关于光呼吸与光合作用关系的研究——Ⅴ.不同类型植物光呼吸与光合强度之间的关系

研究分析了 C_3、C_4两类植物共60余个品种(基因型)的光合强度和光呼吸强度。结果表明,各类植物或同类植物不同品种问光合强度与光呼吸强度都有显著差异,但同类植物之间,光呼吸占总光合的比值比较稳定。C_3植物光呼吸/总光合比值约为25～35%左右,C_4植物其比值约为1～7%。二者比值几乎不受基因型、生育期的影响而改变。这一结     

农作物高光效育种技术的研究与应用

本文根据相关文献的报道，综述了农作物高光效育种的概念、科学依据、基本原理与技术途径，简要介绍了我国在水稻、小麦、大豆等作物上进行高光效育种技术研究与开发应用方面所取得的进展，并指出了采用C3与C4作物或植物之间远缘杂交、细胞融合、叶绿体和基因移植等技术措施，使C4作物的高光合基因导入C3作物，将高光呼吸作物品种改造为低光呼吸作物品种，是育成高光效农作物品种最为有效的途径．     

AT试剂对不同海拔茶树产量影响研究

光合作用是茶树产量的基础。从光合生理的角度看,提高茶树产量的实质,归根结底是如何提高光合效率的问题。六十年代光呼吸的发现,现已明确光呼吸在绿色植物中普遍存在,而C_3植物则以表光呼吸速率达光合速率的3/3—1/2成为限制净光合率的内部因素。茶树是C_3植物,具有明显的光呼吸,这是茶树低产的一个基本原因。如能对此加以适当调控,势必对茶树产量产生影响。据此思路、作者为了解AT试剂提高茶树产量的可靠性及在茶树上应用的普遍性。于1987—1988二年,进行了AT试剂对丘陵茶树品质与产量影响之试验,并取得了满意效果。     

融合表达乙醇酸氧化酶和过氧化氢酶转基因马铃薯的表型分析

在叶绿体内创建光呼吸代谢支路降低光呼吸的损耗,必然会对植物的光合作用、氮同化和逆境响应造成影响,并最终导致植物生长发育及形态结构的变化。本研究通过在马铃薯叶绿体中融合表达乙醇酸氧化酶(Glycolate oxidase)和过氧化氢酶(Catalase)来分流光呼吸产生的乙醇酸,以期提高生物量和产量。结果表明,转基因植株的株高、叶面积、有效叶数和单株薯重与野生型相比均有所提高。同时,由于叶片形状、有效光合面积、有效叶数和株高等因子的变化,部分转基因株系出现块茎畸形和薯重降低的现象。     

Rubisco与Rubisco活化酶的分子机理研究进展

核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)首先作为植物光合作用反应固定CO_2的关键酶,而且还参与光呼吸途径,消耗了光合产物,光呼吸造成净光合效率可达50%的损失,Rubisco作用机理对提高植物的光合效率至关重要。自从Calvin等(1953)通过研究光合碳循环首次证明了Rubisco的存在,目前已对其的分布、三级结构、类型以及功能等均有了深入地认识。本研究就Rubisco的结构、功能、分布和性质等以及其活化酶的分子机理的研究进展作了介绍,并对其未来的研究方向做了展望。     

提高大豆产种量的一种方法

大豆是典型的三碳植物,光呼吸强,光合产物消耗大,是提高大豆产量的限制因素。亚硫酸氢钠可抑制光呼吸。大豆叶面喷施亚硫酸氢钠后,可通过气孔进入体内,起到降低光呼吸强度、减少养分消耗的作用,以提高光合利用率。据试验,凡是喷施亚硫酸氢钠的地块,表现叶色深、荚密、单株粒     

前沿科技

正科学家破解植物光合作用有望使作物产量提高40%一个国际研究团队首次证明,通过修复光合作用中的常见"故障",作物的产量可以提高约40%。这项具有里程碑意义的研究表明,优化植物的光合效率可以显著提高全球粮食生产力。为了对抗光呼吸的能量成本,一组科学家致力于设计更有效和更短的光呼吸途径。研究工作基本上在植物细胞内创造了替代途径,过两年多的实际测试,发现经过改造的作物比常规作物长得更高,速度更快,生物量高出40%。(新华网)     

