小偃54和8602及其杂交后代小偃41和小偃81花后旗叶光合特性比较

通过测定叶绿体色素含量、叶片气体交换参数、叶绿素荧光及820 nm吸收参数,比较了小偃54 (XY54)和8602及其杂交后代小偃41 (XY41)和小偃81 (XY81)花后旗叶光合特性的差异。在开花期,4个品种(系)的叶绿素和类胡萝卜素的含量不同,基本表现为杂交后代高于双亲,且以XY81最高;8602品系的光合速率(P_n)和羧化效率(CE)最高,XY41品系的气孔导度(G_s)最低,而XY54品种的CE最低。4个小麦品种(系)的胞间CO₂浓度(C_i)、K点可变荧光(F_K)占F_J–F_O荧光振幅的比率(W_k)、光系统II(PSII)最大量子效率(F_v/F_m)、电子传递到Q_A下游的概率(Ψ_o)、电子从系统间电子传递体传递给光系统I(PSI)受体侧电子受体的概率(δ_Ro)、820 nm相对可变透射光(ΔI/I_o)、PSII的实际光化学效率(Φ_PSII)和非光化学猝灭(NPQ)无显著差异。小麦开花后,XY54的叶绿素含量、P_n、G_s、CE、F_v/F_m、δ_Ro及ΔI/I_o的下降幅度和W_k的上升幅度显著大于其他3个品系,但C_i、Ψ_o、Φ_PSII和NPQ与其他3个品系没有显著差异。8602和2个杂交后代的上述参数的变化趋势在整个发育期内基本相同。以上结果表明,与XY54相比,XY41和XY81的光合下降幅度较小,可能与它们的光合暗反应能力不同有关,而不是三者的叶绿素含量、气孔导度及光反应的能力不同所造成,杂交后代XY81和XY41可能遗传了8602品系较高的光合暗反应特性。     

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。     

爆、甜、糯玉米生育后期叶片光合特性的比较

以爆裂玉米、甜玉米和糯玉米3种类型特用玉米为试材,系统比较研究了生育后期叶片光合特性在类型间和叶位间的差异。结果表明,玉米叶片的光合特性存在类型间差异,糯玉米叶片的光合特性明显优于爆裂玉米和甜玉米,叶片的光合速率(P_n)、叶绿素含量(Chl)、蒸腾速率(T_r)和气孔导度(G_s)均表现为糯玉米＞甜玉米＞爆裂玉米;3类玉米的光合特性存在叶位间差异,中部叶片光合速率表现为糯玉米>甜玉米和爆裂玉米,下部叶片光合速率的类型间差异不显著,上、中部叶片叶绿素含量表现为甜玉米＞爆裂玉米＞糯玉米;相关分析表明,叶绿素含量、蒸腾速率、气孔导度与光合速率显著或极显著正相关。总之,各类型玉米的上部和中部叶片光合特性都优于下部叶片,其中糯玉米上部和中部叶片的光合速率、光合速率高值持续期、叶绿素含量和蒸腾速率都大于甜玉米和爆裂玉米,甜玉米和爆裂玉米下部叶片光合性能的衰减在时间上早于糯玉米。     

不同小麦雄性不育类型光合、生理参数日变化的研究

利用2套同核异质的K、T、V、CHA型不育系及其保持系，对其不同生育时期净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（Tr）、水分利用率（WUE）、光量子通量密度（PFD）和细胞间隙CO₂浓度（C_i）、气孔限制值（L_s）等光合、生理参数的日变化及其差异进行比较研究，探讨不同小麦雄性不育类型的胞质效应。结果表明，供试材料净光合速率的日变化均呈双峰曲线，有明显的光合“午休”现象，P_n与G_s、C_i的相关系数分别为0.8187、0.8136，呈显著正相关（r_0.05=0.8110），与L_s的相关系数为－0.8496，呈显著负相关（r_0.05=0.8110），P_n的午间下降伴随着G_s、Ci的下降和L_s的升高，表明其主要受气孔因素限制；与保持系的Pn值相比，CHA型和K、T、V型不育系分别降低0.88、2.76、3.30和2.04 μmol CO₂ m^-2 s^-1，产生不同程度的负效应，尤以T型和K型最明显。在水分利用率上，K、T、V型不育系较保持系降低0.94~1.54 μmol CO₂ mmol^-1 H₂O，负效应显著；CHA型不育系较保持系低0.36 μmol CO₂ mmol^-1 H₂O，差异不显著，说明CHA对旗叶水分利用率无明显的不良影响。Pn值因母本基因型的不同而异，冀5418及相应不育系的Pn值较太911289的高，差异达显著或极显著水平。因此，选择优势效应大的保持系回交，有利于降低不育胞质对小麦光合功能的负效应。     

