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1.
郑伟  师筝  龙美  廖允成 《中国农业科学》2021,54(21):4539-4551
【目的】叶色突变体是研究叶绿素合成、叶绿体发育和光合作用的理想材料,探索小麦黄绿叶突变体的光合生理特性,旨在阐明其光合作用调控机理,为小麦黄绿叶突变体的进一步利用奠定基础。【方法】以野生型冀麦5265和突变体冀麦5265yg为试验材料,对叶色表型进行观察,采用分光光度计和试剂盒法测定色素含量和酶活性,并利用Li-6400便携式光合仪和PAM100叶绿素荧光仪进行光合气体交换参数和叶绿素荧光参数测定。【结果】表型观察和色素含量结果表明,突变体苗期叶片表现为黄绿色,抽穗后叶片逐渐转变为淡绿色。遮阴处理可以使叶片颜色部分复绿,但比野生型略浅,属于光诱导转绿型突变体。突变体叶绿素a和叶绿素b含量显著低于野生型,叶绿素a/b的比值升高,为典型的叶绿素缺乏型突变体;光响应曲线和CO2响应曲线显示,突变体的表观量子效率(AQY)、光饱和点(LSP)、最大净光合速率(Pn-max)、光补偿点(LCP)、暗呼吸速率(Rd)、羧化效率(CE)和饱和CO2浓度(I-sat)显著高于野生型,说明突变体叶片的光合机构稳定,强光下光合速率更高;光合气体交换参数和叶绿素荧光动力学参数表明,突变体的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、光化学量子效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSII)和光化学淬灭系数(qP)显著高于野生型,说明其具有较强的光能转化和CO2固定能力;突变体的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性均高于野生型,丙二醛(MDA)含量下降,可溶性糖和可溶性蛋白含量升高,说明抗氧化酶系统通过清除氧自由基降低了氧化损伤,突变体叶片细胞膜损害减轻,抗逆性增强;突变体的核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)活性显著低于野生型,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性显著高于野生型,推测C4 途径光合酶PEPC活性的升高可能是突变体具有较高净光合速率的原因之一。花后遮阴以及外源喷施抗坏血酸AsA和二硫苏糖醇DTT处理表明,突变体对光强变化更敏感、叶片内AsA含量及叶黄素循环效率更高。【结论】黄绿叶突变体冀麦5265yg叶片气孔导度明显改善、热耗散降低、C4途径光合酶活性升高,是其光合速率提高的主要原因。该结果为小麦叶色突变体高光合特性的分子调控机制研究奠定基础。  相似文献   
2.
为探讨秸秆还田下冬小麦气体交换参数及产量对水肥处理的响应,通过大田试验研究了秸秆还田下灌水时期、施肥时期、灌水量和施肥量对冬小麦气体交换过程及产量构成的影响.研究结果表明:在抽穗期和灌浆期,无论增加灌水量还是减少灌水量均导致冬小麦叶片净光合速率上升;减少灌水量明显提高抽穗期叶片水平上的水分利用效率,但随着灌水量的增加,千粒重反而降低.抽穗期和成熟期的越冬水+拔节水+扬花水处理增加叶片净光合速率,且提高水分利用效率和千粒重.与对照相比,施肥处理叶片净光合速率呈现出增加的趋势,但增加幅度并不显著.在生长初期(拔节期+抽穗期)减少施肥量,光合速率增加;越冬期施肥较多、拔节期施肥较少(S3S1)的处理下,冬小麦的千粒重增加.本研究结果将为黄淮海平原粮食产区冬小麦水肥管理措施和政策的制定提供数据支撑和理论依据.  相似文献   
3.
