去苞叶对夏玉米籽粒灌浆特性和产量的影响

【目的】在大田试验条件下,设置不同去苞叶处理,研究去苞叶后夏玉米产量、籽粒体积、干重、脱水速率、籽粒灌浆速率以及籽粒黑层出现和乳线消失所需时间的变化,以期明确去苞叶对夏玉米籽粒产量和籽粒灌浆特性的作用。【方法】以先玉335（XY335）、郑单958（ZD958）和登海661（DH661）为试验材料,设置不同去苞叶处理：去苞叶1/4（S1）、去苞叶1/2（S2）和苞叶全去（S3）以及对照（CK）,研究去苞叶对夏玉米产量、籽粒灌浆特性以及籽粒黑层出现和乳线消失所需时间的影响等。【结果】去苞叶后夏玉米产量显著下降,XY335的S1、S2和S3处理的产量较CK分别下降9.45%、13.78%和27.89%,ZD958分别下降10.72%、15.07%和24.75%,DH661分别下降9.31%、16.01%和22.35%,去苞叶数越多,产量下降幅度越大。去苞叶后夏玉米的千粒重和穗粒数等产量构成因素显著下降,S3处理影响最显著,XY335的S3处理千粒重和穗粒数分别下降15.30%和14.87%,ZD958分别下降11.22%和15.24%,DH661分别下降15.10% 和8.55%。此外,去苞叶显著影响夏玉米的籽粒灌浆特性,影响随去苞叶数的增多而显著加剧。去苞叶后籽粒到达最大灌浆速率时的天数（D_max）显著减少,S3处理影响最显著,XY335、ZD958和DH661的S3处理的D_max较CK分别缩短3 d、4 d和3.5 d。去苞叶后灌浆速率最大时的生长量（W_max）和籽粒灌浆活跃期（P）等也均显著降低,且去苞叶数目越多,W_max和P的下降幅度越大,XY335﹑DH661和ZD958的S3处理的Wmax较CK分别下降12.75%、17.78% 和17.12%。XY335﹑DH661和ZD958的S1﹑S2、S3的P较CK分别下降6.22%、9.82%和11.78%,5.39%、8.39%和13.09%,0.17%、2.39%和5.97%。去苞叶后籽粒鲜重和籽粒体积显著下降,籽粒脱水速率显著提高,灌浆时间减少,籽粒乳线消失时间和籽粒黑层出现时间较正常发育的籽粒缩短,S3处理影响最显著,XY335﹑ZD958和 DH661的S3处理的籽粒乳线消失所需时间较CK分别缩短10 d、6 d和4 d,籽粒黑层出现所需时间较CK分别缩短10 d、5 d 和4 d。【结论】去苞叶后灌浆速率最大时的生长量、达最大灌浆速率时的天数和籽粒灌浆活跃期均显著降低,籽粒脱水速率显著提高,导致籽粒灌浆时间缩短,籽粒干物质积累量显著下降,籽粒乳线消失和黑层出现的时间较正常发育籽粒缩短,进而严重影响夏玉米籽粒的正常灌浆,最终导致夏玉米产量显著下降,且其影响程度随去苞叶数目的增加而加剧。     

不同成熟度玉米叶片光合生理对高温胁迫的响应特征及其基因型差异

为了探索玉米叶片光合生理对高温胁迫的响应特征,以郑单958(ZD958)和先玉335(XY335)为材料,从第9片叶展开期至抽雄期,每天8:30—17:30进行大田人工模拟增温试验,研究了不同成熟度玉米叶片的光合参数和Ru BP羧化酶、PEP羧化酶、蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性的变化。结果表明,高温胁迫下,叶片的SPAD值除了ZD958幼嫩叶片略高于对照(自然生长)外,其余处理均显著低于对照;净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)均显著下降,且成熟叶片的下降幅度高于幼嫩叶片;胞间CO_2浓度(Ci)增加,幼嫩叶片的增加幅度高于成熟叶片;成熟叶片和幼嫩叶片的PSⅡ最大光化学效率均下降,且幼嫩叶片的下降幅度达到显著水平。高温胁迫下,2个品种成熟叶片和XY335幼嫩叶片的Ru BP羧化酶和SPS活性显著降低,ZD958成熟叶片和2个品种幼嫩叶片的PEP羧化酶活性显著增加。可见,高温胁迫显著降低了玉米叶片的光合性能,且对成熟叶片的影响大于幼嫩叶片,对XY335的影响大于ZD958。     