红花蕾期不同叶位叶的光合特性及与产量的相关性

测定了3个红花品种（系）不同叶位叶在蕾期的光合作用特性，并对来自7个国家的16个红花品种（系）在该时期上位叶的光合速率与产量及农艺性状间相关性进行了分析。结果表明, 各叶位间最大光合速率(P_nmax)、光饱和点（LSP）、光补偿点（LCP）、暗呼吸速率(Rd)以及表观量子效率(AQY)均为上位叶>中位叶>下位叶。光响应曲线显示，除PI 401470和川红1号的上位叶外，其余叶片在高光强下光合速率明显下降，并且在低光强下，各叶位叶片的光合速率差异较小，当光量子通量密度(PFD )超过400 µmol m^-2s^-1时，上位叶的光合速率明显高于中、下位叶。光合作用日进程中，不同品种（系）及叶位间表现出不同的峰型，且到达峰值和低谷的时间和大小也不相同。蕾期上位叶光合速率与红花单株花产量、百粒重和顶果球直径呈显著或极显著相关，高光效育种是红花增产的一个有效途径。     

马铃薯/玉米套作对马铃薯品种光合特性及产量的影响

以马铃薯品种中薯5号(早熟, 株型直立)和米拉(中晚熟, 株型扩散)单作为对照, 在大田条件下, 调查马铃薯/玉米套作模式中2个品种光合指标的变化、块茎形成期至块茎增长期不同叶位气体交换参数的变化, 分析光合指标对产量的影响。结果表明, 整个生育期马铃薯叶绿素含量(Chl a+Chl b)套作高于单作, 叶面积指数(LAI)、比叶重(SLW)和叶绿素a/b值(Chl a/b)套作低于单作。从块茎形成期至块茎增长期, 群体光合有效辐射(PAR)、水分利用效率(WUE)、气孔限制值(L_s)呈下降趋势, 净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间二氧化碳浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)呈上升趋势。PAR、P_n、G_s、T_r均随叶位的降低显著下降, 套作下降幅度低于单作。套作中、下层叶片P_n的下降受气孔因素和非气孔因素限制。套作降低了马铃薯上层叶P_n, 提高了中、下层叶P_n。套作中薯5号的Chl a+Chl b生育前期高于米拉, 生育后期低于米拉, SLW则相反; LAI和Chl a/b整个生育期高于米拉。套作中薯5号上层叶PAR高于米拉, 中、下层叶PAR低于米拉; 套作中薯5号上层叶P_n与米拉相近, 中、下层叶P_n高于米拉; 各层叶WUE、L_s高于米拉, G_s、C_i、T_r低于米拉。总之, 套作改变了马铃薯的光合特性, 并显著降低了马铃薯块茎产量; 套作恶化了中薯5号/玉米复合群体的光环境, 改善了米拉/玉米复合群体的光环境, 米拉/玉米套作体系土地当量比(1.40)大于中薯5号/玉米体系(1.24), 显示了较强的套作优势, 宜在生产中优先推广。     

花后渍水高温交互效应对冬小麦旗叶光合特性及产量的影响

渍水和高温是长江中下游麦区冬小麦(Triticum aestivum L.)生育中后期的主要气象灾害因子。2009—2011年连续2个生长季盆栽烟农19,在籽粒形成期(花后5~8 d)和乳熟期(花后15~18 d)分别设渍水(土表水层1 cm)、高温[昼(35±2)℃/夜(25±2)℃]和渍水+高温处理,探讨了渍水和高温双重胁迫对小麦开花后光合特性及产量的影响。结果表明,花后渍水、高温、渍水+高温逆境均显著降低旗叶净光合速率(P_n)、叶绿素含量(SPAD值)和气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r),增加胞间CO₂浓度(C_i);同时降低穗粒数、千粒重及产量,但对成穗数影响不显著。渍水和高温胁迫对旗叶光合作用的主要限制因素是非气孔因素。从产量平均相对受害率看,其影响为渍水+高温逆境(37.7%)>渍水逆境(21.1%)>高温逆境(17.6%),而胁迫时期的影响为籽粒形成期(30.8%)>乳熟期(20.1%)。渍水和高温的交互效应显著,且籽粒形成期逆境不良效应显著大于乳熟期。     

