净光合速率的日变化基本一致;在一日内百里香净光合速率、气孔导度和蒸腾速率始终大于小花溲疏;百里香叶片气孔的结构特点、叶绿素含量的生理基础以及百里香植株的生物学特点是其净光合速率始终高于小花溲疏的主要原因,也使得百里香较小花溲疏更适应旱生环境.     

邓恩桉嫁接种子园开花生理生化特性比较

以邓恩桉嫁接种子园为研究材料,比较邓恩桉开花植株与未开花植株的叶绿体色素、光合生理特性、可溶性蛋白质、可溶性糖以及游离氨基酸。结果表明：邓恩桉未开花植株叶绿体色素含量、气孔导度、蒸腾速率、表观量子效率明显比开花植株高,而开花植株净光合速率、水分利用效率、胞间CO2浓度比未开花植株低,说明开花植株比未开花植株同化能力降低,异化能力增强,光合系数小;开花植株的可溶性蛋白质、可溶性糖以及游离氨基酸含量均高于未开花植株。通过比较开花和未开花邓恩桉嫁接植株光合生理和生理生化特性,为邓恩桉嫁接种子园开花结实研究提供理论基础。     

不同世代湿地松净光合速率及日进程对氮磷营养的响应

使用LI-6400便携式光合测定系统,对不同世代湿地松净光合速率值及其日进程对氮磷营养的响应规律进行了研究,结果表明二代种子园苗木的净光合速率与一代种子园、母树林苗木的净光合速率值有极显著差异,通过遗传改良,二代种子园、一代种子园所培育苗木苗期的净光合速率值分别比其低一世代提高了51.29%和9.82%;氮、磷营养施用量过高反而降低了叶片中核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶的活性,因而降低了湿地松的净光合速率值,适量氮、磷营养能明显提高湿地松的净光合速率值,其净光合速率值分别比对照提高70.31%和68.89%;二代种子园、一代种子园、母树林湿地松盆栽苗苗期净光合速率对不同水平N素营养的日响应进程为‘双峰’型,二代种子园湿地松盆栽苗苗期净光合速率对不同水平P素营养的日响应进程有二种模式,一代种子园、母树林湿地松盆栽苗苗期净光合速率对不同水平P素营养的日响应进程为‘双峰’型。     

磷营养对水稻不同耐冷品种光合特性的影响

以不同磷水平的营养液培养水稻幼苗，比较研究了低温处理后耐冷性不同品种光合特性的变化。低温下2个品种的水稻叶片的叶绿素含量、光合速率、F_v/F_m和qp均降低，冷敏感品种比耐冷品种的降低幅度更大。与缺磷和正常磷水平培养的材料相比，高磷培养的材料在低温下具有较高的叶绿素含量、光合速率、F_v/F_m和qp；缺磷培养的材料在低温下叶绿素含量、光合速率、F_v/F_m和qp下降加剧，耐冷品种的NPQ升高，但冷敏感品种的NPQ变化不大。磷营养水平对冷敏感品种光合作用的影响比对耐冷品种更明显，通过体外施磷，可以提高水稻的耐冷性。     

不同氮效率水稻品种叶片光合作用及氮利用特征的差异分析

以扬稻6（氮高效品种）、武玉粳3（氮低效品种）为材料,在含有2.86mmol/L NH₄ ⁺溶液培养条件下,分别在开花期和灌浆期分析了中位叶、旗叶的净光合速率、氮同化酶的活性、叶片氮含量与转移率以及对子粒的贡献。结果表明：（1）旗叶的净光合速率显著高于中位叶;扬稻6旗叶的净光合速率显著高于武玉粳3,而中位叶净光合速率在品种间差异不显著。（2）硝酸还原酶活性（NRA）、谷氨酰胺合成酶活性（GSA）是中位叶高于旗叶、灌浆期高于开花期、扬稻6高于武玉粳3。从开花到灌浆期,旗叶可溶性糖含量呈增加的趋势,而中位叶可溶性糖含量呈减少的趋势。旗叶可溶性糖含量高于中位叶、扬稻6高于武玉粳3。可溶性蛋白含量呈下降的趋势,扬稻6可溶性蛋白含量高于武玉粳3。扬稻6、武玉粳3中位叶可溶性蛋白的转出率分别是50.3%、37.6%;旗叶可溶性蛋白的转出率分别是69.5%、44.4%。（3）中位叶总氮积累量显著高于旗叶、开花期显著高于灌浆期。扬稻6中位叶、旗叶氮转移量分别为35.6%、34.7%;武玉粳3中位叶、旗叶氮转移量分别为26.9%、35.3%。（4）去除中位叶,子粒氮分别比对照减少了6.9%（扬稻6）、4.6%（武玉粳3）;子粒产量分别比对照减少了7.3%（扬稻6）、4.9%（武玉粳3）。去除旗叶,子粒氮分别比对照减少了10.5%（扬稻6）和9.2%（武玉粳3）;子粒产量分别比对照减少了13.8%（扬稻6）、11.1%（武玉粳3）,表明旗叶对子粒氮和产量的贡献更大。总之,氮高效品种旗叶光合作用和氮同化能力显著高于氮低效品种,另一方面,其中位叶储存的氮也能及时转移到子粒中,提高了氮效率,这反映了不同氮效率品种氮素利用差异的机制。     