镉对玉米叶片光系统活性的影响

 【目的】研究Cd对玉米叶片光系统活性的影响及其抑制光合性能的作用位点与方式,为进一步解释Cd对玉米叶片光合机构伤害机理提供理论依据。【方法】以郑单958和登海661为供试材料,3叶期开始以Hoagland营养液为养分来源,设置4个不同浓度Cd处理连续培养40 d,选择第8片展开叶测定气体交换参数、叶绿素荧光诱导动力学曲线及820 nm光吸收曲线,分析Cd抑制玉米叶片光合机构性能的主要原因。【结果】Cd胁迫下,PSⅡ电子供体侧K点荧光（Wk）和受体侧J点荧光（Vj）明显增加,与受体侧相比,供体侧性能下降导致PSⅡ性能（Ψo）降低。Cd胁迫使RuBP羧化酶活性和光能产物（NADPH）利用率显著降低,PSI电子积累量上升,RuBP羧化酶活性的下降使PSI 820 nm光吸收量（ΔIR/Io）快速降低,PSⅡ与PSI性能下降比率不同,造成两光系统协调性（Φ(PSI/PSⅡ)）降低。【结论】Cd抑制叶片Pn由非气孔因素引起。Cd降低羧化系统活性,导致光能转化为化学能过程受阻,使过剩电子大量积累于PSI处;随Cd浓度增加,PSI性能降幅显著高于PSⅡ,二者协调性降低,导致Pn降低。     

光质对生姜叶片光合特性的影响

【目的】探讨光质对苗期生姜叶片光能利用及光合特性的影响,为生姜苗期遮光处理提供理论依据。【方法】以莱芜大姜为试材,采用不同颜色塑料薄膜及尼龙纱网进行苗期遮光处理,创造光强相同而光质不同的环境条件,测定叶片叶绿素荧光参数、光合速率和光呼吸速率日变化及光合特征参数。【结果】不同处理叶片叶绿素荧光参数日变化动态相似,但叶片Fv/Fm、Fv’/Fm’、ΦPSⅡ、qP和光化学反射指数（PRI）均以绿膜处理最高,其次为蓝膜和白膜处理,红膜处理最低;而PSⅠ和PSⅡ间激发能分配不平衡偏离系数（β/α-1）和NPQ则以绿膜处理最低,蓝膜、白膜和红膜处理依次升高。叶片Pn日变化均为有明显午休的双峰曲线,但由高到低依次为绿膜、白膜、红膜、蓝膜;而Pr及Pr/Pn则相反。红膜处理叶片AQY较高而光补偿点较低;绿膜处理叶片CE、RuBP最大再生速率及光饱和光合速率较高。【结论】适当增加遮光光质中绿光比例,生姜叶片午间光抑制程度较轻,PSⅠ和PSⅡ间线性电子传递协调性较好,激发能热耗散较低,光能利用效率较高。因此,绿膜处理叶片适应强光能力较强,Pn较高。     

