水通道蛋白PIP1基因过表达杨树的光合生理过程对干旱和复水的响应

【目的】通过比较转水通道蛋白基因Pt PIP1;3(Gen Bank登录号:MN795092 ptopip1.3)的84K杨与野生型植株的光合作用对干旱及复水的响应,分析该过程的限制因素,以期深入了解水通道蛋白PIP1在干旱胁迫及复水过程中对CO_2导度的调节作用及其对光合作用的影响。【方法】以杂交杨84K野生型及转Pt PIP1;3基因植株为研究对象,进行重度干旱胁迫(土壤含水量达到田间持水量的35%)及复水处理,测定气体交换及叶绿素荧光各个指标,计算叶肉导度(g_m)等参数,进而分析水通道蛋白在干旱条件及复水后对CO_2导度和光合作用的调节作用。【结果】转Pt PIP1;3基因84K杨在正常浇水下净光合速率(P_n)、气孔导度(g_s)和蒸腾速率(Tr)显著高于84K野生型。干旱胁迫至第6天,野生型和转基因植株光合作用都开始下降,且转基因植株光合作用下降速度更快,至第7天降到野生型同样的水平。干旱处理的第7～10天,转基因植株和野生型植株的g_s、g_m和P_n均显著低于各自对照(正常浇水植株),光化学淬灭(q_P)、光系统Ⅱ实际光化学效率(Ф_(PSⅡ))、电子传递速率(J_(flu))、最大羧化速率(V_(cmax))和最大电子传递速率(J_(max))也显著降低,此时2种植株的光合作用都主要受到叶肉导度的限制。在复水的3天过程中,转基因植株的光合作用恢复速度更快,而且叶绿素荧光参数能够恢复到正常水平,期间光合作用主要受到叶肉导度的限制;而野生型植株的光合参数以及叶绿素荧光参数都未完全恢复,其光合作用除了受到叶肉导度的限制外,还受到光合作用中生物化学过程的限制。【结论】叶肉导度是转水通道蛋白基因及野生型84K杨干旱胁迫和复水过程中光合作用的主要限制因素。在干旱胁迫后水通道蛋白基因过表达的转基因杨树光合作用恢复迅速,包括光系统Ⅱ性能的恢复,这有助于杨树适应自然界中经常发生的阶段性干旱胁迫。     

NaCl胁迫对葡萄砧木光合特性与叶绿素荧光参数的影响

为探究葡萄（Vitis sp.）砧木对盐胁迫的响应机制，以耐盐葡萄砧木品种101-14M（V. riparia×V. rupestris）和盐敏感品种188-08（V. berlandieri × V. riparia）的一年生苗为试材，比较研究了0、4、6、8、10 g·kg-1的NaCl胁迫对2种砧木叶片叶绿素含量、光合气体交换参数和叶绿素荧光参数的影响。结果表明：随着盐浓度升高，净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度和蒸腾速率显著下降，同时最大荧光产量、最大光化学效率、实际光化学效率和光化学淬灭系数也呈下降趋势，初始荧光产量、非光化学淬灭系数和叶绿素含量表现为先升高后降低。在6 g·kg-1 NaCl胁迫下，188-08光合速率降低主因由气孔限制转向叶绿素限制，并在8 g·kg-1 NaCl胁迫下PSⅡ受到严重损伤；而101-14M叶片在8 g·kg-1盐胁迫下主要因叶绿素限制造成光合受限，并在10 g·kg-1盐胁迫下PSⅡ反应中心遭受损伤。     

外施Ca~(2+)对盐胁迫下珠美海棠组培苗光合特性的影响

为研究Ca~(2+)对盐胁迫下植株伤害的缓解作用,以珠美海棠组培苗为材料,采用盆栽法研究外施Ca~(2+)对盐胁迫下珠美海棠光合特性的影响。采用双因素随机区组设计,NaCl设置0,100,200,300 mmol·L~(-1)4个浓度梯度,Ca~(2+)设置0,5,10,15,20 mmol·L~(-1)5个浓度梯度,对各处理珠美海棠色素和光合指标进行测定和分析。结果表明:(1)单一NaCl胁迫和外施Ca~(2+)处理均可使珠美海棠叶绿素a和b含量呈先升高后下降的趋势,其中在Na Cl和Ca~(2+)浓度分别达到200 mmol·L~(-1)和15 mmol·L~(-1)时达到最高值;(2)单一Na Cl胁迫可使珠美海棠Pn、Gs和Tr呈先升高后下降的趋势,Ci趋势与三者相反,其中在Na Cl浓度达到100 mmol·L~(-1)时Pn、Gs和Tr达到最高值而Ci达到最低值;(3)在Na Cl高浓度即200 mmol·L~(-1)和300 mmol·L~(-1)处理,外施适宜浓度Ca~(2+)对盐胁迫下珠美海棠光合指标有缓解作用,并分别以外施15,10 mmol·L~(-1) Ca~(2+)效果最佳。研究可为珠美海棠在滨海盐碱地的引种栽培提供参考和借鉴。     

