棉花早熟芽黄突变体叶绿素荧光动力学特性研究

以中棉所58及其航天诱变芽黄突变体为研究对象,利用快速叶绿素荧光诱导动力学测定和JIP-test数据分析方法,研究了晴天条件下野生型(Wild type,WT)和突变体5个叶位叶片(倒1叶至倒5叶)的原初光化学反应的变化.结果表明,突变体倒2叶最大光化学效率(Fv/Fm)最低,至倒5叶时恢复正常.突变体叶片较高的K点的...     

不同氮素籽粒生产效率油菜品种苗期叶片光合特性差异

2007-2008年度通过对不同氮肥水平下28个品种苗期叶片叶绿素含量和光合参数以及氮素籽粒生产效率的测定,结果表明：（1）不同品种氮素籽粒生产效率差异较大,施用氮肥氮素籽粒生产效率显著降低。（2）多数品种施用氮肥叶片叶绿素含量(SPAD值),净光合速率(Pn)增加;PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm),光化学淬灭系数(qP)增加,非光化学淬灭系数(qN)减小。（3）叶片叶绿素含量(SPAD值)与净光合速率(Pn)之间,净光合速率(Pn)与PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)之间都表现显著正相关关系。（4）氮素籽粒生产效率与苗期叶片PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)呈显著正相关,不施氮肥条件下氮素籽粒生产效率与SPAD值呈显著正相关。     

干旱胁迫下陆地棉光合叶绿素荧光参数与产量品质间的关联性分析

本研究在控制水肥条件下,以不同抗旱性的14份陆地棉为材料,通过测定现蕾期叶片的SPAD值、光合叶绿素荧光参数、吐絮期产量、分析光合叶绿素荧光参数与产量品质间的相关性,筛选出与抗旱性密切相关的指标.结果 表明,陆地棉18k0205的蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、光合速率(Pn)、光系统Ⅱ有效量子产量ΦPSⅡ和田间产量均高于其他陆地棉材料,而18K0319的纤维长度和断裂比强度均高于其他材料,这两个材料可作为优异抗旱种质资源进行育种实践.14份材料的光合叶绿素荧光参数与产量品质间的相关性分析表明,净光合速率(Pn)与衣分呈显著负相关,水分利用效率(WUE)与纤维长度呈显著正相关,与马克隆值呈显著负相关.光系统Ⅱ的有效量子产量ΦPSⅡ与衣分呈显著负相关.灰色关联度分析表明,产量与Fv/Fm、SPAD、单铃重紧密关联,关联系数0.85以上;纤维长度与WUE、Fv/Fm、Fm、SPAD紧密关联,关联系数0.90以上;衣分与SPAD、单铃重、Fv/Fm紧密关联,关联系数0.88以上;纤维断裂比强度与SPAD、qP、ΦPSⅡ紧密关联,关联系数0.89以上;马克隆值与FV/Fm、ΦPSⅡ、Gi紧密关联,关联系数0.87以上.研究结果表明陆地棉产量及纤维品质性状与Fv/Fm、SPAD、单铃重、ΦPSⅡ等重要性状紧密关联,上述研究结果为棉花抗旱种质资源筛选和鉴定提供一定的参考依据.     

水分胁迫对4份含大茎野生种57NG208血缘F2代甘蔗材料叶绿素荧光动力参数的影响

为研究不同水分胁迫对大茎野生种57NG208血缘F2代材料叶绿素荧光动力参数的影响，以4份大茎野生种57NG208与南涧果蔗正反交后代为材料，在抗旱温室设计桶栽抗旱试验，测定其叶绿素含量及叶绿素荧光动力参数，运用隶属函数法对其抗旱性进行综合分析。结果表明：水分胁迫下，甘蔗叶片SPAD值、最大荧光（Fm）、潜在光化学效率（Fv/F0）和最大光化学效率（Fv/Fm）均降低，初始荧光（F0）除云瑞15-58外则升高，说明水分胁迫伤害了光系统Ⅱ(PSⅡ)，使得潜在光化学效率（Fv/F0）和最大光化学效率（Fv/Fm）降低 ，光合电子传递受阻；灰色关联度分析表明，中度、重度水分胁迫下，5个光合生理指标与甘蔗抗旱性的关联度大小不一致。中度水分胁迫下，各指标与甘蔗耐旱性间的关联密切程度依次为：F0＞Fv/Fm＞SPAD值＞Fv/F0＞Fm，关联系数分别为0.8649、0.6664、0.6582、0.6006、0.5952；重度水分胁迫下，其关联度依次为 SPAD值＞Fv/F0＞Fm＞Fv/Fm＞F0，关联系数分别为 0.9290、0.8829、0.8473、0.7636、0.6326；相关分析表明，SPAD值与潜在光化学效率（Fv/F0）呈正相关，与其余3指标呈负相关，初始荧光（F0）与最大荧光（Fm）和最大光化学效率（Fv/Fm）呈正相关，潜在光化学效率（Fv/F0）与最大光化学效率（Fv/Fm）呈负相关；4份参试材料的叶绿素荧光参数和叶绿素含量的变化存在材料间差异，整个处理过中对水分胁迫的适应性依次是云瑞15-80>云瑞15-84>云瑞15-85>云瑞15-79。     