不同时期高温胁迫对夏玉米物质生产性能及籽粒产量的影响

【目的】黄淮海夏玉米区高温胁迫频发、重发、持续期延长显著影响籽粒产量。本文以不同耐热型玉米品种为材料,探明大喇叭口期（V12）和开花期（VT）高温胁迫对两类品种叶片光合特性、碳同化物积累、分配和籽粒产量的影响。【方法】本研究以耐热型品种郑单958（ZD958）和热敏感型品种先玉335（XY335）为材料,以同时期适宜温度处理（昼32℃12 h/夜22℃12 h）为对照,使用自动控温控湿的高温棚模拟田间自然增温效果,设置V12期、VT期高温胁迫处理（昼38℃12 h/夜28℃12 h）,比较高温胁迫后夏玉米叶面积指数（LAI）、碳代谢酶活性、光合速率、碳同化物积累和分配的动态变化特征,明确夏玉米物质生产性能及籽粒产量对高温胁迫的响应机制。【结果】高温胁迫后,两品种的LAI、碳代谢酶活性、净光合速率和干物质积累量均显著降低,ZD958和XY335的LAI、RuBP羧化酶活性、PEP羧化酶活性、净光合速率和干物质积累量比其对照分别降低了2.98%—4.21%、40.38%—54.46%、16.88%—30.60%、18.14%—25.49%、12.83%—19.38%和3.80%—5.07%、56.56%—76.16%、26.33%—33.66%、22.37%—34.62%、22.07%—26.72%,VT期高温胁迫的降幅大于V12期。高温胁迫后,夏玉米叶片蒸腾速率显著升高,但叶片水分利用效率显著下降。高温下两品种的¹³C同化量均显著降低,V12期高温胁迫后,ZD958和XY335的¹³C同化量分别降低了18.48%和22.82%,籽粒中¹³C同化量占比降低。高温胁迫显著降低穗粒数,千粒重虽有小幅提高,但籽粒产量显著降低。与适宜温度相比,V12期高温胁迫后ZD958穗粒数和产量分别降低了62.53%和45.87%;VT期高温胁迫后穗粒数和产量分别降低了70.53%和66.89%;V12期高温胁迫后XY335穗粒数和产量分别降低了70.50%和62.87%;VT期高温胁迫后分别降低了85.41%和80.61%;VT期高温胁迫降幅大于V12期高温胁迫,XY335的降幅大于ZD958。【结论】高温胁迫降低了夏玉米叶面积指数、叶片RuBP和PEP羧化酶活性,显著降低叶片光合速率和干物质生产性能。高温下穗粒数显著减少,抑制了碳同化物从叶片和茎秆向籽粒的转运,最终导致籽粒产量降低。VT期高温胁迫效应大于V12期,热敏感型品种XY335的降幅显著大于耐热型品种ZD958。     

增温对玉米茎秆生长发育、抗倒性和产量的影响

【目的】随着全球气候变化,温度升高对玉米生产系统的影响越来越复杂,而玉米抗倒性在现在和未来玉米全程机械化生产系统中的重要性尤为突出。研究全生育期温度增加对玉米茎秆生长发育及抗倒的力学特性的影响,为应对未来气候变化下玉米适应性栽培途径提供理论和实践基础。【方法】以郑单958（ZD958）和先玉335（XY335）为材料,通过智能温室控制方法,设置3个温度梯度,分别为CK、CK+2℃、CK+4℃,研究了全生育期增温对玉米茎秆生长、结构发育、抗倒力学特性和产量的影响。【结果】随着温度增加,玉米株高、穗位高、第三节间长度、穗上节间长和穗下节间长均显著高于对照,CK+2℃处理的株高、穗位高、第三节间长度、穗上节间长度和穗下节间长度比CK平均增加10.80%、37.29%、16.87%、17.11%和17.78%,CK+4℃处理则比CK分别增加20.82%、54.17%、37.11%、28.48%和35.84%。温度增加显著增加了玉米穗位系数和茎粗系数,CK+4℃处理比CK+2℃处理和CK的茎粗系数平均增加15.92%和58.99%。增温使玉米茎秆维管束数目和面积显著减少,CK+4℃、CK+2℃处理的第三节间的茎秆中央维管束数目比CK平均减少42.39%、22.59%,维管束总面积比CK分别降低40.33%、28.68%,增温对中央维管束数目和面积的影响大于边缘维管束。随温度增加,玉米茎秆抗推力、穿刺强度和破碎强度显著降低,CK+4℃和CK+2℃处理比CK平均降低50.75%和43.75%（茎秆抗推力）、25.41%和29.59%（穿刺强度）、22.41%和23.58%（破碎强度）。茎秆抗推力与株高、穗位高和地上部第三节间长呈极显著负相关,与茎粗、截面惯性矩、边缘维管束数目、面积、中心维管束数目、面积呈极显著正相关。2个品种对全生育期增温响应不同。随温度增加,热敏感型品种XY335的株高、穗位高、第三节间长度、穗位系数和茎粗系数增幅显著大于ZD958;ZD958的边缘和中心单个维管束面积减少,而XY335维管束面积呈增加趋势,且ZD958维管束数目和边缘维管束总面积的降幅小于XY335;XY335茎秆抗推力降幅显著大于ZD958,且XY335穿刺强度和破碎强度最大值出现在吐丝后25 d,之后下降,而ZD958在成熟期。ZD958穿刺强度和破碎强度与株高、穗位高、地上部第三节间长均呈显著负相关,与茎粗显著正相关,XY335穿刺强度与株高呈显著负相关,破碎强度则与其他指标相关但不显著。【结论】温度增加促进了玉米茎秆生长发育,改变了茎秆内部结构,使茎秆抗推力下降,倒伏风险显著增大,且温度越高倒伏风险越大;不同品种茎秆生长特性和倒伏能力对增温响应存在明显差异。     