棕色棉与白色棉杂交F1代吐絮期光合特性的杂种优势研究

 选择4个棕色棉品种（系）与5个白色棉品种进行不完全双列杂交,得正反交组合各20个,测定了吐絮期正反交组合的净光合速率、胞间CO₂浓度、叶绿素含量,叶绿素a/b、PSII的最大光化学效率,分析杂交F₁代光合参数的杂种优势表现与正反交之间的差异。结果表明：吐絮期杂种F₁各项光合参数没有明显的正向中亲优势、正向超亲优势。正反交组合之间,除胞间CO₂浓度存在显著差异外,其它光合参数差异不显著,胞间CO₂浓度受到细胞质效应影响。正交组合F1叶绿素含量与胞间CO₂浓度存在显著正相关,反交组合F₁净光合速率与胞间CO₂浓度存在极显著正相关。     

滇1型杂交水稻质核雄性不育恢复基因的研究

用混合品系分析方法(BLA)，在滇1型杂交水稻的保持系和恢复系中的DNA各取20个样混合，对OSR—33引物进行筛选，结果发现OSR—33引物在保持系和恢复系中有遗传差异。然后又用这对引物分别对保持系和恢复系的单株DNA样品进行扩增。另外，用滇1型杂交粳稻的保持系和恢复系与不育系进行测交，杂种F1花粉的育性经1％的I—KI染色。用扩增出的带型与F1花粉的育性进行相关分析，结果表明扩增出带型与花粉的育性呈显著正相关，两种带型对应的花粉可育率均值经t测验差异极显著，表明OSR—33标记与滇1型细胞质雄性不育育性恢复基因连锁，由于OSR—33引物是设计在第10染色体长臂的中部，所以，滇1型细胞质雄性不育育性恢复的一个基因可初步定位于第10染色体长臂的中部。     

滇Ⅰ型粳稻不育系花粉败育状况分类研究

对供试的114个滇I型粳稻不育系花粉镜检，结果表明：滇I型不育系的大部分材料中均有染败花粉粒，但染败花粉粒所占比率因保持系来源的不同而有差异。其中有23份材料的花粉粒全部为圆败和碘败，这些材料以圈败花粉粒所占的比率较大，圆败花粉率占50％以上的有16份，占无染败花粉材料的69．56％，滇I型不育系中未发现全部为碘败花粉的材料。用败育程度较高(花粉粒全部为圆败和碘败)的不育系材料分别与南29和南34测交，杂交组合育性均可恢复，南29和南34对败育程度较高的滇I型不育系仍具有恢复力。     

开花集中度是影响粳稻细胞质雄性不育系异交结实率的重要因素

阐明粳稻细胞质雄性不育系开花习性与异交率之间的关系,是选育高异交率粳稻不育系的重要基础。在对284份滇一型粳稻细胞质雄性不育系的自然异交率检测和部分不育系开花性状观测的基础上,通过相关分析和开花习性的精细比较,发现粳稻不育系间自然异交结实率变化幅度较大,大多数粳稻不育系的自然异交率都比较低,但同时也鉴定出少量高异交率的不育系。相关分析发现颖花的开颖角度与粳稻不育系的自然异交结实率呈显著正相关。通过对三个不育系开花性状的精细观察分析,显示了开花集中度是影响粳稻不育系异交率的重要因素。在粳稻不育系的育种实践中应该加大对不育系开颖角度和开花集中度的选择,以提高粳稻不育系的异交结实率。     

低温胁迫下聚糖萘合剂对玉米幼苗光合作用和抗氧化酶活性的影响

采用盆栽试验, 以郑单958和丰单3号为材料, 研究了低温胁迫对玉米幼苗光合作用、叶绿素、叶绿素荧光参数和抗氧化酶活性的影响, 以及聚糠萘合剂(PKN)的调控效果。结果表明, 低温胁迫下, 玉米幼苗的光合作用和光系统II光化学最大效率受到抑制; 超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性降低; 过氧化氢、超氧阴离子的产生速率及丙二醛(MDA)含量显著升高。PKN处理提高了低温胁迫下玉米幼苗净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、光系统II光化学的最大效率(F_v/F_m)、叶绿素含量(Chl a+Chl b)。低温处理7 d, ZDTR和FDTR的P_n、G_s、F_v/F_m、Chl a+Chl b分别比各自的对照提高了88.95%和61.11%、593.33%和1 741.67%、111.50%和145.16%、36.61%和54.03%; PKN处理延缓了SOD、POD、CAT活性的降低, 低温胁迫7 d, PKN处理使郑单958和丰单3的SOD、POD、CAT活性分别比对照高了292.59%和632.98%、295.07%和360.54%、254.55%和265.45%; 同时降低了过氧化氢、超氧阴离子的产生速率及MDA的含量。表明PKN处理有利于提高玉米幼苗的抗冷性。     