基于叶绿素荧光参数的滴灌棉花氮素营养估测模型

【目的】建立基于叶绿素荧光参数的棉花叶片氮素营养监测模型,为棉花高效施氮及植株生长状况的无损监测提供方法。【方法】在水肥一体化滴灌条件下,以新陆早58号为试验材料,设置4个施氮水平,测定了棉花生长关键时期顶2(从顶部数起)至顶5叶的叶绿素荧光参数和氮素含量,分析了棉花叶片氮素含量与荧光参数的关系。【结果】(1)棉花出苗70 d后,叶片氮素含量以及光系统Ⅱ(PSⅡ)潜在光化学活性(Fv/F0)、PSⅡ潜在最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)、PSⅡ最大光化学效率(Fv’/Fm’)均随着棉花生长呈逐渐下降趋势。(2)不同氮素处理下,各叶片氮素含量以及叶绿素荧光参数Fv/F0、Fv/Fm、ΦPSⅡ和Fv’/Fm’均随施氮量的增加而上升,其中N2(240 kg·hm-2)处理下各荧光参数值最大。(3)叶片氮含量与Fv、Fv/F0、Fv/Fm、ΦPSⅡ都呈现极显著正相关关系,与荧光参数ΦPSⅡ、Fv’/Fm’间呈现较好的指数函数关系,与荧光参数Fv、Fv/Fm、Fv/F0呈现良好的线性函数关系。顶5叶可变荧光(Fv)与叶片氮素含量建立的关系模型(y=0.0022x+1.6243)的模拟效果最好,决定系数达到0.928,相关系数达到0.963,呈极显著正相关。【结论】适量施氮(240 kg·hm-2)能够提高PSⅡ的活性及PSⅡ反应中心开放部分的比例,进而改善棉花叶片光合能力。顶5叶氮素含量与叶绿素荧光参数Fv构建的模型精确度和拟合效果较其他荧光参数好,因此可以选用荧光参数Fv来监测棉花叶片氮素含量,进而监测植株的氮素营养状况。     

基于光合和荧光参数探讨不同水稻品种苗期耐寒性差异

发掘苗期耐寒种质资源,培育耐寒品种是减少冷害影响的有效手段.以30份水稻品种为研究对象,测定水稻幼苗在人工低温胁迫条件下叶绿素含量(SPAD值)、光能转化效率(Fv/Fm)值及PSⅡ潜在活性(Fv/F0)值的变化.结果表明,低温胁迫后,各供试材料幼苗叶片中SPAD值、Fv/Fm值以及Fv/F0值均出现不同程度的下降.粳...     

苜蓿叶片PSⅡ和光能分配的日变化特性

以自育苜蓿品种越冬之星为试验材料,利用叶绿素荧光技术,研究了苜蓿叶片PSⅡ和PSⅡ最大光能转化效率(Fv/Fm)的日变化及其光能分配特性.结果表明,苜蓿叶片Fv/Fm和实际光化学效率(φPSⅡ)的日变化均呈现"双峰"曲线,中午期间的PSⅡ功能下调,有明显的光抑制.在光合有效辐射(PAR)逐渐增强过程中,Fv/Fm和φPSⅡ降低,非光化学猝灭(NPQ)增加,激发能由PS Ⅰ向PSⅡ分配比例增加,说明引起苜蓿光抑制的原因除了NPQ之外,分配给PSⅡ能量增加后进一步促进PSⅡ可逆失活是非常重要的因素.PAR逐渐减小时,光抑制逐渐减缓,光化学效率恢复,这主要是由于NPQ减小,激发能分配不平衡性系数(β/α-1)下降,PSⅡ能量负荷减轻,失活的PSⅡ恢复活性的结果.     

