大豆光合生理生态的研究——第14报 大豆不同类型叶细胞中叶绿体的分布及超微结构

大豆叶片棚栏细胞和海绵细胞中叶绿体数量多、体积大,基质较稠密,叶绿体基粒及片层结构较复杂。维管束鞘细胞和平脉叶肉细胞中叶绿体数目较少、体积小、基质较稀疏,叶绿体基粒及片层结构较简单。维管束薄壁细胞中叶绿体数最少、体积最小,结构最简单。叶绿体在不同细胞中的分布和结构的复杂程度与各类细胞的功能及在叶片中的解剖位置有关。     

巴西橡胶树若干品系叶切片的超微结构观察

本文对巴西橡胶的若干品系叶片进行了显微和超微结构的观察，实验结果表明：巴西橡胶不同品系间的叶片解剖结构存在明显差异：古农96－28，RRIM600和IAN873叶片维管束鞘细胞含有丰富的叶绿体，基粒片层较发达，且韧皮部薄壁细胞，本质部薄壁细胞和射线细胞也含有叶绿体，但没有典型的“花环型”结构：IAN873叶片维管束鞘细胞里富含两种类型的光合膜，线粒体和发达的内质网等多种细胞器。而天任31－45等的叶片鞘细胞仅含少量叶绿体，其片层不发达，且无基粒。     

花生感染条纹病毒(PStV)后叶片细胞超微结构研究

花生接种PStV后30d取叶片进行超薄切片置于电镜下观察,在花37和白沙1016两个品种发病叶片的叶肉细胞中均发现有多种形状的内含体和病毒粒子的存在;内含体多发现于细胞核周围,有风轮状、柬状、管状和环状等;病毒粒子以柬状或拟晶格状存在,且以高感品种白沙1016叶肉细胞内的含量较多。PStV对叶绿体和线粒体等细胞器的结构有破坏作用,表现为叶绿体畸形,类囊体片层减少,基粒缩小且排列不整齐,并有大量淀粉粒累积,部分线粒体出现肥大和自溶。此外,感病细胞的膜系统松弛,有膜溶解现象,上述病理结构变化均以高感品种白沙1016表现的更为明显。     

玉米叶龄与叶绿体超微结构和光合性能变化规律的研究

在大田高产条件下,研究玉米果穗叶龄与叶绿体超微结构、叶绿素含量、光合强度和淀粉积累的关系。结果表明;果穗叶展开30天内,叶绿体超微结构逐渐复杂,叶绿素含量不断增加,光合强度处于高、稳时期,叶中无淀粉积累。果穗叶龄40天以后直至成熟,前三项随之降低,叶中淀粉粒积累逐渐增加,尤以维管束鞘细胞中淀粉粒居多。     

甘蓝型油菜黄化(苗)突变体的叶绿素含量及超微结构

用氮离子处理双低高含油量甘蓝型油菜新品系 HDY-8种子 ,M1 出现了一株失绿黄化而后复绿的突变体 ,其 M2 仍有三分之一的植株出现黄化反应。叶绿素含量测定和叶绿体超微结构观察发现 :黄叶、黄绿叶的叶绿素含量明显低于绿叶 ,而叶绿素 a与叶绿素 b的比值又大于绿叶。黄叶细胞内叶绿体数量少 ,形状不规则 ,膜结构已解体 ,无类囊体 ,叶绿体内无淀粉粒 ,嗜锇颗粒较多 ;黄绿叶细胞内叶绿体数目较多 ,形状规则 ,基粒片层清晰可见 ,内有淀粉粒 ;绿叶细胞内叶绿体较多 ,形状规则 ,基粒片层清晰 ,其内淀粉粒多而大 ,嗜锇颗粒较少     

不同施氮时期对夏玉米干物质积累及氮肥利用的影响

以提高夏玉米氮肥利用率、减少氮肥污染为目标,研究了不同施氮时期对夏玉米生长发育及氮肥利用率的影响。结果表明：施氮显著增加子粒产量和穗粒数,以3叶期施氮结合12展叶追氮处理的子粒产量最高,但对千粒重和单位面积穗数影响差异不显著。施氮使各处理植株的叶面积指数(LAI)均在生育后期保持较高值,延缓了叶片衰老,促进了干物质的积累。3叶期施氮结合12展叶追氮处理的夏玉米氮肥利用率最高,较3叶期施氮和12展叶施氮分别提高了21.8个百分点和22.8个百分点,较好地提高了夏玉米当季氮肥利用率,能够有效降低因氮素损失而造成的农田污染。     

