超高产玉米品种叶片保护酶活性及膜脂过氧化作用研究

以超高产玉米品种先玉335、郑单958为试验材料,普通玉米品种长城799、通吉100为对照,研究超高产品种在不同生育时期叶片保护酶活性及膜脂过氧化作用的变化及特点。结果表明:随着叶片的衰老,超高产品种的叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性呈现出先升高后降低的变化趋势,峰值均出现在吐丝期,随后逐渐降低。4个品种比较,超高产品种先玉335和郑单958的保护酶活性显著高于对照品种,而叶绿素(Chl)和丙二醛(MDA)含量显著低于对照品种。种植密度在7.1万株/hm2时产量达13716.3 kg/hm2。超高产玉米品种具有较高的清除活性氧的能力,有利于延缓衰老,促进干物质积累,这是超高产玉米能够获得高产的重要生理基础。     

不同栽培模式对春玉米花粒期叶片衰老特性及产量的影响

为了探讨春玉米防衰增产增效的生理机制与途径,本试验在农户(F)、高产高效(HH)、超高产(SH)、超高产高效(SHH)4种不同栽培模式下,对春玉米花粒期叶片衰老特性进行了比较研究.结果表明:随着春玉米花粒期生育进程,HH、SH、SHH的叶面积指数(LAI)、净光合速率(Pn)、保护酶系统活性呈单峰曲线变化,Pn、叶片保护酶活性在散粉后14d达到峰值;MDA含量一直呈增大趋势;SHH与SH、HH及F相比,有效提高了花粒期叶片保护酶活性,减缓了叶片保护酶活性下降速度和MDA含量的累积.春玉米花粒期不同层位叶片之间表现为下部叶片衰老早于上部叶片,穗部叶片衰老最晚;SHH模式有效地延缓了春玉米花粒期叶片的衰老,提高了氮肥利用率,是实现春玉米高产高效的生理基础.     

超高产玉米与普通玉米叶片生理生化特性变化比较

[目的]为实现玉米超高产栽培研究提供理论依据。[方法]将2个超高产玉米品种与2个普通玉米的生理生化指标进行比较,研究玉米不同生育时期功能叶片的生理生化特性的变化规律。[结果]4个玉米品种SOD、POD和CAT活性的变化趋势基本相同,在吐丝期出现1个峰值之后均下降,2个超高产品种的SOD、POD和CAT活性显著高于2个普通品种,而叶绿素和MDA含量显著低于普通品种。4个品种中,超高产品种先玉335的保护酶活性显著高于其它品种,并且在密度为7.1万株/hm2时获得的产量最高,达13716.3kg/hm2。[结论]超高产品种先玉335具有较高的清除活性氧的能力,能延缓衰老,促进干物质的积累,从而达到较高的产量。     

氮肥不同比例分期施用对超高产玉米叶片保护酶活性的影响

【目的】研究不同氮肥施用方式对超高产玉米叶片保护酶活性变化规律的影响,为玉米超高产模式研究提供理论依据。【方法】以超高产玉米品种先玉335为试验材料,在氮肥总量一定的条件下,按分配比例不同设6个处理:N1.底肥100%;N2.底肥80%,拔节期追施20%;N3.底肥80%,拔节期追施10%,吐丝期追施10%;N4.底肥60%,拔节期追施40%;N5.底肥60%,拔节期追施30%,吐丝期追施10%;N6.底肥60%,拔节期和吐丝期均追施20%,研究氮肥不同比例分期施用对玉米产量、叶片保护酶(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT))活性及丙二醛(MDA)、叶绿素(Chl)和可溶性蛋白含量的影响。【结果】N6处理玉米产量最高,N2处理玉米产量最低,N6处理比N4、N1、N2处理分别增产7.3%,10.2%,11.1%。在灌浆期以前,各处理叶片叶绿素及可溶性蛋白含量差异不显著;灌浆期以后,N6、N5处理叶片叶绿素及可溶性蛋白含量显著高于N4、N1、N2处理。在吐丝期以前,各处理叶片保护酶SOD、POD、CAT活性及MDA含量差异不显著,吐丝期以后N6、N5处理的叶片保护酶SOD、POD、CAT活性显著高于N4、N1、N2处理,而MDA含量则显著低于N4、N1、N2处理。【结论】氮肥不同比例分期追施使玉米叶片生育后期保护酶活性增强,延缓了玉米叶片的衰老速度,提高了产量。氮肥最佳施用模式为60%作底肥,拔节期和吐丝期均追施20%,玉米产量最高可达14 852.2 kg/hm2。     

