缺氮培养大豆Bragg结瘤突变系对CO2倍增的反应

研究了在缺氮条件下，CO₂倍增对大豆（GtycinemaxL.）Bragg及其等基因突变体超结瘤大豆nts382和不结瘤大豆Nod49生长和固氮的影响。结果表明在缺氮条件下CO₂倍增明显提高大生物量和根系结涵量，但对固氮酶活性的影响则随幼苗的生长而异。播种后25天取样结果显示CO₂倍增条件下，Bragg和nts382的固氮比活性和单株固氮活性都显著提高，而其后3天取样的结果没有表现出增加趋势，固氮比活性在nts382反而明显降低。两种CO₂浓度条件下，nts382单株固氮活性高于Bragg，但固氮比活性低于后者。两次测定结果的差异说明植物对CO₂倍增的反应具有很强的时效性;同时表明，CO₂倍增对植物生长和固氮的促进作用不能长期维持。这可能与生物固氮过程本身的复杂性有关。根据本研究结果推测，在未来全球环境变化、CO₂倍增条件下，共生固氮植物可能在生态系统氮素平衡中起到更为重要的作用;并有可能通过育种技术改良固氮农作物，提高农作物产量。     

不同氮素水平下CO2倍增对大豆叶片荧光诱导动力学参数的影响

本文研究了在不同氮素水平下，CCO2倍增对大豆叶片单位鲜重叶绿素（Chl）和类胡萝卜素（Car）含量，以及荧光诱导动力学参数的影响。结果表明，在正常大气下增施氮肥，对叶片Chl含量的提高作用相当于CO2倍增的作用，但是增施氮肥又可进一步强化CO2倍增的作用。CO2倍增和增施氮肥均有改善大豆光合功能的作用，提高大豆的PSⅡ活性和光合作用潜在量子转化效率，提高PSⅡ反应中心开放部分的比例，降低非辐射能量的耗散，使大豆能更充分地利用所捕获的光能用于光合作用，结果促进PSⅡ总的光化学量子产量的提高。增施氮肥同样表现出可增强CO2倍增对光合功能的改善作用。表明要使高浓度的CO2对C3植物光合作用起更好的作用，增施氮肥是必要的。     

O3与CO2浓度倍增对大豆叶片及其总生物量的影响研究

利用OTC-1型开顶式气室研究CO2和O3浓度倍增对大豆叶片及其总生物量的影响结果表明,CO2和O3浓度倍增均可致使大豆黄叶率增加,绿叶率下降;CO2浓度倍增使大豆总叶片干物质量和总叶面积、绿叶和黄叶干物质量及总生物量均明显增加;O3浓度倍增使大豆总叶干物质量和总叶面积、绿叶和黄叶干物质量及总生物量均下降;CO2与O3交互作用处理对大豆生物量的影响均表现为CO2>O3;CO2与O3持续倍增处理对大豆叶片老化的影响为O3>CO2,CO2与O3逐渐达倍增的处理在大豆鼓粒前CO2的缓解作用明显,鼓粒后CO2与O3的影响逐渐接近;大豆总生物量增长遵循自然增长曲线。     

大气CO2倍增对水稻生长和发育的影响

矮香糯水稻(Oryza sativa L, )插身后生长在大气（350ppm CO₂）和CO₂倍增（700 ppm CO₂）的开顶式培养室中，结果显示，在CO₂倍增的条件下，矮香糯生长旺盛，根系发达，根系干重增加23%，株高增加12%，每穗结实率增加29%，每株籽粒干重增加41%。本文对目前有关这方面的研究现状进行了讨论。     