干旱胁迫对燕麦叶片气孔和叶肉细胞超微结构的影响

为了解干旱后燕麦解剖结构的变化,以燕麦品种白燕2号为材料,通过盆栽控水试验,设置正常供水、轻度干旱和重度干旱三个不同水分处理(土壤含水量分别为田间持水量的75%、60%和45%),研究了干旱胁迫对燕麦叶片渗透调节物质含量、气孔和叶肉细胞超微结构的影响。结果表明,正常水分条件(对照)下,燕麦叶片脯氨酸和可溶性糖含量较低,表皮细胞皱褶,气孔关闭或微张,叶肉细胞内细胞器形状规则,结构清晰。与对照相比,轻度干旱胁迫下,燕麦叶片脯氨酸和可溶性糖含量增加,叶片表皮细胞饱满,气孔开启度较大,叶绿体形状变圆,近球状,线粒体外被膜膨胀,但结构未见明显损伤;重度干旱胁迫下,叶片脯氨酸和可溶性糖含量极显著增加,表皮细胞干瘪,气孔保卫细胞膨胀,气孔关闭,气孔器下陷。重度干旱胁迫下,燕麦叶绿体和线粒体受到的损伤较大,叶绿体内基粒、基质类囊体降解,出现较大的空腔;线粒体外被膜断裂,内含物流失;细胞核染色质凝聚,叶绿体之间出现嵌合现象。因此,干旱胁迫能诱导燕麦叶片渗透调节物质的积累和细胞超微结构的改变,渗透调节物质增幅和细胞超微结构的破坏程度随着土壤有效水分含量的降低而上升,但在细胞超微结构上也出现抗性反应,表明燕麦具有较强的抗旱性。     

低温驯化及封冻后不同抗寒性小麦品种细胞超微结构的比较

为分析不同抗寒性小麦品种在低温胁迫下细胞超微结构的差异,以抗寒品种东农冬麦1号和对照济麦22为材料,分别在低温驯化期和封冻期用透射电镜观察两个品种分蘖节和叶片的细胞超微结构。结果表明,低温驯化期（11月2日）两个品种分蘖节的细胞超微结构均没有受损。抗寒品种东农冬麦1号分蘖节细胞内有少量质体,且分蘖节的液泡占整个细胞的比例较济麦22小;封冻后10 d,济麦22分蘖节发生严重的质壁分离,线粒体外膜不再清晰,而东农冬麦1号分蘖节内除有的线粒体内外脊不再清晰外,其他细胞器官没有明显变化。封冻后30 d东农冬麦1号发生轻微的质壁分离,细胞核完整,线粒体膜不清晰;济麦22分蘖节细胞内含物基本没有,细胞空泡化。调查期内,济麦22叶片的叶绿体紧贴细胞壁排列,细胞内有较大的中央大液泡,11月2日叶绿体内出现拟脂颗粒,封冻后30 d叶片细胞基本空泡化;东农冬麦1号有一部分叶片细胞的叶绿体在细胞中部聚集,调查期内未见叶绿体内出现拟脂颗粒,封冻后30 d线粒体出现破损,叶绿体排列不再规则,但细胞核仍然清晰。     

枇杷试管苗限制生长保存过程中叶肉细胞超微结构变化的研究

本试验以早钟6号枇杷试管苗为材料,将其分别保存在MS+5 mg/L PP333培养基上和MS培养基(对照)上,采用超薄切片透射电镜对保存的试管苗成熟叶片叶肉细胞进行观察。结果表明:与对照相比,添加5 mg/L的PP333,保存6个月时,明显推迟了叶绿体的变形、移动、叶绿体和线粒体的镶嵌及叶绿体的解体;保存9个月时,叶肉细胞叶绿体结构完整,少数出现解体,淀粉粒明显增大、增多,线粒体和细胞核结构正常。     