玉米和高粱用于碳同化和光呼吸的电子效率估算

为了探讨C₄植物碳同化和光呼吸的电子效率,运用Li-6400光合仪同时测定玉米和高粱在30℃和380 μmol CO₂ mol^-1下叶片的气体交换和叶绿素荧光,结果表明,直角双曲线修正模型可较好地拟合所测的光响应曲线和快速光曲线,其拟合值与实测值较为一致。在此基础上算得玉米和高粱在光呼吸条件下参与碳同化的电子流分别为198.60 μmol m^-2 s^-1和178.00 μmol m^-2 s^-1,所占比率分别为75.34%和74.81%;参与光呼吸的电子流分别为7.04 μmol m^-2 s^-1和7.84 μmol m^-2 s^-1,所占比率分别为2.67%和3.29%。而根据Valentini和Epron的方法算得玉米和高粱碳同化的电子流分别为210.45 μmol m^-2 s^-1和188.54 μmol m^-2 s^-1,所占比例分别为82.68%和79.24%;参与光呼吸的电子流则分别为45.67 μmol m^-2 s^-1和49.40 μmol m^-2 s^-1,所占比率分别为17.32%和20.76%。以前法研究表明,玉米和高粱在光呼吸条件下,来自PSII的电子除流向光呼吸和碳还原外,还存在其他消耗电子的途径,证明其他消耗电子的途径并不能被忽略或其他途径所消耗电子的量并不是常数。后法过高地估算了玉米和高粱叶片中来自PSII的电子用于光呼吸的消耗量。两法的结果相差6倍左右。这对重新评估光呼吸在植物的光保护中所起的作用提供了理论依据。     

高等植物开花时间的蓝光调控:隐花色素介导的光信号传导

外界光环境的变化为研究植物开花时间的调控机制提供了重要线索。蓝光能够促进成花转变,植物主要通过隐花色素感受外界蓝光信号从而触发光反应。植物体隐花色素的主要功能是通过调控泛素化连接酶Constitutive photomorpho-genesis 1(COP1)和CRY-interacting b HLH1(CIB1)蛋白的活性来实现对光诱导基因的表达调控,从而控制植物的成花转变。本文通过追踪国内外关于隐花色素基因家族的研究进展发现,目前的研究人员已经从10余个物种中分离到了隐花色素的同源基因,并对其结构和功能进行了研究。隐花色素基因主要由N端的PHR结构域和C端的CCT结构域组成,通过调节光周期途径影响植物的开花时间。目前的研究结果表明,隐花色素主要通过3条信号传导途径实现对光周期途径的调控。这些关于隐花色素基因家族的研究成果为进一步研究这些基因的功能和互作关系,并通过转基因技术调节植物开花期提供了有价值的参考资料。     

二氧化碳浓度增加会强化植物光合作用

正瑞典科学家通过对比100年前植物标本和现代植物的新陈代谢发现,在过去的百余年间,大气二氧化碳水平增加使植物的净光合作用有所增加。这是世界第一个根据历史样本来推导植物新陈代谢生化调控的研究,将对今后的大气二氧化碳浓度模型产生影响。目前,陆地植被吸收了人类活动产生二氧化碳的1/3,减缓了大气二氧化碳浓度升高的进程。光呼吸作     

铝胁迫对烟草叶片光能利用、光保护系统及活性氧代谢的影响

为了揭示烟草叶片光能利用和光保护系统在铝诱导的活性氧代谢中的作用机理,以2个不同耐铝性的烟草品种云烟100(耐铝)和云烟105(敏感)为材料,采用水培法研究了不同铝浓度(0,50,100,200μmol/L)对烟草植株生长、叶片活性氧含量、光合特性、叶绿素荧光参数、光呼吸、超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的影响。结果表明,铝浓度的升高显著降低了烟草叶片叶绿素含量、净光合速率(Pn)、最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ光合电子传递量子效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(q P),提高了反应中心PSⅡ过剩激发能,从而导致叶片O_2-·和H2O_2含量升高,植株生物量下降,其中对云烟105影响大于云烟100。随铝处理浓度的升高,烟草叶片非光化学猝灭系数(NPQ)、光呼吸速率、SOD和APX活性呈先升后降的趋势。与敏感品种云烟105相比,耐铝品种云烟100在不同铝浓度胁迫下表现出更高的ΦPSⅡ、q P、NPQ、光呼吸速率以及SOD和APX活性,说明低浓度铝胁迫下烟草叶片可通过提高光化学反应能力、热耗散、光呼吸以及抗氧化酶活性等途径来降低反应中心PSⅡ过剩激发能,防止或清除活性氧的积累,从而增强其对铝的耐性。     

Rubisco小亚基基因片段的亚克隆及其瞬时表达载体的构建

1,5一二磷酸核酮糖羧化酶／加氧酶位于植物叶绿体中,是绿色植物中含量最丰富的蛋白,它催化CO2固定和光呼吸作用的第一步。从含Rubisco小亚基基因片段的pGR107-rbcS质粒中亚克隆出Rubisco小亚基基因片段,将PCR产物与pGEM-T：Easy载体连接,用EcoRI酶切鉴定酶切重组载体,利用低溶点胶回收大约300bp大小的Rubisco小亚基基因片段,将其回收片段与pSLJ75515瞬时表达载体连接,用EcoRI酶切鉴定,筛选出阳性重组体,即为pSLJ75515-rbcS瞬时表达载体。本实验为进一步研究Rubisco小亚基基因功能和基因沉默机制奠定了基础。     