为研究臭氧(O3)浓度升高条件下大豆叶片光合能力、光响应曲线的变化以及光响应曲线拟合模型的适用性,以铁丰29为试验材料,于开顶式气室(OTCs)内进行盆栽试验,设置3个O3浓度(CK:45 nL·L-1,T1:80±10 nL·L-1,T2:120±10nL·L-1)熏蒸大豆,测量气体交换参数,使用非直角双曲线模型(NRH)、直角双曲线模型(RH)、修正直角双曲线模型(MRH)以及指数模型(EM)4种光响应曲线拟合模型,计算光合参数,并分析比较4种光响应曲线模型的拟合效果.结果表明:O3浓度升高显著降低了大豆叶片的最大净光合速率(Pmax)、表观量子效率(AQE)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)和水分利用效率(WUE),提高了光补偿点(LCP),光饱和点(LSP)无明显变化,高浓度O3未对大豆叶片的强光利用能力以及暗呼吸速率(Rd)产生影响.各模型下光响应参数拟合结果显示,修正的直角双曲线模型(MRH)拟合效果较好,但高浓度O3条件下拟合光饱和点(LSP)时,MRH模型拟合效果较差,而指数模型(EM)拟合效果较好.综上所述,O3浓度升高显著降低了大豆叶片的光合能力,在进行光响应曲线拟合时,选择MRH模型较好,其次为EM模型.  相似文献   
4.
为探明除草剂‘苯磺隆’对不同谷子品种叶片光合特性的影响,以9个谷子品种为供试材料,10%‘苯磺隆’可湿性粉剂为供试药剂,分别设置112.5(T1),225.0(T2,推荐用量)和450.0 g/hm2(T3)3个用量,以等量清水作为对照(CK),处理21 d后,测定谷子倒2叶的光合荧光参数。结果表明:1)T1处理未对供试谷子品种的光合系统造成显著影响。2)T2处理下,‘张杂谷10号’、‘张杂谷13号’、‘黄金谷’和‘龙谷39号’的净光合速率(Pn)与CK相比差异不显著;‘锦谷5号’、‘晋谷21号’、‘中谷9号’、‘豫谷18号’和‘冀谷35号’的Pn分别降低50.64%、60.91%、43.74%、49.62%和54.82%。3)T3处理下,‘张杂谷13号’和‘龙谷39号’的光合荧光参数与CK无显著差异。‘豫谷18号’和‘晋谷21号’的非调节性能量耗散的量子产量Y(NO)分别高出CK 129.17%和60.87%。‘锦谷5号’、‘黄金谷’和‘张杂谷10号’的调节性能量耗散的量子产量(Y(NPQ))分别升高13.73%、10.00%和12.28%。‘晋谷21号’和‘中谷9号’的非光化学反应耗散的份额(Ex)分别高出CK 48.39%和113.33%。而PSII实际光合效率(Y(II))、绝对电子传递速率(ETR(II))、光化学淬灭系数(qP)、吸收光能用于光化学反应的份额(P)Pn显著低于CK。‘冀谷35号’和‘龙谷39号’的PSI由于供体限制引起的非光化学能量耗散的量子产量(Y(ND))均高出CK 300.00%,‘晋谷21号’的PSI的实际光合效率(Y(I))和PSI的相对电子传递速率(ETR(I))分别比CK降低45.95%和45.26%,‘黄金谷’的Y(I)和ETR(I)分别比CK降低43.59%和43.13%。4)综上所述,T1处理对所有供试品种的光合系统影响较小。T2处理,所有供试品种均可通过热耗散消耗多余的激发能。T3处理,‘张杂谷13号’和‘龙谷39号’的光合系统基本正常;‘晋谷21号’和‘豫谷18号’的光合系统受损伤较严重;其余品种虽然受损伤相对较轻,但叶片的光合色素含量降低,电子传递受阻,能量分配失衡,影响谷子叶片的光合速率。  相似文献   
5.
6.
7.