瑞丽山龙眼幼苗光合特性研究

使用Li-6400XT便携式光合仪测定高黎贡山南段2种环境(野外、大棚)下生长的我国特有种植物瑞丽山龙眼幼苗的光合特性,结果表明:(1)2种环境下生长的幼苗净光合速率(PN)日变化出现"双峰"曲线,有"午休"现象,但峰值出现的时刻与大小不同,野外幼苗在10:00、16:00出现高峰值,分别为4.608、2.118μmol/(m~2·s),大棚幼苗在11:00、15:00出现2个高峰值,分别为4.102、3.982μmol/(m~2·s);蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)变化趋势与净光合速率变化趋势一致,也有"午休"现象;水分利用率(WUE)无明显变化规律;胞间CO_2浓度(Ci)与净光合速率日变化相反。(2)净光合速率与环境因子偏相关性分析表明,环境因子:光合有效辐射(PAR)、大气CO_2浓度(Ca)、空气温度(Ta)、相对湿度(RH)对幼苗PN值影响均为:PARCaTaRH;(3)两地幼苗光饱和点(LSP)均较高,野外为2 674.995μmol/(m~2·s)、大棚幼苗为2 228.754μmol/(m~2·s),光补偿点(LCP)分别为38.250、8.322μmol/(m~2·s)。     

大白菜小植株突变体s1光合能力及光反应相关基因的转录组分析

植株的大小与光合能力密切相关。本研究以大白菜小植株突变体s1和其野生型WT为材料,通过测定叶绿素含量、净光合速率、叶绿素荧光参数以及对光反应相关基因的转录水平分析,解析大白菜植株大小与光合能力的相关性。结果表明:与野生型相比,大白菜小植株突变体s1的叶绿素含量无显著差异,但光合速率显著降低29%;Fv/Fm和Y(II)值在二者之间无显著差异(P>0.05),而s1的外叶和新叶ETR值都显著低于WT;进一步的转录组分析表明光合电子传递链上的PSII、PC、FNR、ATP合酶相关基因表达下调0.94～1.69倍。由此证实,大白菜小植株突变体s1光合速率低与光合电子传递链中的基因表达下降及光合电子传递速率下降有关。该研究为进一步挖掘大白菜植株大小相关的优异基因资源提供了良好的试验材料,也为大白菜分子设计育种提供了理论依据。     

枯草芽孢杆菌的筛选及其与光合细菌复配对养殖水体的净化

以光合细菌和枯草芽孢杆菌为试验菌种,研究二者最优浓度配比,应用在实际生产中提高降解水体氨氮、NO~-_2和化学需氧量(COD)浓度的能力。测定7种枯草芽孢杆菌的生长曲线,选取生长性能较好的菌株K_1、K_2、K_3进行产酶活性检测,筛选出菌株K_3进行复配试验,试验设置1个对照组(CK)和7个复合菌组(P_1、P_2、P_3、P_4、P_5、P_6、P_7),7个复合菌组(光合细菌∶枯草芽孢杆菌)的浓度配比分别为P_1(1∶0)、P_2(0∶1)、P_3(1∶1)、P_4(2∶1)、P_5(3∶1)、P_6(1∶2)、P_7(1∶3),分析各试验组的氨氮、NO~-_2和化学需氧量等水质指标,选取处理结果最优的复合菌组。结果表明,复合菌能够明显降低水体氨氮,其中P_6降解能力最强,降解效果高于对照组4.9倍;能去除亚硝酸根浓度和水体中的化学需氧量。复合菌组的最佳浓度配比为1∶2,该浓度配比组较对照组和其他试验组能够明显净化养殖水质,有效提高净化水质能力。     

不同施钾量对'骏枣'产量、品质及光合特性的影响

【目的】通过研究钾肥施用量对'骏枣'产量、品质、光合效率和树体营养的影响,以期确定'骏枣'最适宜施钾量。【方法】以'骏枣'为试材,设置钾肥(K_2O)施用量分别为76.5 g·株~(~(-1))、153 g·株~(~(-1))、229.5 g·株~(~(-1))、306 g·株~(~(-1)),于开花期和果实膨大期根际施入。【结果】与对照相比,施钾可显著提高'骏枣'果实产量、维生素C含量、可溶性蛋白质含量、糖酸比、可溶性糖含量、蔗糖含量、果糖含量和叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、叶绿素含量,且具有钾肥浓度影响效应。主成分分析结果表明,4种施钾处理中以施钾(K_2O)153 g·株~(~(-1))对提高'骏枣'果实产量、品质、叶片光合效率和降低果实裂果率的效果最为显著。【结论】施用钾肥能明显提高'骏枣'果实产量、品质和叶片光合效率,增强'骏枣'树体营养状况,降低果实裂果率。因此,在甘肃黄河灌区'骏枣'以高产优质为目标,推荐钾肥(K_2O)施用量为153 g·株~(~(-1))。