紫花苜蓿甘氨酸脱羧酶H-蛋白基因MsGDC-H1功能分析

光呼吸通过清除2-磷酸乙醇酸（2-PG）使氧合光合作用成为可能,该过程对C₃植物至关重要。H-蛋白是光呼吸过程中将甘氨酸转化为丝氨酸的甘氨酸脱羧酶（GDC）的关键组成蛋白之一。本研究克隆了紫花苜蓿MsGDC-H1,该基因编码166个氨基酸,具有1个硫辛酰基附着位点保守结构域和1个N6-硫辛酰赖氨酸保守位点。进化分析表明,MsGDC-H1蛋白与双子叶植物的甘氨酸脱羧酶H-蛋白（GDC-H）亲缘关系近。表达模式分析表明,MsGDC-H1在苜蓿叶中表达丰度高,且受光诱导。为了探究MsGDC-H1基因对拟南芥生长的影响,分别使用光诱导的茎叶特异性启动子ST-LS1和组成型启动子CaMV 35S驱动MsGDC-H1（ST-LS1：：MsGDC-H1; CaMV 35S：：MsGDC-H1）在拟南芥中异源表达。检测过表达植株生物量、淀粉、可溶性糖含量以及光合速率。数据分析显示,CaMV 35S：：MsGDC-H1过表达拟南芥（G系列植株）生长受阻,淀粉含量比ST-LS1：：MsGDC-H1特异性表达拟南芥（GS系列植株）增加了34%~67%,比野生型（WT）增加了7.3%~33.7%;可溶性糖含量比GS系列降低了36%~38%,比WT增加了44.3%~49.7%;与WT相比,GS系列植株生长更快,淀粉含量无显著差异（P>0.05）,可溶性糖含量显著增加（P<0.05）。试验结果表明,MsGDC-H1基因在调控拟南芥光合速率、碳水化合物合成以及生长等方面发挥重要作用,未来可作为提高苜蓿产量的基因工程育种候选基因。     

不同粒叶比小麦品种非叶片光合器官光合特性的研究

通过测定两个不同粒叶比小麦品种Lu 22和Lu 14叶片和非叶片光合器官叶绿素含量、光合速率及叶绿素荧光参数，探讨了非叶光合器官光合特性的差异。结果表明，高粒叶比品种Lu 22各部位的叶绿素含量均高于低粒叶比品种Lu 14，特别是在衰老后期，Lu 22能维持较高的叶绿素含量；在叶片叶绿素含量及光合速率明显下降时，非叶片光合     

不同类型玉米生理特征与产量的关系

通过对不同类型玉米的产量及光合生理指标的测定表明，在合理密度下，玉米的产量主要由叶片光合能力所决定，特别是生殖生长期中上部叶片的净光合速率。同时表明登海6号在吐丝期下部叶片的净光合速率、叶绿素含量、光合有效辐射、气孔导度均高于其他品种（组合）且差异显著，在乳熟期登海6号中上部叶片净光合速率、叶绿素含量、气孔导度均高于其他品种（组合）且差异显著，并总结了高山生态条件下，玉米高产的生理特征：吐丝期前下部叶片净光合速率高，于粒灌浆期中上部叶片净光合速率高且持续时间长，茎叶物质输出率高。     

冬小麦对不同土壤水分的生理和形态响应

采用深桶栽培结合测坑法，从冬小麦反青至蜡熟期保持不同的土壤水分，分生育期对小麦的形态、生理和根系进行了测定。结果表明：调控土壤水分可明显改变冬小麦根、冠生长量比率。适宜的土壤水分胁迫（田持的５０％－６０％）可促进冬小麦根系发育，高土壤水分更有利于地上部生长。土壤水分长期低于田间持水量的６０％时，较显著地叶片的增大，从而减小截获光能的总叶面积，最终降低生物学产量和经济产量。土壤水分由“田持”的４６％升高到５５％，光合速率增幅不大，由５５％提高到６４％，光合速率出现跃迁式增高，土壤水分超过６４％后，光合速率几乎为等值。说明光合作用对土壤水分存在一个“阈值”反应，此值为土壤田间持水量的６５％左右。冬小麦的蒸腾速率随土壤水分递增而一直递增；综合考虑蒸腾速率与光合速率及水分利用效率之间关系，可以得出高土壤水分条件下冬小麦存在奢侈蒸腾耗水现象。     