不同氮肥处理对小麦生育后期旗叶生理活性的影响

对不同生育时期追施氮肥与超高产小麦生育后期旗叶生理活性的变化进行了研究。结果表明：在后期生长过程中,小麦旗叶超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）活性、叶绿素含量总体呈现下降趋势,膜脂过氧化产物丙二醛（ＭＤＡ）含量、外渗电导率总体呈现上升趋势。中后期适量追肥可抑制叶绿素的降解,使植株体内保持高水平的保护酶活性,降低后期细胞膜脂过氧化水平,延长叶片的功能期。     

玉米叶片中次生代谢物丁布含量和苯丙氨酸解氨酶活性的关系研究

[目的]分析比较不同玉米品种在不同生育时期丁布含量和苯丙氨酸解氨酶活性变化。[方法]采用高效液相色谱法对各个生育时期倒1叶、倒3叶丁布含量进行检测及PAL含量的测定。[结果]结果表明:不同玉米品种倒1叶、倒3叶丁布含量随着生育期的增加而减少,并且倒1叶减少的速度大于倒3叶;而苯丙氨酸解氨酶活性随着生育时期的增加而升高。[结论]玉米叶片随着生育时期增加苯丙氨酸解氨酶活性与丁布含量之间存在负相关关系。     

沼肥与钾肥配施对玉米叶片抗氧化酶及土壤酶活性的影响

[目的]探究沼肥与钾肥配施对不同基因型玉米叶片保护酶及土壤酶活性的影响,为沼肥与钾肥配施在东北春玉米生产中的应用提供参考.[方法]选用玉米郑单958(紧凑型)和丰禾1号(平展型)为供试材料,采用盆栽方式,设A1(单施沼肥)、A2(沼肥与钾肥配施)和A3(单施钾肥)3个施肥处理,以不施肥为对照(CK).于玉米三叶期后0、8、16和24 d取叶片测定抗氧化酶活性,并于三叶期后0、10、20和30 d取土样测定土壤酶活性.[结果]在不同施肥处理条件下,两供试玉米品种幼苗叶片的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性均随生长天数的增加逐渐升高,各处理提升叶片SOD和POD活性的效果表现为A2>A3>A1>CK.随着玉米幼苗的生长,两供试玉米品种各处理的叶片MDA含量逐渐增加,但与CK相比,各施肥处理整体上可降低叶片MDA含量,且均以A2处理的MDA含量最低.同时,随着施肥时间的推移,玉米根际土壤蔗糖酶、过氧化氢酶和脲酶活性均逐渐增加,不同施肥处理对土壤酶活性的提升效果表现为A2>A3>A1>CK.[结论]适当施用肥料有利于提高东北春玉米幼苗叶片的保护酶活性及玉米根际土壤酶活性,其中以沼肥与钾肥配施的效果最佳.     

不同耕作方式对水稻固氮酶活性的影响

在免耕、常耕等4种不同耕作方式条件下,在水稻不同生育时期研究不同耕作方式对水稻固氮酶活性的影响。试验结果表明:在灌浆期和成熟期,常耕和稻草免耕处理的水稻总固氮酶活性相对高于其他两个处理;从灌浆期至成熟期,各处理的总固氮酶活性明显下降,下降程度由大到小是稻草常耕>常耕>稻草免耕>免耕,说明不施稻草、免耕方式较常耕方式能延缓成熟期水稻固氮酶活性的降低。在不同时期,均以水稻茎的固氮酶活性最高,叶片的最低;从灌浆期至成熟期,不同处理水稻根、茎固氮酶活性明显降低,叶片的变化最小。因此,不同生育时期和耕作方式对水稻根、茎固氮酶活性影响明显,而对叶片固氮酶活性影响较小。     

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.     