节水灌溉条件下氮密互作对双季晚稻光合特性的影响

为构建水稻高产高效节水栽培技术模式,采用裂区试验设计方法研究了氮密互作对双季晚稻丰源优299光合特性及产量的影响。结果表明:不同氮密处理水稻叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO_2浓度和蒸腾速率差异性显著;分蘖盛期光合速率最高;施氮量180 kg/hm~2时分蘖盛期和乳熟期净光合速率最高,分别比其他施氮处理高6.43%~10.01%和3.92%~70.51%;分蘖盛期净光合速率随密度的增加呈现线性降低的趋势,栽植密度30万穴/hm~2较其他处理低5.04%~6.73%,孕穗期和乳熟期净光合速率规律性不明显,抽穗期表现为密度越高净光合速率越强的趋势,低密处理显著低于高密处理,低4.45%~7.97%;动态变化趋势表现为:净光合速率先降低后升高再降低、气孔导度先升高后降低、胞间CO_2浓度先升高后降低再升高、蒸腾速率则呈线性下降;水稻经济产量与水稻生育前期和后期光合作用呈正相关,生育后期表现为极显著相关,与水稻生育中期光合作用呈负相关。因此,通过合理氮密调控,提高水稻生育前期与后期的光合作用,维持生育中期光合作用大小,是提高水稻经济产量的重要途径。     

大豆生育性状与产量因子对不同土壤干旱等级的响应

干旱是黑龙江省最主要的农业气象灾害之一。为明确大豆对干旱的响应机制,利用田间控水试验,研究播种出苗期和开花结荚期大豆在各干旱胁迫等级下各性状的生育特点。结果表明,播种出苗期大豆在干旱胁迫下,出苗缓慢;株高和地上、地下干物质、株荚数、株籽粒重明显偏低,空荚率偏高,其中重度胁迫空荚率比无胁迫大豆高99%;开花结荚阶段大豆遭遇中度以上干旱,光合量减少,植株相对矮小,而空荚率高,其中重度胁迫比无胁迫高81%以上;大豆花荚期是水分的敏感期,即轻度干旱也会造成较差的产量表现。大豆播种出苗期遭遇干旱胁迫后产量偏低,主因是出苗率低、生育期短,株籽粒重低和空荚率高是次要原因;光合量少、株荚数与株籽粒重下降,且空荚率高是开花结荚期产量低的综合结果。     

自由大气CO2浓度升高对夏大豆光合色素含量和光合作用的影响

研究大气CO2浓度升高对大豆光合指标的影响,有助于了解未来气候变化后大豆光合生理的变化。利用开放式自由大气CO2浓度富集系统(Free Air CO2 Enrichment)在高CO2浓度（550±60 μmol/mol左右）和对照大气CO2浓度（平均389±40 μmol/mol左右）及2种施氮水平下种植‘中黄35’和‘中黄13’大豆品种,测定了2个大豆品种的叶绿素、类胡萝卜素含量及光合作用的变化。结果表明：CO2浓度升高对大豆功能叶光合色素含量的影响存在品种差异,初花期‘中黄13’光合色素含量变化不显著,但在盛荚期光合色素显著下降,且在低肥处理下更明显,对‘中黄35’没有影响。大气CO2浓度升高后,2个品种大豆净光合速率均明显升高,气孔导度下降。大豆净光合速率提高将促使作物积累更多的有机物,有利于作物生物量和产量的提高。气孔导度下降可能会使作物蒸腾作用减弱,有利于作物水分利用率的提高。     

转Bt基因抗虫棉叶片光合生产特征的探讨

 2003—2004年在江苏高肥力棉田,对9个转Bt基因棉花品种(系)的生长发育特点及其光合生产特征进行了研究。结果表明,中棉所29等3个转Bt基因杂交种在盛蕾期至盛铃期表现为叶绿素和可溶性糖含量高,净光合速率强,生殖器官干物质高,成铃强度大,蔗糖转化酶活性较高,光合生产表现为全生育期旺盛型;常规转Bt基因抗虫棉GK19和GK99088盛花前叶绿素含量、净光合速率和可溶性糖含量等光合生产特征旺盛;科棉4号和鲁棉研22表现为盛花后叶绿素含量,净光合速率,可溶性糖等光合生产特征旺盛;sGK321和鲁棉研16整个生育期叶绿素含量、叶片光合速率等光合生产特征较弱。相关分析表明,叶片蔗糖转化酶活性和生殖器官干重、成铃强度呈显著正相关,相关系数分别为0.9842^**和0.8699。生产上应根据不同类型Bt棉的光合生产特征,采取不同的促控措施,以发挥光合生产潜力,提高产量。     

不同季节加拿大糖槭光合特性研究

为了研究糖槭的光合特性,为糖槭的引种栽培提供理论参考,采用Li-COR 6400便携式光合分析仪对加拿大糖槭进行光合生理指标测定,选择不同的季节对加拿大糖槭的净光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)等进行对比分析。结果表明：在春夏秋3个季节,加拿大糖槭的净光合速率日变化均呈双峰曲线型,并且均存在光合“午休”现象。通过3个季节加拿大糖槭的净光合速率和蒸腾速率日变化的比较,得出春夏秋3个季节的水分利用率的日变化为双峰曲线型,且秋季的水分利用率日平均值要高于春夏2季;不同季节影响净光合速率的生理生态因子有差异,但从总体表现来看,影响加拿大糖槭净光合速率的主要因子是光合有效辐射和气孔导度。