青稞的光合特性及光破坏防御机制

通过气体交换、荧光猝灭动力学以及反射光谱等技术研究了两个青稞(Hordeum vulgare L.)品种的光合特性及激发能分配。结果表明, 青稞的光饱和点1 000 μmol m^-2 s^-1左右。在0~500 mmol m^-2 s^-1的光强范围里, 青稞叶片的光呼吸(Pr)随着光强升高而增加; 光强超过500 mmol m^-2 s^-1以后, 光呼吸变化不明显。光呼吸占总光合的比例(P_r/P_m)随光强增强下降。随着光强增强, 光系统II开放反应中心转化效率(F_v′/F_m′), 光系统II实际光化学量子效率(Φ_PSII), 光化学猝灭系数(qP)不断降低而青稞叶片的非光化学猝灭(NPQ)持续升高, 说明越来越多的光能以热的形式耗散掉。光谱分析表明△PRI随着青稞叶片暴露于光下的时间迅速增大。因此, 光呼吸不是青稞主要的光破坏防御机制, 依赖叶黄素循环的热耗散可能是田间青稞耗散过剩光能的主要途径。     

不同形态氮素营养对小麦光合特性的影响

不同形态氮素营养相比, 叶片的叶绿素含量(Ch1)、 光合速率(Pn)、 RuBPcase初始活性、 RuBPcase含量、 叶肉导度(gm)、 碳酸酐酶(CA)活性、 PSⅠ活性和PSⅡ活性均以NH+4+NO-3混合处理较高, NO-3处理次之, NH+4处理较低。 不同处理间的RuBPcase比活性没有明显差异。 各氮素处理的气孔导度(gs)与对照相比差异较小。 氮素营养     

施氮量对一年生黑麦草光合特性的影响

为了探究不同施氮量对一年生黑麦草(Lolium multiflorum Lamk.)光合特性的影响。本研究以‘特高’宽叶型一年生黑麦草为供试材料,采用盆栽试验,设置了4个处理组,分别为:CK对照组(不施肥)、C1低氮处理组(施鸡粪0.38 kg/m^2,即氮100 kg/hm^2)、C2中氮处理组(施鸡粪0.76 kg/m^2,即氮200 kg/hm^2)、C3高氮处理组(施鸡粪1.34 kg/m^2,即氮350 kg/hm^2)。利用Li-6400便携式光合仪测定开花期一年生黑麦草叶片的主要光合参数和光合特性的变化。结果表明:200 kg/hm^2施氮水平的表观量子效率(apparent quantum yield,AQY)和光饱和点(light saturation point,LSP)最高(分别为12.80 μmol·m^-2·s^-1和1 774.47 μmol·m^-2·s^-1),光能利用区间最大。350 kg/hm^2施氮水平下气孔导度(stomatal conductance,Gs)以及蒸腾速率(transpiration rate,Tr)显著低于其它处理,水分利用力(water use efficiency,WUE)强,但光呼吸速率(photorespiratory rate,Pr)较高,不利于干物质积累。同时,0?200 kg/hm^2施氮范围内,随着光照强度和CO2浓度的增加,各处理的净光合速率(net photosynthetic rate,Pn)均随之增加,但350 kg/hm^2施氮水平下叶片净光合速率的增加反而低于200 kg/hm^2施氮水平。合理的施氮量对黑麦草的光响应和CO2浓度响应曲线有明显的调节作用。在本试验条件下,施氮量为200 kg/hm^2最佳。     

2,3-环氧丙酸钾对大豆光合功能的影响

光呼吸抑制剂2,3-环氧丙酸钾对大豆的光合功能具有明显改善作用,它提高叶片的光合速率,降低光呼吸速率,提高从捕光色素蛋白复合体到光系统Ⅱ的光能传递能力和原初光能转化效率。对叶肉细胞中的乙醇酸氧化酶活性有抑制作用。它提高叶绿体的光系统Ⅱ(PSII)、光系统Ⅰ(PSI)和全链的电子传递速率,同时还可以提高镁离子(Mg~(2+))对     

棉花光合作用的气象环境与遗传型控制

1986—1987年于河南安阳在田间气象条件下对棉花(Gossypium hirsutum L.)遗传型不同的4个品种(中棉12、鲁棉1号、PD4548、PD0109)的净光合速率、暗呼吸速率.光呼吸速率等进行了研究,认识到棉田光合光量子通量密度、温度、空气水汽压亏缺、CO_2浓度等是控制棉花净光合速率的重要农业气象生态因子。研究发现,抗病高产品种中棉12