盐胁迫下海马齿叶肉细胞超微结构观察

通过透射电镜,在超显微结构水平上对淡水和海水栽培的海马齿(Sesuvium portulacastrumL.)植物叶肉细胞结构进行了比较。结果显示:海水栽培的海马齿叶肉细胞质膜明显向内折叠,出现大量大小、形状各异的质膜突起,以及质膜片层;而淡水栽培的海马齿叶肉细胞质膜向内折叠不明显,质膜突起少见。相对于淡水栽培,海水栽培的海马齿植物叶肉细胞叶绿体变小、数量增多;形状变短,由肾形、梭形或弓形变成椭圆形或一端膨大的不规则形状;叶绿体基粒片层结构清晰完整,垛叠程度增加,叶绿体没有受到明显伤害;叶绿体中淀粉粒数量增多,体积变大,淀粉粒表面出现皱褶,形状由长椭圆型变成短椭圆形或不规则形状,电子密度变低;叶绿体上脂质体增多且体积变大。线粒体数量增加,但体积变小;形状由圆球状或棒状变成椭圆体状;线粒体内膜向内折叠所形成的嵴清晰,但海水栽培的海马齿叶肉细胞线粒体外膜模糊,受到轻微伤害。     

Differential Sensitivity of Chloroplasts in Mesophyll and Bundle Sheath Cells in Maize,an NADP-Malic Enzyme-Type C4 Plant,to Salinity Stress

Abstract

The changes in chloroplast ultrastructure and the contents of chlorophyll, Na and K in response to salinity stress were investigated in leaves of maize, an NADP-malic enzyme-type C₄ plant species possessing dimorphic chloroplasts. The seedlings were treated with 0, 1, 2 or 3% NaCl for three or five days under a light or dark condition. In both light and dark conditions, the dry weight of salt-treated plants decreased as NaCl concentration increased. Chlorophyll and K contents of the second leaf blade decreased as NaCl concentration increased under the light condition but not under the dark condition. Na content of the second leaf blade was significantly higher at high NaCl concentrations under both light and dark conditions. However, Na content was much lower under the dark condition than light condition. Higher concentrations (2 and 3%) of NaCl significantly increased the size of plastoglobules, decreased the number and size of starch granules and altered the chloroplast ultrastructure. Under the light condition, mesophyll cell (MC) chloroplasts appeared more sensitive to the damaging effect of salinity than the bundle sheath cell (BSC) chloroplasts. MC chloroplasts became more globular in shape and showed swollen and disorganized thylakoids and reduced thickness of grana by salinity. BSC chloroplasts were less affected by salinity than MC chloroplasts. Although chloroplast size and number and size of starch granules were reduced, there was no structural distortion in the thylakoids of BSC chloroplasts. However, the thickness of grana was increased by salinity. Under the dark condition, the chloroplast structure was less affected by salinity. Though the envelope of BSC chloroplasts was occasionally damaged, the thylakoids in both MC and BSC chloroplasts were preserved under salinity stress. The present study suggests that the chloroplast damage caused by salinity is light-dependent and MC chloroplasts are more sensitive to salinity than BSC chloroplasts.     

Pre-anthesis high temperature acclimation alleviates the negative effects of post-anthesis heat stress on stem stored carbohydrates remobilization and grain starch accumulation in wheat

The potential role of pre-anthesis high temperature acclimation in alleviating the negative effects of post-anthesis heat stress on stem stored carbohydrate remobilization and grain starch accumulation in wheat was investigated. The treatments included no heat-stress (CC), heat stress at pre-anthesis only (HC), heat at post-anthesis only (CH), and heat stress at both stages (HH). Post-anthesis heat stress decreased grain starch content, reduced the content of fructans and depressed activities of related synthesis enzymes of sucrose:sucrose fructosyltransferase and fructan:fructan fructosyltransferase. Interestingly, HH plants had significantly higher grain yield than the CH plants. In addition, post-anthesis high temperature lowered grain starch content and increased percentages of volume, number and surface area of B-type starch granules in CH and HH than in CC treatment. However, HH plants had much higher starch content, and caused less modified B-type starch granule size indicators than the CH plants. Our results indicated that, compared with the non-acclimated plants, the pre-anthesis high temperature acclimation effectively enhanced carbohydrate remobilization from stems to grains, led to less changed starch content and starch granule size distribution in grains of wheat under post-anthesis heat stress.     