高温和CO2浓度倍增对华北落叶松幼苗抗氧化酶及脂质过氧化的影响

在35℃高温和CO2浓度700μmol/mol的人工模拟复合处理下,研究了华北落叶松幼苗抗氧化酶活性及膜脂过氧化的变化。结果表明,高温胁迫下华北落叶松幼苗超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性呈下降趋势,而在CO2倍增和其与温度复合胁迫下上述酶活性增强;丙二醛(MDA)含量在高温胁迫下提高,在CO2倍增及与温度复合胁迫下降低。表明CO2倍增可以通过提高体内抗氧化酶活性,有效地提高华北落叶松幼苗对高温胁迫的防御能力。     

CO2浓度倍增、增温和轻度干旱对冬小麦根系生长和氮素吸收的影响

  【目的】  根系是作物氮素吸收的主要器官,研究CO₂浓度倍增和增温对根系生长和氮素吸收的影响,为应对气候变化提供科学的养分管理策略。  【方法】  以冬小麦(Triticum aestivum L.)为材料,在人工气候室内进行盆栽试验。设置对照(大气CO₂浓度400 μmol/mol+正常环境温度,CK)、CO₂浓度倍增(CO₂浓度800 μmol/mol+正常环境温度,ECO₂)、增温4℃ (CO₂浓度400 μmol/mol+增温4℃,ETem)和CO₂浓度倍增+增温4℃ (CO₂浓度800 μmol/mol+增温4℃,ECO₂+ETem) 4种气候情景,每种气候情景设置充分供水(80%田间持水量)和轻度干旱(60%田间持水量) 两个水分条件。调查了冬小麦根系生长(根生物量、根冠比、总根长、根总表面积和根总体积)和氮素吸收的情况,分析冬小麦氮素吸收与根系生长的关系。  【结果】  1) CO₂浓度倍增对冬小麦各生育期根系生长均无显著影响,而增温4℃和轻度干旱显著抑制了开花和灌浆期的根系生长。2) CO₂浓度倍增、增温、轻度干旱共同作用均显著抑制了冬小麦根系生长,其中增温和轻度干旱对根系生长具有协同抑制作用。3) CO₂浓度倍增显著降低了冬小麦灌浆期根氮含量,而对地上部氮含量无显著影响;增温4℃显著增加了冬小麦各生育期根氮含量和地上部氮含量;轻度干旱增加了根氮含量和地上部氮含量,且仅对地上部氮含量有显著影响;CO₂浓度倍增与增温交互作用仅对根氮含量增加有显著促进作用;增温与轻度干旱交互作用对根氮含量和地上部氮含量增加均有显著促进作用;CO₂浓度倍增与轻度干旱交互作用,以及CO₂浓度倍增、增温和轻度干旱三者交互作用对根氮含量和地上部氮含量增加均无显著影响。4)根氮积累量及地上部氮积累量均与根系形态指标对CO₂浓度倍增、增温、轻度干旱及其交互作用的响应具有相同变化特征,且根氮积累量和地上部氮积累量与各生育期根系形态指标有显著正相关关系。  【结论】  在本试验条件下增温和轻度干旱对冬小麦根系生长具有较强的抑制作用,且二者对根系生长具有协同抑制作用;CO₂浓度倍增对冬小麦各生育期根部和地上部氮素吸收的影响总体不显著,而增温和轻度干旱对根部和地上部氮含量增加均有一定的促进作用,对根部和地上部氮积累量增加均有抑制作用,增温是影响氮素吸收的主导因子。     