不同氮效率基因型玉米根系对低铁胁迫的响应

[目的]揭示不同基因型玉米根系对低铁胁迫的响应,为玉米铁营养研究提供理论依据。[方法]采用营养液培养的方法,研究2种不同氮效率的玉米基因型(ZD958和XY335)在低铁(5μmol/L)和高铁(200μmol/L)条件下生物量累积和分配、根系形态和养分吸收的变化。[结果]低铁胁迫下,2种基因型玉米的苗干重、根干重、总根长、根体积和根表面积均有不同程度的降低,ZD958的苗干重、根干重、根体积、根表面积比XY335分别高45.00%、28.33%、21.27%、16.41%,但2个品种在低铁处理下根质量比与平均根直径明显增加;在低铁胁迫下,ZD958的氮累积量、磷累积量、钾累积量和铁累积量比XY335分别高36.80%、48.12%、45.08%和47.19%。[结论]氮低效的玉米基因型ZD958较氮高效玉米基因型XY335对低铁胁迫更为敏感。     

不同温度/光照组合对‘赤霞珠’葡萄叶片光系统II功能的影响

【目的】探讨温度与光照交叉处理对‘赤霞珠’葡萄叶片光系统功能的伤害机制。【方法】以一年生‘赤霞珠’为试材,设置不同温度（28、34、37、40℃）与光强（800、1600 μmol?m-2?s-1）组合,测定叶片气体交换和叶绿素荧光参数,分析不同温度和光强处理对葡萄叶片PSⅡ活性的影响。【结果】无论高光强还是适宜光强下,随着处理温度升高,叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、PSⅡ的实际光化学效率（ΦPSⅡ）、电子传递速率（ETR）、光合性能指数（PIABS）、捕获光能用于QA以后的电子传递的概率（ΨEo）、单位面积有活性反应中心的数量（RC/CS）均呈下降趋势;PSⅡ激发压（1-qP）、非光化学淬灭系数（NPQ）、相对荧光曲线的初始斜率（Mo）呈现上升趋势;在适宜光强条件下,28—34℃内,叶片PSⅡ的RC/CS以及受体侧未发生显著变化,Pn的下降主要是由于气孔限制引起的,温度达到和超过37℃时,PSⅡ反应中心和受体侧开始出现伤害,叶黄素循环在植物光破坏防御过程中作用增加;在高光照条件下,高光强/28℃时的Pn已降至适光/34℃时的水平, PIABS已低于适光/40℃时的水平,适宜温度范围内（28—34℃）,PSⅡ电子受体侧已受到伤害,温度超过37℃时,反应中心和电子受体侧出现更加严重的伤害,叶黄素循环受到抑制,最大光化学效率明显降低。【结论】适宜光强时,温度达到或超过37℃时,PSⅡ受到伤害,发生较严重的光抑制;强光胁迫在28℃时对PSⅡ功能造成伤害,随着温度的升高,伤害显著加剧,说明强光胁迫比高温胁迫更易造成PSⅡ功能的伤害。     