高温对玉米植株形态与功能、产量构成及子粒养分的影响

以热敏型玉米品种驻玉309为材料,设置两个高温处理,研究不同程度日间高温对玉米产量及穗部性状、物质生产及转运、子粒库容的影响。结果表明,高温(HT1)对玉米产量无显著影响,极高温(HT2)显著降低玉米结实率和产量。植株株高在HT2下表现为降低,叶面积则表现为HT2CKHT1。花期高温胁迫显著降低吐丝期穗位叶净光合速率,但对叶绿素含量无显著影响。HT2降低穗粒数和总干物重,增加了成熟期茎、叶、苞叶干物质占单株地上干物质总重比例。高温胁迫增加子粒粗蛋白含量、可溶性糖含量和淀粉含量。结果显示,HT1处理下玉米通过自身增加物质转运能力应对高温胁迫,HT2通过显著降低穗粒数而影响子粒库容减小,造成不可逆损伤,同时影响了玉米源(叶面积)和流(物质转运与分配)的能力。     

乙烯利对夏玉米果穗生长发育影响及生理机制探究

采用大田种植方法,以郑单958为试验材料,于玉米7展叶期（E7）、9展叶期（E9）喷施乙烯利,比较研究玉米产量、果穗维管束特征、子粒干物质积累及相关生理指标,探讨乙烯利对玉米果穗发育的影响及生理机制。结果表明,乙烯利处理使玉米子粒千粒重下降;子粒灌浆起始生长势降低、灌浆天数缩短,可溶性淀粉积累量下降;子粒中IAA（生长素）含量降低、ABA（脱落酸）含量升高,果穗穗轴的维管束长度及筛管半径显著降低,穗柄维管束个数下降、维管束长度也下降。IAA含量下降抑制木质素前体苯丙烷及木质素的形成,进而抑制木质部的形成,使得维管束个数、长度下降,进而子粒库容降低,子粒库活性降低,导致最终产量下降。     

玉米花期耐高温品种的筛选与综合评价

以30个黄淮海地区主栽玉米品种为试材,研究高温对不同玉米杂交种的形态、叶片生理以及产量构成因素的影响,筛选玉米杂交种花期耐热性评价指标,对30个玉米杂交种花期耐热性进行综合评价。结果表明,高温胁迫阻碍了玉米雌雄穗的分化,造成植株生长中心转移,且不同基因型玉米间存在显著差异。高温处理后,穗位叶片变薄,其比叶重、叶绿素相对含量及净光合速率均有所下降,穗位叶片浸泡液相对电导率显著增加。高温胁迫使玉米果穗行粒数明显减少,百粒重及子粒产量显著下降。综合不同品种各性状耐热系数的相关性分析及逐步回归分析结果得出,产量、百粒重、穗长、穗粗和结实率可作为评价玉米杂交种花期耐热性的主要指标。     

灌水与施氮对夏玉米冠层结构及产量的影响

以郑单958为材料,在大田条件下研究不同水、氮处理对夏玉米冠层结构及产量的影响。结果表明,试验条件下,灌水使植株叶绿素含量（SPAD）增加、透光率减小,对产量无显著影响。施氮对冠层结构和产量的影响因灌水处理而不同,在不灌水条件下,增施氮肥增加叶片SPAD,提高穗位层叶面积指数（LAI）和产量,以施氮量375 kg/hm²时产量最高,较不施氮处理提高39.5%;在灌水条件下,增施氮肥增加各层LAI和SPAD,而使透光率减小,产量以施氮量225 kg/hm²时最高。氮肥偏生产力随施氮量增加呈明显下降趋势。从产量及氮肥高效利用看,高产玉米适宜的施氮量在225～300 kg/hm²之间,灌水与否取决于不同降水年型。     