不同氮效率基因型冬小麦物质生产对CO2浓度升高的响应研究

采用开顶式气室,以不同氮效率基因型冬小麦品种"小偃6号"(氮低效)和"小偃22号"(氮高效)为供试材料,通过盆栽方法,研究不同施氮水平下大气CO2浓度倍增对冬小麦叶面积、株高、生物量和产量的影响。结果表明,在CO2浓度倍增条件下,施氮后氮高效小麦基因型"小偃22号"穗长、株高显著高于氮低效小麦"小偃6号",但叶面积、茎长则相反。施氮水平、基因型和大气CO2浓度水平均不同程度地影响冬小麦生物量、产量及产量构成。同一施氮条件下,大气CO2浓度倍增使两种氮效率基因型冬小麦产量均显著增加,但增加量不尽一致:N1[0.15 g(N).kg-1(土)]处理时,氮低效"小偃6号"和氮高效"小偃22号"产量分别增加90.5%和52.9%,N2[0.30 g(N).kg-1(土)]处理时分别增加73.9%和93.6%。同一施氮条件下,大气CO2浓度倍增使两种氮效率基因型冬小麦地上部、根系、总生物量、每盆穗数、穗粒数和产量也均显著增加。从不同施氮水平看,大气CO2浓度倍增下(750μmol.mol–1)两种氮效率基因型冬小麦地上部、总生物量、穗粒数和产量均表现为N2>N1>N0。说明在该试验条件下,CO2浓度倍增及氮肥投入对作物生长及产量形成存在显著正交互效应。因此,在未来大气CO2浓度增加条件下,增加氮肥投入应有利于促进作物对大气CO2浓度升高的正效应,增加冬小麦的物质生产及提高产量。     

白羊草光合特性及非结构性碳水化合物含量对 CO2 浓度倍增和干旱胁迫的响应

【目的】 探明 CO₂ 浓度倍增对干旱胁迫下白羊草光合特性及非结构性碳水化合物含量的影响,为未来大气 CO₂ 浓度升高以及干旱、半干旱地区水分亏缺等逆境下白羊草的生长提供理论依据和技术参数。 【方法】 盆栽试验采用裂区设计,研究了黄土丘陵区典型草本植物白羊草光合特性和非结构性碳水化合物 (NSC) 及其组分 (可溶性糖和淀粉) 的含量对不同 CO₂ 浓度 (400 μmol/mol 和 800 μmol/mol) 和不同水分处理 [35%～40% FC (重度干旱胁迫)、55%～60% FC (轻度干旱胁迫) 和 75%～80% FC (对照)] 的响应。 【结果】 CO₂ 浓度倍增和干旱胁迫对白羊草光合–光响应曲线参数和 NSC 及其组分含量有显著影响,但 2 个因素之间没有显著的交互作用。CO₂ 浓度倍增显著提高了白羊草叶片最大净光合速率 (P_max )、表观量子效率 (AQY)、光饱和点 (LSP) 和光补偿点 (LCP)(P < 0.01),而干旱胁迫则显著降低了P_max 、AQY 和LSP (P < 0.01)。CO₂ 浓度倍增和干旱胁迫均提高了白羊草地上部分可溶性糖含量。在正常 CO₂ 浓度条件下,与对照相比,轻度干旱胁迫和重度干旱胁迫均显著降低了白羊草地上部分和根系部分淀粉含量。CO₂ 浓度倍增使对照、轻度干旱胁迫和重度干旱胁迫处理下白羊草地上部分淀粉含量分别提高了 17.4%、44.2% 和 18.7%,根系部分淀粉含量分别提高了 17.3%、88.4% 和 54.4%。轻度和重度干旱胁迫均显著降低了正常 CO₂ 浓度条件下白羊草根系部分 NSC 含量。CO₂ 浓度倍增显著提高了对照处理和轻度干旱胁迫处理下白羊草地上部分以及轻度干旱胁迫处理和重度干旱胁迫处理下白羊草根系部分 NSC 含量。在正常 CO₂ 浓度下,轻度和重度干旱胁迫导致白羊草地上部分和根系部分可溶性糖含量与总 NSC 含量比值的显著提高。在倍增 CO₂ 浓度下,重度干旱胁迫显著提高了白羊草地上部分可溶性糖含量与总 NSC 含量的比值,而对照处理和轻度干旱胁迫处理无显著差异。 【结论】 干旱胁迫促进了白羊草体内淀粉向可溶性糖的转化,导致可溶性糖含量的升高和淀粉含量的降低。CO₂ 浓度倍增促进了白羊草地上部分和根系部分淀粉和 NSC 含量的积累,为干旱胁迫下白羊草生理代谢活动所需可溶性糖提供了来源。CO₂ 浓度升高能够缓解干旱胁迫造成的不利影响,提高了白羊草的抗旱性。      