吐丝期干旱对夏玉米叶绿素荧光特性和产量的影响

【目的】探讨吐丝期干旱胁迫造成夏玉米减产的叶绿素荧光生理机制,为夏玉米抗旱栽培提供理论依据。【方法】以夏玉米品种郑单958和先玉335为试验材料,利用具有遮雨棚的抗旱池,设充分灌水［CK,0～20 cm土层含水量为田间最大持水量的（75±5）%］和吐丝期干旱胁迫［0～20 cm土层含水量为田间最大持水量的（45±5）%］2个处理。测定吐丝期（0 d）及吐丝后10、20和40 d穗位叶叶片SPAD值及叶绿素荧光参数,调查成熟后穗部性状及产量。【结果】吐丝期干旱胁迫显著降低了夏玉米吐丝期及吐丝后的叶片SPAD值,以吐丝后20 d降幅最大,分别为15.38%（郑单958）和17.65%（先玉335）。干旱胁迫下,2个夏玉米品种穗位叶光系统Ⅱ（PSⅡ）最大光化学效率（F_v/F_m）和PSⅡ潜在活性（F_v/F_o）均显著下降（P<0.05,下同）,且随着干旱胁迫时间延长而加剧,以吐丝后20 d降幅最大,分别达0.036和0.574（郑单958）、0.039和0.593（先玉335）。同时,干旱胁迫还降低了穗位叶光合性能综合指数（PI_ABS）,影响程度随着干旱胁迫时间的延长而加剧,以吐丝后20 d胁迫强度最大,分别降低12.30%（郑单958）和16.87%（先玉335）。此外,在干旱胁迫结束恢复供水后,干旱胁迫处理吐丝后40 d的叶片叶绿素含量和叶绿素荧光参数仍低于CK,但与CK间差距缩小。干旱胁迫增加了2个夏玉米品种秃尖长,显著降低了穗粒数和千粒重,最终导致郑单958和先玉335分别显著减产10.29%和11.83%。【结论】吐丝期干旱胁迫对夏玉米穗位叶叶绿素造成了不可逆的损伤,导致叶片SPAD值、F_v/F_m、F_v/F_o和PI_ABS显著下降,限制叶片光合作用,造成减产。     

干旱对桑树叶片光系统Ⅱ活性的影响

栽植桑树既有防风固沙的生态价值,又具有增加农民收入的多种经济效益。随着国家“东桑西移,南蚕北移”工程的实施,栽桑业逐渐由湿润区域向干旱地区转移。干旱胁迫对于桑树光系统Ⅱ（PSⅡ）活性影响的生理机制尚不明确,该研究利用快速叶绿素荧光技术,研究干旱胁迫对桑树叶片PSⅡ活性的影响。结果表明：干旱胁迫导致叶片光系统Ⅱ活性受到明显的抑制,桑树叶片光反应中心潜在活性（Fv/Fo）和以光吸收为基础的光合性能指数（PIABS）均显著低于对照,但干旱协迫对桑树叶片最大光化学效率（Fv/Fm）的影响不显著。干旱处理的桑树叶片PSⅡ电子受体侧的电子由QA向QB传递受阻,同时PQ库和QB的电子接受能力下降,进而增加了Q-A的积累量;同时PSⅡ电子供体侧放氧复合体（OEC）的活性下降,导致PSⅡ活性受到抑制。由此可知,重度干旱抑制桑树PSⅡ光化学活性的生理机制可能是降低PSⅡ受体侧电子传递能力,同时桑树叶片OEC活性也受到伤害。     

平邑甜茶叶片光合速率及叶绿素荧光参数对氯化镉处理的响应

 【目的】研究氯化镉处理对平邑甜茶叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)活性、光合速率影响及其相互关系,为进一步揭示镉伤害机理提供理论依据。【方法】平邑甜茶在含不同浓度氯化镉1/2 Hoagland营养液中培养30 d后,测定其叶片光合速率(Pn)、气孔导度、胞间CO2浓度和荧光参数等,分析氯化镉处理后这些参数间的关系。【结果】在氯化镉处理下,平邑甜茶叶片光合速率和气孔导度显著降低,胞间CO2浓度增加,300 μs时的叶绿素荧光强度(Fk)提高,PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm,φPo)、用于电子传递的量子产额(φEo)、光化学性能指数(PIABS)以及有活性的反应中心的密度(RC/CS)明显下降,并且这些参数的变化幅度随着氯化镉浓度的增加而提高;通径分析显示,300 μs时的相对可变荧光强度(VK)及其可变荧光Fv占(J相的荧光强度Fj-O相的荧光强度Fo)振幅的比例(WK)对Pn的直接作用高于其它荧光参数。【结论】氯化镉使平邑甜茶叶片PSⅡ供体侧、受体侧和反应中心受到显著伤害,从而降低了PSⅡ活性和光合速率;在氯化镉处理下,VK和WK对Pn的直接作用比较大。     