细胞内IP3-Ca2+途径对UV-B辐射下玉米幼苗光合特性的调控机制

使用外加0.15 Wm^-2 UV-B及不同钙效应剂处理玉米幼苗,研究细胞Ca²⁺信号系统对UV-B辐射下玉米幼苗光合作用的调控机理。结果表明,UV诱导的胞内Ca²⁺荧光增强受胞内IP3通道阻断剂肝素(Heparin)、胞内CaM活性抑制剂三氟啦嗪(TFP)抑制,降低玉米幼苗Chl a、Chl b及Chl T含量、原初光能转化效率(F_v/F_m)、PSII活性(F_v/F_o)、Hill反应活力、水分利用效率(WUE),提高胞间二氧化碳浓度(C_i),最终导致净光合速率(P_n)下降;细胞质膜钙通道阻断剂氯化镧(LaCl₃)引发的此效应较小。据此提出,UV-B辐射下,玉米幼苗叶片细胞IP3动员胞内钙库释放Ca²⁺,调节光合色素合成、Hill反应活性、WUE,CaM介导的下游反应调节G_s,是Ca²⁺信号系统最终实现对P_n调控的主要机制。     

干旱胁迫对玉米苗期生长和光合特性的影响

以2个不同抗旱性玉米品种郑单958 (抗旱性强)和陕单902 (抗旱性弱)为材料,采用盆栽控水试验,设置轻度干旱,中度干旱,重度干旱和正常灌水处理,研究了干旱胁迫对2个玉米品种植株生长、气体交换和叶绿素荧光参数的影响。结果显示,干旱胁迫抑制2个玉米品种植株生长和相对生长速率,导致整株生物量显著下降。随着干旱胁迫程度加剧,叶片最大净光合速率(P_nmax)、表观量子效率(AQY)、光饱和点(LSP)、气孔导度(G_s)、气孔限制值(L_s)、最大电子传递速率(ETR_m)、光能利用效率(α)、光系统II的实际量子产量(Φ_PSII)和光化学猝灭系数(q_P)均下降,而胞间CO₂浓度(C_i),光补偿点(LCP)和非光化学猝灭系数(q_N)均升高。可见,干旱胁迫下叶片光合能力和电子传递速率降低是2个玉米品种生物量减少的主要因素。但郑单958变化幅度小于陕单902,表明郑单958植株生长发育和光合特性比陕单902受干旱胁迫的影响小,较高的电子传递速率、较强的光能转化能力和较大的相对生长速率是郑单958适应干旱环境的重要生理特性。     

水稻广亲和品种对不同细胞质不育系恢复力的鉴定研究

选用BT型、HL型和WA型3种细胞质的不育系及相应保持系对16个广亲和品种的恢复力 进行测交鉴定,结果表明:(1)在同一细胞核背景下,BT型细胞质的可恢复性好于HL型细胞质,HL型细胞质又好于WA型细胞质。在同一不育细胞质背景下,釉稻不育系较粳稻不育系易恢复。(2)不同广亲和品种的恢复能力有较大差异:培矮64、培C311、轮回422     

连作对太子参光合及药用品质的影响

在福建柘荣太子参规范化栽培生产基地,以柘参2号为材料,探讨连作对太子参光合生理、产量及药用品质的影响。结果表明,连作导致太子参产量极显著下降(P<0.01),仅为稻参轮作的1/3,其多糖含量仅为轮作太子参的88.08%,人参皂苷Rb1为轮作太子参的44.33%;光合指标测定表明,连作太子参叶绿素相对含量(SPAD)极显著降低(P<0.01),叶片净光合速率(P_n)显著(P<0.05)降低;荧光动力学指标分析发现,太子参连作后叶绿素初始荧光(F_o)下降不显著,但非光化学猝灭系数下降(NPQ)显著;显微结构观察发现,连作太子参叶片细胞密度降低约30%,根细胞密度降低约45%,细胞排列由致密变为疏松。由此推测,连作破坏了太子参光合系统中的保护机制,使天线色素吸收的热量既不能用于光合成也不能被耗散掉,而在叶部累积引起营养器官畸形化,导致光合作用紊乱、光合速率下降,最终影响根部形态建成,其中分根数减少和根重下降成为限制太子参产量和品质的重要因素之一。     