膜下滴灌对土壤CO2与CH4浓度的影响

在温室进行了马铃薯盆栽试验,采用静态暗箱气相色谱法比较了滴灌(D)和漫灌(F)两种不同灌溉制度对土壤CO2与CH4浓度的影响。在每种灌溉制度下再分设覆膜(M)与不覆膜两种农艺措施处理。覆膜滴灌(MD)下按土壤湿润比(P)不同,再设3个处理,分别为P1(P=25%)、P2(P=33%)、P3(P=50%),共6个处理,即DP1、MDP1、MDP2、MDP3、FC(不覆膜漫灌)和MF(覆膜漫灌),裸土(BS)和覆膜裸土(MBS)为对照。研究结果表明:覆膜的增温保湿作用及薄膜对土壤与大气间气体传输的自然阻隔作用使土壤CO2浓度升高10.4%~94.5%,CH4浓度降低5.1%~47.4%。滴灌的干湿交替现象以及漫灌对土壤通气性的降低使漫灌处理土壤中CO2浓度高于滴灌7.4%~49.7%,CH4浓度降低6.6%~68.2%。而土壤湿度通过影响土壤通气性和土壤溶解性有机质两方面来影响土壤温室气体排放,覆膜滴灌下湿润比越高,土壤中CO2浓度越低,其对CH4浓度的影响不确定。土壤温度是土壤呼吸的主要驱动因子,也会影响CH4的氧化过程。观察DP1处理灌水后土壤中温室气体浓度发现,CO2浓度与温度呈显著正相关关系,CH4浓度与温度呈显著负相关关系,土壤中CO2浓度与CH4浓度呈显著负相关关系。     

CO2浓度对金针菇生长发育的影响

在人工控制环境条件下研究了CO2浓度对金针菇（Flammulina velutipes）生长发育的影响结果表明，金针菇菌丝正常生长所要求的适宜CO2浓度为261.7-2930.5μmol/L；金针菇子实体原基形成随CO2浓度升高明显受到抑制，所要求的适宜CO2浓度范围为12.3-60μmol/L；菇蕾形成后为获得优质高产金针菇，应提高环境内CO2浓度，并控制在210－600μmol/L范围内。     

硼对大豆结瘤和固氮作用的影响——Ⅱ.对根瘤结构和固氮酶活性的影响

在短期无氮营养液栽培条件下研究了缺硼和正常供硼处理对大豆超结瘤突变体(nts382)及其亲本Bragg根瘤结构和根瘤固氮酶活性的影响。结果表明:1.在缺硼条件下,无论是超结瘤突变体nts382,还是亲本Bragg,其根瘤固氮酶活性都显著下降;2.无论是缺硼还是正常供硼处理,超结瘤突变体nts382单位鲜重根瘤活性都明显低于亲本,但由于nts382每株根瘤数和鲜重显著高于其亲本,使每株固氮酶活性明显高于亲本,植株中氮素积累总量也相应的高于亲本;3.缺硼条件下,根瘤细胞结构发生明显改变,细胞壁凸凹不平,细胞间隙加大,含菌细胞内类菌体含量减少。这可能是硼影响根榴细胞正常固氮功能的主要原因。     