不同生育阶段受旱对旱区夏玉米生长发育和产量的影响

2013和2014年在陕西杨凌进行田间控水试验,试验设置两个灌溉水平,每个灌溉水平下设置4种受旱处理,以全生育期均灌水为对照,分析不同生育时期受旱条件下夏玉米的株高、叶面积、生物量和产量等生理生态指标的变化特征以及蒸散量和水分利用效率的变化规律。结果表明,不同的灌水水平与受旱时段对夏玉米的产量有明显的交互作用,拔节前受旱会使最终产量偏低,且低灌水处理产量低于高灌水处理;在抽雄期受旱会明显减少穗粒数,但在同一灌水水平下产量最高;灌浆期受旱不仅明显减小了百粒重导致减产,而且蒸散量偏大,导致水分利用效率降低。因此,灌水水平较低时,应尽量避免玉米营养生长阶段(出苗和拔节)受旱;灌水水平较高时,可选择在苗期适度亏水,并避免灌浆期受旱。     

增密对湖北省春玉米与夏玉米产量与机收质量的影响

本研究选用不同品种，设置高、低两个种植密度，分析增密后春播与夏播玉米产量及机收质量的变化。结果表明，增密后春玉米和夏玉米的穗粒数与粒重均呈下降趋势，但穗数显著增加，进而均显著增产，产量平均分别提高10.5%、14.4%。增密均显著降低了春播与夏播玉米子粒破碎率与损失率，子粒破碎率分别下降了0.9%、1.1%，损失率分别下降了1.5%、1.2%；增密对含杂率影响不显著。子粒含水量、子粒压缩破碎力与子粒破碎率间呈显著线性相关关系，降低子粒含水量、提高子粒压缩破碎力可明显降低子粒破碎率；增密显著降低收获时子粒含水量、提高了子粒压缩破碎力。因此，建议湖北省春玉米与夏玉米均可适当增加种植密度。     

吐丝后不同阶段干旱胁迫对糯玉米子粒产量和淀粉品质的影响

以苏玉糯5号和渝糯7号为材料,试验对照和干旱处理下土壤相对含水量分别为75%和55%,干旱胁迫时间分别为子粒建成期和灌浆充实期,研究结实期不同阶段(子粒建成期和灌浆充实期)干旱胁迫对糯玉米子粒产量和淀粉品质的影响。结果表明,结实期干旱胁迫显著降低子粒产量,且降幅子粒建成期大于灌浆充实期。干旱胁迫下淀粉含量显著降低,总蛋白、球蛋白、谷蛋白含量显著增加,淀粉平均粒径增大、支链淀粉平均链长增加,相对结晶度升高,且影响子粒建成期大于灌浆充实期。糯玉米粉峰值黏度受灌浆充实期干旱胁迫影响较小,在子粒建成期干旱胁迫下显著降低。糯玉米粉热焓值在子粒建成期干旱胁迫下降低,灌浆充实期干旱胁迫下增加。苏玉糯5号回生值干旱胁迫下显著降低,且降幅灌浆充实期较大;渝糯7号回生值受子粒建成期干旱胁迫影响较小,灌浆充实期干旱胁迫下显著增加。     

不同播期下优质稻桂华占、八桂香花后碳氮物质流转与籽粒生长相关性

以桂华占、八桂香为材料,不同播期调控下,研究不同播期下优质稻花后植株碳氮流转与籽粒生长及品质的相关性.结果表明:(1)花后茎鞘、叶片干物质运转速度和运转率都与籽粒起始灌浆势呈正相关.籽粒活跃灌浆期、持续灌浆时间与花后茎鞘、叶片干物质运转速度和运转率呈极显著正相关.(2)播种期推迟不利于茎鞘碳同化物向穗部流转,茎鞘碳同化物转运对籽粒的产量和淀粉产量的贡献率表现为淀粉＞可溶性糖＞蔗糖,茎鞘碳同化物对籽粒产量及淀粉产量的贡献率远高于叶片.可溶性糖转运对籽粒产量和淀粉产量贡献率表现为SD1＞SD2＞SD3;蔗糖、淀粉对籽粒的产量贡献率表现为SD1＞SD2＞SD3.茎叶可溶性糖积累量的减少与籽粒直链淀粉含量和积累量增加是同步的,并且,茎叶可溶性糖积累量快速递减期(花后3～12 d)与直链淀粉含量和积累量快速递增期(花后6～12d)同步.(3)播种期推迟减少茎鞘和叶片总氮的积累,籽粒氮收获指数降低,但是播种期的推迟却增加茎鞘和叶片器官蛋白氮积累,有利于籽粒蛋白质含量提高.