旱地宽厢宽带玉米灌浆期穗位叶光合特性分析

在灌浆期对玉米在净作与旱地宽厢宽带种植中穗位叶叶片的叶面积、叶绿素含量及光合速率进行分析,结果表明:宽厢宽带模式有利于玉米叶片叶面积的增大、叶绿素含量的升高和光合速率的提高。这对于填补宽厢宽带的高产高效机理有一定的理论价值。     

冬小麦品种籽粒平均灌浆速率的遗传机制研究

研究采用Griffing方法Ⅰ,利用6×6完全双列杂交,对6个冬小麦品种的籽粒平均灌浆速率的遗传机制进行了初步探讨.结果表明平均灌浆速率的一般配合力(GCA)效应、特殊配合力(SCA)效应和反交(R)效应均不同程度的达到显著和极显著水平,其均方比1.4268∶1.6839∶1;平均灌浆速率遗传以非加性基因效应占优势,加性基因效应次之;其广义遗传力为60.67%,狭义遗传力为78.69%.以综合性状评价河农2552品种为好.     

不同水分条件下小麦旗叶叶绿素a荧光参数与子粒灌浆速率

利用OS－30型叶绿素荧光分析仪研究水分胁迫对小麦旗叶叶绿素a荧光动力学参数的影响。结果表明，水分胁迫下旗叶的T1／2值减少，旗叶光系统Ⅱ（PSⅡ）原初光能转化效率（Fv/Fm)和潜在活性（Fv/Fo)降低，光合作用的潜在活力降低，这些参数下降影响了光合电子的传递和CO2同化的正常进行，表现在可变荧光淬灭速率减慢，可变荧光下降比值减小。同时还讨论了水分胁迫对灌浆速率的影响。     

2种熟型玉米籽粒灌浆特性及其与产量关系的比较研究

为了明确不同熟型玉米籽粒灌浆特性及其对产量的影响,比较研究了中晚熟品种农大108和中早熟品种石玉7号籽粒灌浆动态与产量表现,并对籽粒灌浆特性与籽粒水分的关系进行了分析.结果表明,石玉7号与农大108产量差异显著,百粒重是两品种产量差异的主要原因;石玉7号具有籽粒发育速度快、体积大等特点,前中期(0～45 d)灌浆速率始终快于农大108,生育后期(45 d以后)急剧下降.农大108后期灌浆速率则下降缓慢.籽粒发育速度快,灌浆盛期灌浆速度快、强度大是石玉7号百粒重高的主要原因;籽粒水分状况与籽粒灌浆速率关系密切.回归分析表明,籽粒含水百分率在59.47%左右时,石玉7号灌浆速率达到最大值,为9.28 mg/(粒·d);农大108则在57.92%左右时,灌浆速率达到最大值,为8.23 mg/(粒·d).当籽粒含水百分率下降到某一临界值时,籽粒灌浆停止.两品种收获时,籽粒含水百分率尚远在籽粒灌浆终止临界值以上.     

起身期断根对冬小麦后期光合和生长的影响

通过盆栽小麦起身期断根试验,研究了断初生根和部分次生根对小麦后期光合和生长的影响。结果表明:断初生根和部分次生根,均降低了断根初期小麦光合速率,而促进后期光合速率;同时,断根降低了成熟期小麦根系干质量、地上部干质量以及产量;断初生根比断部分次生根对小麦的影响更明显。     

CO 2与土壤水分交互作用的番茄光合速率预测模型

为了实现不同土壤水分管理下的CO 2气肥精细控制,建立了番茄作物不同生长阶段的光合速率预测模型。实验设置了4个CO 2浓度与3个土壤水分条件的交互处理,利用无线传感器网络长期实时监测温室内环境信息,采用LI-6400XT型光合速率仪定时采集作物净光合速率信息;并用BP神经网络分别建立了番茄苗期、花期和果期的光合速率预测模型。预测模型的验证结果表明,对于苗期预测模型,预测值与实测值之间的决定系数 R 2为0.925;花期预测模型的决定系数 R 2为0.920,果期预测模型的决定系数 R 2为0.958;番茄各生长期的光合速率预测模型均具有较高的预测精度。在不同土壤水分条件下改变CO 2浓度,得到的CO 2浓度与光合速率预测曲线与实测值相近,可反映实际土壤水分管理下的CO 2浓度最优值,对指导不同土壤水分条件下CO 2气肥的精细调控具有重要意义。