不同土层容重对玉米根系生长及土壤酶活性的影响

采用微区池栽和桶栽试验,研究了下层(20～40 cm,40 ～ 60 cm)土壤容重改变后,玉米根系生长、产量及生育期间土壤过氧化氢酶、转化酶、蛋白酶、脲酶和碱性磷酸酶活性动态变化规律及其与微生物活性的相关性.结果表明,在玉米生育期内,玉米单株根长度和根干重、土壤过氧化氢酶、转化酶、蛋白酶、脲酶和碱性磷酸酶活性呈单峰曲线,最高值均出现在吐丝期;且随着下层土壤容重增加呈递减趋势.各土层酶活性均随着土层的加深和本土层容重的增大而降低,同时也随着相邻土层容重的增大其降幅加剧;玉米穗粒数、粒重和产量也随着土壤容重的增加而降低.玉米生长期间,土壤酶活性变化受下层土壤容重和玉米生长发育的双重影响,玉米生育进程放大了容重对土壤酶活性的影响效果.     

水分胁迫下夏玉米根叶保护酶活性变化及其对膜脂过氧化作用的影响

 利用防雨旱棚，研究了水分胁迫下夏玉米根叶保护酶系活性变化及其对膜脂过氧化作用的影响。结果表明：在水分胁迫下，玉米根系、叶片保护酶系SOD、CAT、POD活性均在生长发育前中期显著升高而后期下降，根系SOD、CAT和POD活性小于叶片。膜脂过氧化产物MDA含量随水分胁迫程度加剧而增加，且根系MDA含量小于叶片MDA含量。研究还表明，在水分胁迫下，玉米根系保护酶活性及膜脂过氧化作用对水分胁迫的反应和叶片保护酶活性及膜脂过氧化作用对水分胁迫的反应呈正相关关系，且绝大多数的相关系数达显著或极显著水平。此外，叶片与根系中可溶性蛋白质含量降低。水分胁迫导致夏玉米果穗性状恶化，经济产量大幅下降。造成减产的主要原因是每穗粒数的减少和百粒重的下降。     

灌浆期断根对小麦衰老进程的影响

以灌浆初期大田小麦为试验材料,研究了不同层次断根对小麦生育后期的影响。结果表明,(1)断根明显降低产量,表现为断根越浅,影响越大。断根后浇水处理性状表现都优于相应的不浇水处理。(2)在断根后,不浇水条件下,断根深度10 cm、20 cm、40 cm、60 cm、80 cm和100 cm分别比不断根减产46.2%、43.3%、33.3%、25.4%、18.6%和14.2%;在浇水条件下,相应断根减产少于不浇水的。(3)小麦各个层次的根系都有其特定功能,任何层次断根都会使其合成和运输功能改变,甚至100 cm以下的深层根系在生育后期仍然起重要作用。(4)灌浆期断根加速小麦的衰老,干旱促进小麦的衰老进程,充足的水分对延缓小麦后期的衰老进程有一定的作用。     

Root pruning is effective in alleviating the inhibition of soybean growth caused by anaerobic stress for a short period