外源硒对谷子叶绿素荧光特性的影响

为了探讨外源硒对谷子叶绿素荧光特性的影响,在大田条件下以‘长农35’为试验材料采用随机区组设计,在谷子抽穗期叶面喷施不同浓度亚硒酸钠,分析谷子叶绿素含量、叶片SPAD值以及叶绿素荧光参数的变化趋势。结果表明:叶面喷施亚硒酸钠提高了谷子功能叶的叶绿素含量并且显著影响谷子叶绿素的荧光特性,叶面喷施合理浓度的硒可以提高谷子叶片的最大光化学效率(Fv/Fm),对电子传递(ETR、ФPSⅡ)和光化学猝灭系数(q P)有增强作用,一定程度上降低了非光化学猝灭系数(q N),从而削弱PSⅡ光能的热耗散,增大PSⅡ的光化学效率。由此可见,叶面喷施硒对谷子叶绿素光和色素、叶片SPAD值以及叶绿素荧光参数相关指标有明显正效应,在谷子抽穗期叶面喷施硒浓度67.84 g/hm2对其叶绿素荧光特性增益效果最佳。     

不同产量水平玉米杂交种生育后期光合效率比较分析

大田条件下,玉米的光合速率(Pn)受光子流密度(PFD)的影响要大于受二氧化碳浓度(Ca)的影响,并且对PFD和Ca的响应也存在着差异.最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光合速率(Pn)、非光化学猝灭(NPQ)和光化学猝灭系数(qP)存在着明显的日变化.其中Fv/Fm、ΦPSⅡ、 qP呈倒抛物线型日变化,在中午强光下降低到一天中的     

播种方式及追肥时期对寒地冬麦旗叶叶绿素荧光参数及产量的影响

在大田条件下,进行了播种方式和追肥时期的运筹对黑龙江冬小麦旗叶叶绿体荧光参数及产量影响的研究。结果表明,适量追肥有利于提高旗叶PSⅡ的潜在活性(Fv/Fo)、光化学的最大效率(Fv/Fm)、实际量子产量和光化学猝灭系数(qP),减小非光化学猝灭系数(qN),从而提高产量。其中,以在垄播条件下返青期追施75kg/hm2尿素+拔节期追施75kg/hm2尿素效果最好。     

Proteomic Analysis of a Cotton Virescent Mutant Obtained by Space Mutation

We extracted total protein from the second-to-top leaves from the cotton line CCRI 58 and its virescent mutant CCRI 58vsp, which was obtained by space mutation. The protein profiles of the two lines were obtained by isoelectric focusing followed by SDS-PAGE. We analyzed the relative abundance of differentially expressed proteins in leaves between CCRI 58 and CCRI 58vsp using ImageMaster-2D Elite 7.0 software, and further identified the differentially expressed protein spots by matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry(MALDI-TOF/TOF) analysis. The results showed that 41 proteins showed differential expressions between CCRI 58 and CCRI 58vsp. The PI values of these proteins were mainly concentrated in the range of 4.0 to 7.0 and their molecular weights ranged from 15.0 to 95.0 kDa. After further MALDI-TOF/TOF analysis, we identified 14 of the differentially expression proteins. Among these were ribulose-1,5 bisphosphate carboxylase/oxygenase, S-adenosylmethionine synthase, and flavanone3-hydroxylase. The positively identified proteins were associated with photosynthesis and light respiration, ethylene and polyamine synthesis, and flavonoid synthesis. Based on these differentially expressed proteins, we can explain some of the mechanisms of the cotton virescent mutant at the protein level.     