库源比改变对油橄榄产量及源叶光合作用的调节

【目的】研究油橄榄库源关系改变后源叶气体交换、叶绿素荧光特性和光合产物积累的长期响应特征及各项参数间的相互关系,以深化对果树库源关系改变中源叶光合作用调控机制的认识。【方法】以‘鄂植8号’油橄榄(Olea europaea L.)为试材,在初花期通过减源(摘叶)和缩库(疏花)措施处理,研究库源比改变对其产量和源叶气体交换、叶绿素荧光特性及光合产物积累的长期影响。【结果】摘叶处理显著降低了油橄榄果实重量及坐果率;疏花处理明显提高了果实重量,但对坐果率的影响不大。库源比降低后,短期内(处理后7 d)叶片中可溶性糖、淀粉和非结构性糖含量（NSC）显著增加;源叶净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（E）显著下降,胞间CO₂浓度（Ci）显著升高,光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学效率（Fv/Fm）明显下降,PSⅡ实际光化学量子效率（ΦPSⅡ）、光化学猝灭系数（qP）显著下降,非光化学猝灭系数（NPQ）显著升高。处理后30 d,3个处理间叶片中可溶性糖、淀粉含量差异消失,源叶气体交换参数Pn、Gs、E及叶绿素荧光参数ΦPSⅡ、NPQ的差异依然存在;处理后65 d,摘叶处理与对照之间大部分气体交换和叶绿素荧光参数的差异消失,但疏花处理与对照间Pn、Gs、E、Ci、ΦPSⅡ等参数的差异依然存在;处理后125 d,摘叶处理叶片中可溶性糖、淀粉和非结构性糖含量及大部分气体交换和叶绿素荧光参数均显著低于对照,而疏花处理ΦPSⅡ依然显著低于对照,Ci依然显著高于对照。库源比改变125 d后,Gs与Pn之间存在极显著正相关关系,E、Fm和ΦPSII与Pn之间存在显著正相关关系,而Ci、NSC与Pn之间无显著相关关系。【结论】库源比降低后源叶Pn的下降不能只归结于光合产物的直接反馈抑制,PSⅡ实际光化学量子效率下降可能是长期响应过程中Pn下降的主要原因。减源处理能在短期内提高油橄榄叶片光合能力,但会加速叶片的衰老。     

保绿玉米与早衰玉米叶片衰老过程中叶绿素降解与光合作用光化学活性的关系

【目的】阐明玉米叶片衰老过程中叶片叶绿素降解与光合作用光反应活性的关系,为选育长效光合持续期的作物品种提供理论基础。【方法】本研究使用保绿型玉米品种“齐319”（Q319）和早衰型玉米品种“黄早4”（HZ4）为材料,在严格控制环境因素的条件下,用乙烯利诱导离体叶片衰老,通过快速叶绿素荧光诱导动力学曲线分析（OJIP test）和820 nm光吸收曲线技术,研究衰老过程中叶片叶绿素含量、光合速率、光系统1（PSI）和光系统2（PSII）光化学活性的变化,并分析光化学活性下降与叶绿素降解的关系。【结果】在衰老过程中,与保绿品种相比,早衰品种HZ4叶片的光能吸收能力、能量的转化效率以及PSI和PSII电子传递的活性均衰退较快。虽然早衰品种在衰老过程中光化学活性的衰退快于保绿品种,但是当叶片的叶绿素含量下降相同程度时,保绿品种Q319叶片的光能的捕获、能量的转化以及电子传递活性都比HZ4叶片下降得更明显。【结论】光化学活性的快速衰退是导致早衰品种HZ4叶片在生育后期光合功能快速衰退的一个重要原因,但它在叶绿素降解时能维持较高的光化学活性。因此在长效光合持续期品种的选育中,应当同时重视两个典型性状：①衰老过程中维持较高的叶绿素含量;②在叶绿素降解时维持较高的单位叶绿素光能吸收、能量转换以及电子传递活性。     