Soybean is an important upland crop, but its productivity is often limited by anaerobic stress caused by waterlogging.  The ability to adjust root growth under environmental constraints is an important physiological trait for adapting to an ever-changing environment, and root pruning is an artificial technique for regenerating the root system.  In the present study, we investigated whether root pruning in soybean can effectively alleviate the inhibitory effects of anaerobic stress.  Soybean plants were affected by anaerobic stress at the germination, vegetative stage 1 (V1), and reproductive stage 1 (R1) stages, and then the plants were treated with root pruning just after the stress treatment.  Soybean plants at the germination stage were treated with root cap and tip removals after hypoxia (N2 treatment).  Root cap removal was more effective in suppressing the inhibitory effects of hypoxia than root tip removal (5 mm from the tip).  The shoot dry weights of the soybean plants with and without root cap removal after hypoxia were 51.2 and 73.8% of the control, respectively, while the root dry weights of plants with and without root cap removal after hypoxia were 43.2 and 62.8% of the control, respectively.  As root cap removal effectively enhanced soybean growth after anaerobic stress, the root cap may be the candidate tissue for the stress memory mechanism.  When soybean plants at the V1 stage of growth were affected by anaerobic stress, the branch number, pod weight in the main stem, root length, and root surface area of the soybean plants treated with anaerobic stress at the R1 stage significantly decreased compared with those of the control.  In contrast, root pruning (2 mm from the tip) immediately after the stress treatment enhanced root growth, branch number, and pod weight.  The branch number, pod weight, root length, and root surface area of the plants treated with root pruning were 1.13, 1.14, 1.12, and 1.13 times higher than those of plants treated with anaerobic stress.  Plasmolysis was observed in the root meristem, columella, and cortical cells in soybean roots subjected to anaerobic conditions.  However, damage was not observed in the newly emerged roots after root pruning in plants treated with anaerobic stress.  These results suggested that root pruning is effective in enhancing soybean growth after anaerobic stress.  This effectiveness may be due to the regeneration and elongation of healthy lateral roots during the recovery period.  When soybean plants were affected by anaerobic stress at the R1 stage, root pruning just after the stress treatment was ineffective.  Thus, suppressing the growth reduction due to anaerobic stress at reproductive stages using only root pruning may be difficult.     

Effects of Water Stress on the Protective Enzyme Activities and Lipid Peroxidation in Roots and Leaves of Summer Maize

A systematic study was conducted to determine the effects of water stress on the activities of protective enzymes and lipid peroxidation in maize. The results showed that, under water stress, the activities of superoxide dismutase （SOD）, catalase （CAT）, and peroxidase （POD） in leaves and roots increased sharply at prophase and metaphase growth stages, such as, male tetrad stage, but then declined towards the physiological maturity. The protective enzyme activities in roots were lower than those in leaves. The content of malondialdehyde （MDA） increased according to the severity of water stress. The content of MDA in roots was lower than that in leaves. The activities of protective enzymes and lipid peroxidation in roots were positively related to that in leaves with most of the correlation coefficients being significant. The content of soluble proteins in roots and leaves decreased with increasing drought stress. The ear characteristics deteriorated and the economic yields of maize decreased significantly under water stress. The main factors that caused reduction of yields were the decrease in the number of ear kernels and 100-kernel weight.     

不同产量水平大豆叶片保护酶活性的比较

【目的】探讨不同产量水平大豆叶片保护酶活性的变化规律,为大豆育种和高产栽培提供生理依据。【方法】选择3个不同产量水平(低产品种、高产品种、中产品种)的9个栽培大豆(Glycine max(L.)Merr.)品种,在相同的环境条件下种植,在大豆结荚期以后,测定大豆叶片超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性及叶片丙二醛(MDA)含量和细胞膜透性。【结果】在结荚期后,不同产量水平大豆叶片的SOD、POD、CAT活性表现为高产品种＞中产品种＞低产品种,其活性变化趋势相同,均在鼓粒盛期达到最大,然后下降,高产品种叶片SOD、POD、CAT活性均显著高于低产品种;不同产量水平大豆叶片MDA含量和细胞膜透性则表现为低产品种＞中产品种＞高产品种,随生育进程均呈上升趋势,以成熟期最大,高产品种MDA含量和细胞膜透性极显著低于低产品种。【结论】在结荚期以后,高产大豆品种清除活性氧的能力较强,膜脂过氧化程度较低,叶片衰老延缓,而功能期延长,有利于后期干物质积累,进而有助于提高产量。     