硼对大豆结瘤和固氮作用的影响——Ⅰ.对生长、营养元素吸收与分布和固氮量影响

在短期无氮营养液栽培(28天)条件下,研究缺硼和正常供硼处理对Bragg大豆品种及不结瘤突变体nod49和超结瘤突变体nts382生长、矿质元素吸收与分布及固氮量的影响。试验结果表明:1.在正常供硼的条件下,不结瘤突变体nod的植株生长量,株高、主根生长均高于超结瘤突变体及其亲本。缺硼处理时三种基因型大豆的生长均受到明显的抑制作用。无论是正常供硼还是缺硼处理,超结瘤突变体nts382根系的生长量均明显小于其它基因型。2.正常供硼处理时三种基因型大豆地上部、根及nts382的根瘤中硼的浓度和积累量均高于缺硼处理。缺硼处理,超结瘤突变体及其亲本地上部和根中大部分矿质元素浓度高于正常供硼处理,但积累总量低于正常供硼处理或变化不大。施硼处理的nts382和Bragg,根和根瘤中钙的浓度和积累量明显降低,而地上部变化不大,同时在nts382根瘤中,锌、锰、铁、铜浓度和含量也下降,而钼含量增加。3.施硼处理和Bragg和nts382地上部、根及根瘤中氮的浓度和含量均显著高于缺硼处理,其中超结瘤突变体中氮浓度和总量最高。在缺硼条件下,Bragg和超结瘤突变体能够结瘤,但是Bragg大豆根瘤的固氮作用完全受到抑制,而nts382根瘤还能保持较强的固氮能力。     

硼对大豆结瘤和固氮作用的影响——Ⅰ.对生长、营养元素吸收与分布和固氮量影响

在短期无氮营养液栽培(28天)条件下,研究缺硼和正常供硼处理对Bragg大豆品种及不结瘤突变体nod49和超结瘤突变体nts382生长、矿质元素吸收与分布及固氮量的影响。试验结果表明:1.在正常供硼的条件下,不结瘤突变体nod的植株生长量,株高、主根生长均高于超结瘤突变体及其亲本。缺硼处理时三种基因型大豆的生长均受到明显的抑制作用。无论是正常供硼还是缺硼处理,超结瘤突变体nts382根系的生长量均明显小于其它基因型。2.正常供硼处理时三种基因型大豆地上部、根及nts382的根瘤中硼的浓度和积累量均高于缺硼处理。缺硼处理,超结瘤突变体及其亲本地上部和根中大部分矿质元素浓度高于正常供硼处理,但积累总量低于正常供硼处理或变化不大。施硼处理的nts382和Bragg,根和根瘤中钙的浓度和积累量明显降低,而地上部变化不大,同时在nts382根瘤中,锌、锰、铁、铜浓度和含量也下降,而钼含量增加。3.施硼处理和Bragg和nts382地上部、根及根瘤中氮的浓度和含量均显著高于缺硼处理,其中超结瘤突变体中氮浓度和总量最高。在缺硼条件下,Bragg和超结瘤突变体能够结瘤,但是Bragg大豆根瘤的固氮作用完全受到抑制,而nts382根瘤还能保持较强的固氮能力。     

有机酸对液培玉米吸收137Cs和90Sr的影响

利用液培方法研究胡敏酸钠等有机酸盐作用下玉米幼苗对放射性核元素137Cs和90Sr的吸收速率。研究结果表明:利用有机酸盐可以降低玉米幼苗对放射性核元素的吸收速率。1低活度放射性核素水平下,对照(不加有机酸盐)的玉米幼苗中发现了97%放射性核元素137Cs,而高活度放射性核素水平中为61%;有机酸盐不同程度地降低了玉米幼苗中放射性核元素137Cs的量。在低活度水平中四苯硼钠降低137Cs的量最多, 玉米仅吸收12%,而酒石酸钾钠处理中玉米吸收量最高,为45.5%。对137Cs的吸收率,在胡敏酸钠处理中为23.9%, EDTA-Na处理中为41.3%;在高活度放射性核素水平中吸收率的顺序为四苯硼钠11%,胡敏酸钠26%,酒石酸钾钠28.7%,EDTA-Na 37%。2低活度水平下,对照中放射性核元素90Sr的56%被玉米幼苗吸收,而高活度水平中达61%。有机酸盐在低活度水平中降低放射性核元素90Sr的顺序为胡敏酸钠 23.9%,EDTA-Na 26%,酒石酸钾钠28%和四苯硼钠36%;在高活度水平中为四苯硼钠11%,EDTA-Na 24%,胡敏酸钠26%,酒石酸钾钠 31%。3低活度和高活度水平中,四苯硼钠和胡敏酸钠降低玉米幼苗体内的放射性核元素性质为最佳。4所有有机酸盐处理与对照之间的差异都达到极显著水平。     