三系杂交棉花粉育性对高温和低温胁迫的反应

为研究在高温和低温胁迫条件下的三系杂交棉花粉育性稳定性问题,利用棉花细胞质雄性不育系和恢复系,配制2个三系杂交棉组合,抗A×浙大强恢(记作：强恢F₁)和抗A×DES-HMF277(记作：弱恢F₁),并以保持系(抗B)为对照,分别进行温室控温试验和田间自然温度试验,分析三系杂交棉对高温和低温胁迫的反应和花粉育性转换(可育至不育)的临界温度。试验表明,一般三系杂交棉的花粉育性对胁迫温度的反应比保持系敏感,常常花粉散粉少和花粉活力较低。不同三系杂交棉组合对胁迫温度的抗性存在明显差异,强恢F₁明显高于弱恢F₁,与保持系的育性相似,可育花粉率和自交结铃率较高,不孕籽率较低。经可育花粉率(Y)与温度(T)的回归分析,花粉育性转换的临界温度符合Y = a (T–T_opt)²+b模型。强恢F₁育性转换的上限和下限温度分别为38.0℃和13.0℃,弱恢F₁为36.0℃和14.0℃,保持系为38.5℃和10.0℃。与低温胁迫比较,高温胁迫在我国大部分棉区更普遍,持续时间更长,对产量影响更大。提高三系杂交棉在胁迫气温条件下的花粉育性的稳定性是近期育种的重要目标。     

转2-Cys Prx基因烟草抗氧化酶和PSII电子传递对盐和光胁迫的响应

以转2-Cys Peroxiredoxins (2-Cys Prx)基因的烟草(Nicotiana tabacum)为材料,非转基因烟草为对照,调查盐和光胁迫对转基因烟草幼苗叶片抗氧化酶和叶绿素荧光特性的影响,揭示2-Cys Prx基因在植物抗逆方面的功能。结果表明,弱光(200 μmol m^–2 s^–1)下,随着盐浓度增大,转基因烟草和对照的SOD活性皆增加,APX活性变化不大,H₂O₂含量稍有升高;强光(1000 μmol m^–2 s^–1)下,随着盐浓度增大,转基因烟草SOD活性增强,APX活性下降,H₂O₂含量增加缓慢,而对照的H₂O₂含量迅速升高,转基因烟草叶片的PSII电子传递速率(ETR)、最大光化学效率(F_v/F_m)和实际光化学效率(Ф_PSII)均高于对照,而且PSII电子受体侧的受抑制程度明显低于对照。结果暗示在强光和盐胁迫使APX活性降低的情况下,2-Cys Prx可有效清除细胞中过量H₂O₂,增强光合电子传递链的稳定性,特别是PSII电子受体侧的电子传递,有效减轻盐和高光胁迫引起的PSII光抑制。     

吐丝期干旱胁迫对玉米生理特性和物质生产的影响

以玉米品种郑单958 (抗旱性强)和陕单902 (抗旱性弱)为材料,采用抗旱池栽控水试验,研究了叶片光合特性、保护酶活性以及干物质转运对吐丝期干旱胁迫的响应。结果表明,在吐丝期干旱胁迫下2个品种产量分别降低39.10%和44.87%;叶片净光合速率(P_n)和气孔导度(G_s)显著下降,胞间CO₂浓度(C_i)先升后降。PSII最大光化学效率(F_v/F_m)、实际量子产额(Φ_PSII)、光化学猝灭(q_P)降低,非光化学猝灭(q_N)升高;抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性先升高后降低,而丙二醛(MDA)含量一直升高。说明吐丝期干旱胁迫增加了花前营养器官贮藏同化物转运量(率)及其对籽粒转运的贡献率;但郑单958受干旱影响程度小于陕单902。说明抗旱品种郑单958具高抗氧化酶活性清除活性氧,使得膜脂过氧化程度轻,维持较高的光化学效率,延长叶片光合功能期,促进花前营养器官贮藏同化物转运量对籽粒的贡献率。这可能是其在干旱胁迫下仍能获得较高产量的重要原因之一。     

低温胁迫下钼对冬小麦光合作用特性的影响

研究了低温胁迫下施钼对冬小麦钼高效品系97003和钼低效品系97014叶片光合参数的影响。结果表明，低温胁迫下施钼显著提高2个品系叶片的净光合速率(P_n)和气孔限制值(L_s)，显著降低叶片气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)和蒸腾速率(T_r)。随着低温处理时间的延