超甜玉米不同生育期各部位微量元素分配

为了掌握超甜玉米微量元素的分配变化规律,科学地施微量元素肥料,对儋州地区生长正常玉米植株的分别采样分析,测定不同生育期根、茎、叶及果实中铁、锰、铜、锌、硼等5种微量元素养分含量,研究其分配规律,其结果表明:1、超甜玉米根、茎、叶、果实等组织微量元素含量存在显著差异。其中在根中Fe>Zn>Mn>Cu>B;茎中Zn>Fe>Mn>Cu>B;叶片中Fe>Zn>Mn>Cu>B;果实中Zn>Fe>Mn>Cu>B;全株Fe>Zn>Mn>Cu>B。2、茎中的Cu、Zn与全株的关系达显著相关,叶片铁含量与全株的关系达显著相关,根和茎锰含量与全株关系均达显著相关。3、各组织微量元素含存在不同生育期的差异。     

土壤自然干旱胁迫对甘蔗幼苗根系保护酶系统的影响

[目的]研究干旱胁迫对甘蔗苗期根系保护酶系统及相关指标的影响,探讨甘蔗苗期根系对干旱胁迫的应答机制.[方法]以新台糖22号为材料,在甘蔗苗期进行土壤自然干旱胁迫,测定甘蔗根系保护酶系统及质膜过氧化产物相关指标的变化,并进行相关性分析.[结果]随着干旱胁迫程度的加强,根系中可溶性蛋白质、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)含量逐渐增加,细胞膜脂过氧化保护酶系统的酶活性均呈先升后降的趋势,干旱胁迫处理15 d后SOD和POD活性达到峰值然后降低,CAT活性于11d到达峰值后下降.甘蔗苗期根系保护酶活性与膜脂过氧化作用呈显著或极显著正相关.[结论]甘蔗根系保护酶系统的干旱胁迫响应机制为:轻度干旱与中度干旱时表现为积极应对,重度干旱时则为被动忍耐.根系保护酶系统与甘蔗抗旱性的关系密切.     

萝卜组培苗与实生苗若干生理生化性状的比较研究

对萝卜组培苗与实生苗生长过程中若干生理生化性状进行了研究，结果表明，组培苗叶片中可溶性糖含量高于实生苗，而根部可溶性糖含量低于实生苗；组培苗叶片中过氧化物酶(POD)活性在定植后42d内低于实生苗，56d时显著增加并高于实生苗，之后又回落，70d时低于实生苗；而组培苗根部POD活性始终高于实生苗；组培苗叶片和根中超氧化物酶(SOD)活性均高于实生苗。组培苗和实生苗的酯酶(EST)、POD及淀粉酶同工酶酶谱在叶片与根部之间有差异，但相同部位均没有出现特征带。     

早稻-再生稻头季稻不同育秧方式秧苗素质及生理生化特性（Ⅰ） ——杂交水稻高产突破的生理生态与调控技术研究

通过对常规栽培模式湿润育秧苗与超高产栽培模式旱育秧苗的秧苗素质、根系性状、生理生化特性等的研究,探讨了不同栽培模式中育秧方式对水稻产量的影响,以揭示超高产栽培模式实现高产的生理原因。结果表明,超高产栽培模式下旱育秧苗的干物质积累和分蘖数比湿润育秧苗高22.78%、73.33%,而株高比对照矮14.91%,同时还表明,超高产栽培模式下旱育秧的根系还原力强、发根数多、发根能力强,硝酸还原酶、ATP酶、叶绿素及过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物岐化酶等细胞保护酶含量增加,表现出强大的生理生化优势,而丙二醛含量比对照降低20.99%,可溶性糖和硝态氮含量增多,C/N适中,有利于提高旱育秧苗的抗逆性,是旱育壮秧形成的内在生理基础。