棉花上部叶片叶绿素SPAD值动态变化研究

为了探索利用叶绿素SPAD值在不同生育阶段进行棉花营养诊断的方法,以2个早熟品种（‘中棉所36’、‘中棉所50’）和2个中熟品种（‘中棉所41’、‘鲁棉28’）为对象,研究了棉花主茎倒1至倒4叶在全生育期的叶绿素SPAD值动态变化,并研究了氮、磷施用量对鲁棉28蕾期、花期和吐絮期主茎功能叶的SPAD值影响。结果表明：2个早熟品种的棉花主茎叶全生育期SPAD值呈现倒一叶<倒二叶<倒三叶<倒四叶的规律,2个中熟品种在盛铃期以前主茎4片叶SPAD值也呈现和早熟品种一样的规律,但盛铃期以后SPAD值叶序变化不规则。在吐絮前,棉花主茎倒四叶SPAD值可以作为棉株营养诊断的参考,早熟品种棉花主茎倒一叶或倒二叶吐絮前10天和吐絮后10天左右的SPAD差值大小可以作为棉株衰老程度的参考值,中熟品种棉花主茎倒三叶吐絮前15天和吐絮后15天左右的SPAD差值大小可以作为棉株衰老程度的参考值。本试验条件下,纯氮用量高于270 kg/hm2,吐絮期主茎功能叶SPAD值与不施氮处理差异极显著,高氮处理利于主茎功能叶在吐絮期维持较高的SPAD值;纯P2O5用量在120 kg/hm2即能使吐絮期主茎功能叶维持较高的SPAD值,增加磷肥用量SPAD值反而下降。     

局部根区灌溉对裸燕麦光合特征曲线及叶绿素荧光特性的影响

为探讨局部根区不同灌溉方式下裸燕麦(Avena nuda L.)光合能力下降的生理机制,采用盆栽及渗水盘供水方法,比较了交替根区灌溉(APRI)、固定根区灌溉(FPRI)和常规灌溉(CTRI)下,裸燕麦旗叶相对叶绿素含量(SPAD值)、光合特征曲线及叶绿素荧光动力学特性的差异。与CTRI处理相比,局部根区灌溉(包括APRI和FPRI处理)降低了叶片SPAD值、净光合速率(P_n)和初始羧化速率(CE),但APRI处理未明显降低初始量子效率(α)、PSII最大量子效率(F_v/F_m)、PSII实际光化学效率(Ф_PSII)、电子传递效率(ETR)和光化学效率 (q_P)。在2种局部根区灌溉模式中,APRI较FPRI显著提高了叶片SPAD值(P<0.05),而且APRI的叶片最大净光合速率(P_max)、α、光饱和点(LSP)、光能利用率(LUE)、C_i/C_a、CE、CO₂饱和点(C_i,sat)、初始荧光(F_o)、最大荧光(F_m)、Ф_PSII、ETR、q_P和非光化学效率(NPQ)均高于FPRI。APRI和FPRI的光合速率降低与气孔因素有关,FPRI光合速率降低还与PSII结构损伤有关;局部根区灌溉提高了裸燕麦干旱胁迫逆境下的耐受能力,APRI有利于保持更高的光合速率。     

Preliminary Screening of Low Nitrogen-Tolerant Cotton Genotypes at Seedling Stage

[Objective] The aim of this study was to screen cotton varieties (lines) able to tolerate low nitrogen conditions, thereby tapping the potential of cotton to absorb and utilize nitrogen. [Method] This study analyzed the differences and correlations between the main cotton agronomic traits under two nitrogen levels using the sand culture method and 270 cotton varieties from different generations in three major cotton regions as materials. Principal component analysis and the membership function method were used to screen for low nitrogen-tolerant cotton varieties. [Result] The seven agronomic traits of 270 varieties varied greatly with different nitrogen levels. The coefficients of variation were all above 10 except for the SPAD value in four batches, and root biomass and cotton plant biomass in the first batch under low nitrogen level. The variation coefficient of nitrogen accumulation reached 60.02. The maximum relative value of SPAD, leaf area, and root biomass was greater than 80% in the first batch. The maximum relative values of SPAD, plant height, root biomass, shoot biomass, and cotton plant biomass were greater than 80% in the third and fourth batches, indicating that there are low nitrogen-tolerant genotypes in the selected materials. [Conclusion] Preliminary screening identified 32 low nitrogen-tolerant cultivars, including CCRI 35, CCRI 69, Yumian 12, Xinluzao 12, and Xinluzao 23. Furthermore, 32 varieties sensitive to nitrogen stress, including CCRI 64, CCRI 662, Xinluzhong 15, and Xinluzao 53, were identified.     