盐胁迫对不同倍性金银花光合特性的影响

【目的】研究四倍体和二倍体金银花叶片光合作用对盐胁迫的响应,特别是盐胁迫对PSⅠ和PSⅡ性能以及协调性的影响,比较盐胁迫下叶片光合特性的差异,分析盐胁迫对叶片Na⁺、Cl^-和丙二醛含量以及叶片生物量的影响,揭示不同倍性金银花耐盐胁迫的能力,为盐碱地栽培品种的选择提供参考。【方法】选用四倍体和二倍体金银花为试验材料,采用叶绿素荧光快速诱导动力学曲线和820 nm光反射曲线同步测定技术,结合气体交换参数,研究中度（150 mmol·L^-1 NaCl）和重度（300 mmol·L^-1 NaCl）盐胁迫对四倍体和二倍体金银花叶片光合作用和光合机构的影响。金银花植株定植于装有石英砂的塑料盆中,Hoagland营养液培养。营养液中加入NaCl用于盐处理,每天递增50 mmol·L^-1到达处理浓度（150和300 mmol·L^-1）,处理持续15 d。以不加入NaCl的营养液培养对照植株。盐处理过程中选取枝条中部全展的叶片用于指标测定。【结果】中度盐胁迫下,四倍体和二倍体金银花叶片光合速率、气孔导度和胞间CO₂浓度显著降低,但四倍体下降幅度小于二倍体,说明中度盐胁迫下光合速率的降低是由气孔限制引起的,四倍体叶片光合作用受气孔限制程度较小。重度盐胁迫下,四倍体和二倍体金银花叶片光合速率也显著降低,但四倍体下降幅度小于二倍体,能维持较高的光合活性。重度盐胁迫7 d后,二倍体金银花叶片Rubisco酶的活化状态和羧化效率显著降低,诱发PSⅡ光抑制,降低向PSⅠ电子传递的量子产额。因此,PSⅠ的还原受到抑制,820 nm光反射曲线应该显示PSⅠ氧化幅度增加。但结果相反,PSⅠ氧化幅度却显著降低。重度盐胁迫下,二倍体金银花叶片PSⅠ也发生了光抑制,不能有效推动电子向PSⅠ受体侧传递,抑制了PSⅠ的氧化,而PSⅠ光抑制程度高于PSⅡ,导致PSⅠ氧化幅度显著降低,破坏了PSⅡ与PSⅠ的协调性。重度盐胁迫15 d后,四倍体金银花叶片Rubisco酶活化状态和羧化效率显著下降,但下降幅度小于二倍体金银花,PSⅡ和PSⅠ的性能未受显著影响,维持了PSⅡ和PSⅠ的协调性。因此,相对于二倍体,四倍体金银花叶片在重度盐胁迫下也具有较高的光合活性。盐胁迫15 d后,二倍体金银花叶片Na⁺、Cl^-和丙二醛含量显著增加,整株叶片干重显著降低,其变化幅度大于四倍体金银花,说明四倍体金银花受离子毒害的影响较轻,这可能是其在盐胁迫下维持较高光合性能的原因。【结论】盐胁迫下,四倍体金银花叶片能维持较高的气孔导度和Rubisco酶的活化状态,保持了PSⅡ和PSⅠ的协调性,因而具有较高的光合活性,能够积累较多的生物量。因此,四倍体金银花耐盐胁迫的能力强于二倍体,更适于盐碱地栽培。     