硼对大豆结瘤和固氮作用的影响——Ⅱ.对根瘤结构和固氮酶活性的影响

在短期无氮营养液栽培条件下研究了缺硼和正常供硼处理对大豆超结瘤突变体(nts382)及其亲本Bragg根瘤结构和根瘤固氮酶活性的影响。结果表明:1.在缺硼条件下,无论是超结瘤突变体nts382,还是亲本Bragg,其根瘤固氮酶活性都显著下降;2.无论是缺硼还是正常供硼处理,超结瘤突变体nts382单位鲜重根瘤活性都明显低于亲本,但由于nts382每株根瘤数和鲜重显著高于其亲本,使每株固氮酶活性明显高于亲本,植株中氮素积累总量也相应的高于亲本;3.缺硼条件下,根瘤细胞结构发生明显改变,细胞壁凸凹不平,细胞间隙加大,含菌细胞内类菌体含量减少。这可能是硼影响根榴细胞正常固氮功能的主要原因。     

大豆豆荚光合物质转运与分配对籽粒发育的影响

运用透射电镜放射自显影技术、液体闪烁计数仪和相关生理指标测定研究了大豆生长过程中不同时期豆荚光合产物对籽粒发育的影响。结果如下:在鼓粒初期、鼓粒中期、鼓粒后期豆荚都向籽粒转运光合产物;豆荚和叶片在鼓粒中期14C-同化物的转运量达到最大;叶绿素、可溶性碳水化合物的含量也达到最高。鼓粒中期豆荚的转运量可达叶片转运量的35.6%;鼓粒后期豆荚、叶片的转运量都有所下降,但叶片下降幅度大于豆荚,此时期豆荚对籽粒的转运量达到叶片的59.6%。可见在鼓粒后期,当叶片光合功能开始衰退时,豆荚的光合产物对籽粒的贡献起到不容忽视的作用。     

EFFECTS OF METHYL JASMONATE TREATMENT ON ALLEVIATION OF CADMIUM DAMAGES IN SOYBEAN

In the present study, the interactive effects of methyl jasmonate (0, 0.01, and 0.1 mM) and cadmium chloride (0 and 500 μM) on growth, biochemical, and physiological parameters of soybean plants were investigated. The plants were first treated with methyl jasmonate and then exposed to cadmium stress. Cadmium reduced shoot dry weight and total chlorophyll contents and increased lipid peroxidation in leaves. Methyl jasmonate, especially at a lower level (0.01 mM), significantly alleviated the cadmium damage to shoot dry weight and total chlorophyll contents and also, reduced lipid peroxidation. The increase in catalase and polyphenol oxidase activities were also observed under cadmium stress. The activity of ascorbate peroxidase was enhanced by methyl jasmonate under no stress and cadmium stress. However, peroxidase activity increased under no stress conditions. Based on our results it could be concluded that the application of methyl jasmonate caused significant alleviation of cadmium damages to soybean plants.     

MET对大豆群体发育及光合产物分配的影响

MET(Multi-Effect Triazole,多效唑)是一种新型植物生长延缓物质,在大豆始花期喷施200ppmMET,使植株个体矮壮紧凑,群体封行推迟,并提高了株间的透光率;同时,MET处理,使单株同化~(14)CO_2量显著增加,越接近成熟期喂饲~(14)CO_2,同化物向籽粒中运输的越多。MET处理对~(14)C同化物运砖的调节作用,主要表现在增加~(14)C同化物向根系及籽粒的运转。