小麦叶片叶绿素荧光参数与反射光谱特征的关系

以宁麦9号(低蛋白质含量)、淮麦20(中蛋白质含量)和豫麦34(高蛋白质含量)为试材,设0~300 kg hm^-2不同施氮水平,经2003—2004年和2004—2005年田间试验,对小麦顶部4张叶片叶绿素荧光参数和反射光谱特征的变化规律及其相互关系进行了分析。结果表明,小麦叶片叶绿素荧光参数F_v/F_m和F_v/F_o随施氮水平提高呈上升趋势,同时叶片光谱反射率在不同施氮水平、叶位和生育期均有明显差异。小麦植株顶1叶和顶2叶反射光谱在可见光区（520~680 nm）和近红外区（750~850 nm）与叶绿素荧光参数稳定相关。顶端2张叶片的植被指数DVI(750, 550)、DVI(735, 690)和TVI(750, 670, 550)与荧光参数F_o、F_m、F_v、F_v/F_m、F_v/F_o、F_s、F_m’、F_o’、F_v’、F_v’/F_m’的相关性均较好,其中DVI(750, 550)的相关性最好,且回归系数在不同品种和不同生育期之间没有显著差异。表明利用小麦叶片反射光谱监测其叶绿素荧光参数是可行的。     

氮肥运筹对孕穗期受渍冬小麦旗叶叶绿素荧光与籽粒灌浆特性的影响

以小麦品种皖麦54为试验材料,研究不同氮肥运筹对孕穗期受渍冬小麦旗叶叶绿素荧光特性的影响。结果表明,孕穗期小麦旗叶叶绿素含量最高,随后下降,至成熟期降到最低;渍水处理叶绿素含量下降幅度高于对照处理。对照处理孕穗期后叶绿素荧光参数F_v/F_m、F_v/F_o和q_p随小麦生育期的推进呈先增加后降低的变化趋势,于渍水处理孕穗期后第11~20天达到最高峰,NPQ呈先降低再升高的趋势。孕穗期渍水7 d后F_v/F_m、F_v/F_o和q_p均呈“低–高–低”的变化趋势,与对照相比,F_v/F_m低1.8%~2.3%,F_v/F_o低8.0%~10.9%,Φ_PSII则显著低于对照。基肥30%+拔节肥50%+孕穗肥20%(N4)处理生育后期旗叶叶绿素含量显著高于全部氮肥基施(N1)处理,而F_v/F_o、F_v/F_m和q_p显著高于N1和基肥70%+拔节肥30%(N2)处理。叶绿素含量与F_v/F_m、q_p和Φ_PSII呈显著正相关,与NPQ呈显著负相关。ETR-PAR响应曲线的拟合结果表明,孕穗期渍水7 d小麦生育后期旗叶ETR_max、α和E_k值较对照降低。N4的旗叶ETR_max、α和E_k均高于N1和N2。孕穗期渍水7 d条件下不同氮肥运筹方式间各叶绿素荧光参数变异系数高于对照,氮肥的补偿效应较对照明显。氮肥后移运筹方式显著减轻渍水逆境对光合器官的破坏,使小麦生育后期功能叶具有较强的光捕获能力和光化学效率,改善了旗叶光合性能,使灌浆期延长,平均灌浆速率提高,从而较氮肥前移处理显著提高小麦千粒重。     

Cytological and genetic analysis of a virescent mutant in upland cotton (<Emphasis Type="Italic">Gossypium hirsutum</Emphasis> L.)

It is well known that genetic mutation could be generated by physical treatment (for example, γ-irradiation) and chemical treatment (for example methylnitrosourea and ethyl methanesulfonate). Here we reported identification of a virescent mutation (vsp) after exposing the upland cotton (Gossypium hirsutum L.) CCRI58 seeds in space environments. vsp mutant was characterized at the morphological, agronomic, cellular and genetic levels. vsp mutant showed an earlier virescence and specific only to true leaves. Agronomic traits of vsp mutant, such as plant height, number of bolls, boll weight, yield and fiber quality were significantly lower than those of CCRI 58. Chlorophyll level, carotenoid level and photochemical efficiency of vsp mutant true leaves were significantly lower compared to CCRI 58 at young leave stage. Anatomical studies of chloroplasts showed that vsp mutant lacked grana in the thylakoids of the mesophyll cells at young leave stage, while CCRI 58 showed normal grana in the thylakoids of the mesophyll cells at young leave stage. This indicated that chlorophyll and carotenoid levels were related with chloroplast structure. Genetic analysis indicated that vsp was controlled by one recessive gene in nucleus. Allelic tests showed that vsp was nonallelic to 12 virescent genes currently available at Anyang, China. In summary, we identified a vsp mutant after exposing the upland cotton (Gossypium hirsutum L.) seeds in space environments. vsp could be a newly identified virescent gene. vsp may also be used as a marker in cotton breeding programs. Exposing seeds in space environments could cause new spectrum of genetic mutations and could be used for breeding programs.