叶绿素含量降低对水稻叶片光抑制与光合电子传递的影响

【目的】水稻突变体叶片叶绿素含量显著低于其野生型,但其光合电子传递效率与净光合值显著高于对照,文章旨在阐明其生理学机理并探讨其在高光效育种中的潜在应用价值。【方法】通过人工气候室的盆栽试验设置高光强(光照强度为700—800μmol·m~(-2)·s~(-1))与低光强(光照强度约为100—200μmol·m~(-2)·s~(-1))2个处理,并结合大田试验,观测突变体与野生型的叶绿素荧光、超氧阴离子含量、丙二醛含量、SOD酶活性、叶绿体超微结构、叶片荧光显微结构与冠层温度。【结果】突变体材料叶绿素含量显著低于其野生型,并且光照强度对其叶绿素含量的效应也不相同。随着光照强度的增强,突变体叶片叶绿素含量增加60%,而野生型品种叶片叶绿素含量却降低20%以上。光反应曲线表明,突变体光合值显著高于野生型,尤其在1 000μmol·m~(-2)·s~(-1)光照下,低光强与高光强处理中低叶绿素含量突变体光合值分别比野生型高9.4%和46.5%。叶绿素荧光数据也表明,水稻突变体的电子传递速率(ETR)、光系统Ⅱ的量子产量(ΦPSⅡ)、光化学淬灭(q P)、光下最大光化学效率(F′v/F′m)显著高于其野生型。在高光强处理下,野生型材料中的应激活性氧超氧阴离子与丙二醛(MDA)含量受到光抑制。叶绿体超微结构与荧光显微结构表明,野生型材料叶绿体受到一定程度的损伤,且其维管束间距离显著大于突变体,其维管束面积小于突变体,不利于水分在叶片中的传输。田间冠层热力学图像表明中午高温、高光照条件下,突变体冠层温度显著低于其野生型。综合以上结果,野生型叶片叶绿素含量高,在高光强下会导致过量光吸收,光系统Ⅱ电子传递效率下降,超氧阴离子与丙二醛累计,导致叶绿素结构与功能的破坏,因此,其光合值显著低于突变体材料。同时过量光吸收会导致叶片与冠层温度上升,不利于冠层群体光合。【结论】在未来高光效育种中选育叶绿素含量适当降低的品种,有助于避免高光强下叶片的过量光吸收,从而缓解活性氧的产生与光抑制,并有利于降低冠层温度从而缓解水稻群体光合"午休"现象。     

产量15 000 kgha-1以上夏玉米灌浆期间的光合特性

 【目的】探讨产量15 000 kgha-1以上夏玉米籽粒灌浆期的光合特性及其与产量形成的关系。【方法】在多年高产试验基础上，选用3个具有高产潜力的玉米杂交种，采用78 000株/ha的密度大田种植。以地上生物量及其分配、果穗叶的光合特征参数来评价产量15 000 kgha-1以上的夏玉米光合生理活性；以Richards模型拟合籽粒灌浆过程。【结果】3个玉米杂交种均可实现15 000 kgha-1以上的高产，以先玉335（XY335）产量最高。对籽粒产量形成的Richards解析表明，籽粒灌浆启动快且高灌浆速率持续时间和生长活跃期（50 d以上）长的杂交种更容易实现高产。产量15 000 kgha-1以上3个杂交种表现出灌浆前期净光合速率、PEPCase活性和RuBPCase活性较高，后期净光合速率、叶面积指数和可溶性蛋白含量下降缓慢的特点，整个灌浆期间叶绿素a/b比值始终较高。3个杂交种中XY 335叶片光合生理活性最高，净光合速率和叶面积的高值持续期分别达50 d和60 d以上。【结论】在玉米高产高密度栽培条件下，重视叶片的光合生理活性的改善可提高光能利用效率，维持较高灌浆速率和较长活跃生长期，实现15 000 kgha-1以上的高产目标。     

缺锌胁迫对苹果叶片光合速率及叶绿素荧光特性的影响

【目的】研究不同程度的缺锌胁迫对大田苹果树叶片的叶绿素含量、光合速率、叶绿素荧光特性等的影响,进一步揭示缺锌对叶片光系统的伤害机理。【方法】以大田盛果期‘红富士/平邑甜茶’正常树和缺锌小叶病树为试材,对叶片锌含量、叶绿素含量、净光合速率、荧光参数等指标进行测定。【结果】缺锌胁迫下,苹果叶片叶绿素含量下降,单叶面积、比叶重显著减小;气孔导度降低,胞间CO2浓度升高,净光合速率和水分利用效率下降。随缺锌程度加重,叶片初始荧光Fo上升,PSⅡ潜在活性Fv/Fo 、PSⅡ实际光化学效率ΦPSⅡ、光化学淬灭系数qP及PSⅡ天线转化效率Fv’/Fm’显著下降;J点相对可变荧光VJ和K点的相对变化Wk上升,电子传递的量子产额ETo/ABS和单位面积有活性的反应中心数量RC/CSo下降,光合性能指数PIABS显著降低。【结论】缺锌时非气孔限制是导致苹果叶片光合速率降低的原因之一;缺锌时首先引起放氧复合体（OEC）的破坏,进而使PSⅡ反应中心受损,PSⅡ供体侧、受体侧电子传递受抑制,影响叶片对光能的吸收、传递与利用。