采用盆栽试验研究了葎草(Humulus scandens)幼苗对盐胁迫响应的生理生化性别差异,测定了不同盐(NaCl)浓度(0、100、200、300mmol·L~(-1))下雌雄植株的单叶面积、气体交换参数、叶水势、叶绿素荧光、叶绿素含量、过氧化氢酶(CAT)和丙二醛(MDA)含量等指标的变化。结果表明,NaCl胁迫后葎草雌雄幼苗的叶干重、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)、叶水势(ψ_w)和CAT均呈逐渐降低的趋势,而气孔限制值(L_s)和MDA逐渐上升,其单叶面积则先升后降。随着NaCl胁迫的递增,雌株的最小荧光(F_o)呈先升后降的变化,最大荧光(_Fm)、可变荧光(F_v)、PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)和非光化学淬灭系数(qN)则逐渐递增,光化学淬灭系数(qP)和叶绿素含量却逐渐递减;从总体上看,雄株的表现光合电子传递速率(ETR)、Fm和Fv、最大光化学效率(F_v/F_m)和F_v/F_o也呈上升趋势,qN和qP却呈下降趋势,而叶绿素含量却先升后降。因此,NaCl胁迫影响了葎草雌雄幼苗的单叶面积、叶绿素含量、叶绿素荧光、气体交换、CAT和MDA含量等生理生化特征,但雌雄幼苗对NaCl胁迫的响应存在差异。与雄株相比,雌株对NaCl胁迫更耐受。  相似文献   
8.
9.
以鲁林1号杨扦插苗为试材,采用盆栽控水试验,研究不同干旱胁迫处理对杨树苗叶片相对含水量、光合速率、叶绿素荧光及相关生理指标的影响。结果表明,随着胁迫时间的延长,杨树苗叶片的相对含水量、净光合速率(Pn)和气孔导度在轻度胁迫下缓慢降低,而在中度和重度胁迫下迅速降低;胞间CO2浓度在轻度胁迫下缓慢下降,在中度胁迫下先降后升,而在重度胁迫下一直升高,表明Pn的降低在轻度胁迫下是由气孔因素引起,中度胁迫下是由气孔因素和非气孔因素共同引起,而在重度胁迫下是由非气孔因素引起。随着胁迫时间的延长,叶片的PSⅡ原初光能转化效率和光化学猝灭系数在轻度胁迫下缓慢降低,而在中度和重度胁迫下快速降低;非光化学猝灭系数在轻度胁迫下显著升高,而在中度和重度胁迫下先升高后降低;叶片SOD和POD活性先升高后降低。因此,轻度胁迫下杨树苗通过热耗散和抗氧化酶活性调节的协同作用稳定了光合机构的功能,Pn降低主要受气孔限制因素影响;而中度和重度胁迫下光系统Ⅱ和抗氧化酶系统损伤,是Pn降低的非气孔限制因素。  相似文献   
10.
烤烟不同部位叶片的光合特性研究   总被引:1,自引:1,他引:0  
为明确烤烟不同部位叶片生长发育及品质差异形成的光合生理机制,以‘豫烟10号’为材料,在旺长期烟株现蕾时测定不同部位叶片光合特性及环境因子日变化进程,并采用通径分析法分析各环境因子对其净光合速率(Pn)的直接和间接影响。结果表明:(1)在现蕾期,‘豫烟10号’不同部位叶片Pn日变化均为“单峰型”,上、中、下部叶Pn日均值分别为13.25、11.7l、6.26μmolCO2/(m^2·s),下部叶鼢显著低于上、中部叶。(2)气孔导度(Gs)对烤烟蒸腾作用的影响大于光合作用。随岱的增加,不同部位叶片砌和蒸腾速率(Tr)呈上升趋势,总体来看,各部位叶片开峰值出现时间与岱峰值出现时间基本一致,二者均滞后于砌峰值出现时间。(3)烤烟不同部位叶片主要决策变量均为光合有效辐射(PAR),主要限制变量均为大气温度(Ta)。由此可知,要提高烤烟不同部位叶片砌,需采取一定措施如增大株间距离来提高PAR,控制各部位叶片所处微环境乃,进而改善各部位叶片温度(Tl),基本保持大气CO2浓度(Ca)不变。  相似文献   
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