甘蓝型油菜黄化突变体的光合特性及叶绿素荧光参数分析

调查油菜自发黄化突变体(NY)、野生型(NG)及其正反交后代材料(F₁和rF₁)的光合色素含量、光合特性、叶绿素荧光参数及农艺性状,分析五叶期各参数的变化规律。表明,突变体叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和总叶绿素均大幅减少,其中叶绿素b减幅最大;净光合速率显著降低,胞间CO₂浓度升高,但气孔导度与野生型等相当,表明光合速率不受气孔限制;光补偿点和光饱和点升高,暗呼吸速率与野生型等相当,表观量子效率和光补偿点处量子效率显著降低;CO₂补偿点、光呼吸速率和羧化效率均显著降低,CO₂饱和点则显著升高;突变体的荧光参数,包括F_o、F_m、F_v/F_m、F_v'/F_m'、Φ_PSII、q_p、NPQ和ETR均显著降低,说明光合色素含量降低导致PSII反应中心捕光能力弱和光化学转化效率低,使叶片光合速率降低。突变体的黄化持续时间较长,对生长发育产生影响较大,单株籽粒产量只有野生型的57.09%,但与正常材料组配F₁的光合特性和农艺性状均能恢复到正常水平。     

陆海杂交棉叶绿素荧光参数及生理动态变化研究

目的:研究陆海杂交棉新陆中31号叶绿素荧光参数及生理动态变化规律,为陆海杂交棉栽培管理、高产机理研究提供参考。方法:以新陆中31号、新海21号、中棉49号为试验材料,在棉花整个生育期,研究叶绿素荧光参数、可溶性糖、可溶性蛋白以及POD活性和CAT活性的变化。结果:在整个生育期,参试材料的Fv/Fm、Fv/Fo、qP、Yield和ETR、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和POD酶和CAT酶活性基本上呈现出相同的变化趋势,即随着生育期变化呈现出先增高后降低的趋势,总体上表现为盛花期最高,之后逐渐开始降低,而qN值的变化则不同。另外,在相同条件下,新陆中31号的Fv/Fm,Fv/Fo、qP、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、POD酶和CAT活性总是高于两个常规棉对照品种,说明在同等栽培管理条件下,该品种清除活性氧的能力较高,属于典型的高光效品种。结论:在相同栽培条件下,叶绿素荧光参数、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、POD酶和CAT酶活性的变化与基因型之间存在着密切相关,其中陆海杂交棉新陆中31号清除活性氧的能力较高。     

谷子杂交种与常规种光合和叶绿素荧光特性的比较

为了明确杂交谷的光合优势是否是其产量高于常规谷的一大主因,本研究于2013年对常规谷晋谷21号和杂交谷张杂谷5号的光合和叶绿素荧光特性进行比较。采用完全随机设计,每个品种种植5个小区,在拔节期和灌浆期分别测定各项光合指标。结果表明,在拔节期,张杂谷5号的净光合速率、PSⅡ实际光化学量子产量显著高于晋谷21号;但在灌浆期,张杂谷5号和晋谷21号之间的总叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度、PSⅡ实际光化学量子产量、光化学淬灭参数和非光化学淬灭参数都存在显著差异。总体杂交谷在拔节期和灌浆期的光合性能高于常规谷。     

不同光照强度下3种萱草属植物的光合特性与叶绿素荧光特性

采用盆栽试验,设置全光照的20%、40%、70%、100%光照强度4种处理,研究不同光强环境下北黄花菜、‘金娃娃’萱草和小黄花菜的叶绿素含量、光合特性和叶绿素荧光参数的变化规律,探讨3种植物的耐阴能力和耐阴机制。结果表明：3种植物的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素(a+b)总量随着遮光程度的提高呈现上升趋势,北黄花菜和‘金娃娃’萱草在40%光照强度下达到最大,小黄花菜在20%光照强度下达到最大;3种植物的叶绿素a/b、光饱和点、光补偿点和最大净光合速率的变化趋势呈相反趋势;3种植物的F0随着遮光程度的提高呈先下降后上升的趋势,Fv/Fm、Fv’/Fm’随着遮光程度的提高呈先下降后上升的趋势、qP和NPQ随着遮光程度的提高呈下降趋势。小黄花菜的叶绿素含量、各项光合指标和叶绿素荧光参数指示其耐阴性更强,可以作为林下地被和不良光照环境的优选植物材料。3种植物的耐阴性大小为小黄花菜>‘金娃娃’萱草>北黄花菜。     

棉花非叶绿色器官光合能力的差异及与物质生产的关系

在田间条件下,以3个杂交棉品种(鲁棉研25、石杂2号和新陆早43)和2个常规棉花品种(新陆早13和新陆早33)为试验材料,通过两年试验研究了不同类型品种冠层叶片和非叶绿色器官(苞叶、铃壳和茎秆)的群体光合速率、叶绿素含量、叶绿素荧光参数和光合机构电子传递特性,及其与光合物质生产的关系。结果表明,杂交棉石杂2号和新陆早43号非叶绿色器官的群体光合速率显著高于常规棉品种,其中果实(铃壳和苞叶)和茎秆的群体光合速率分别比2个常规棉平均高85.1%和197.6%。叶片的叶绿素含量和实际光化学效率最高,铃壳次之,苞叶和茎秆最小;与常规棉品种相比,杂交棉品种叶片和苞叶的实际光化学效率无显著差异,但铃壳和茎秆的实际光化学效率显著较高;非叶绿色器官光合物质生产能力的提高与其对强光的适应能力和抗光抑制能力关系密切。     

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。     

谷子和玉米叶片光合荧光参数对烟嘧磺隆胁迫的响应差异

为探明谷子和玉米对烟嘧磺隆胁迫差异的光合生理机制,采用盆栽试验,选用谷子（张杂10号和晋谷21号）及玉米（迪甜8号和农大108号）为试验材料,在四叶一心期喷施5个不同剂量的烟嘧磺隆,分别在处理后7d和15d测定幼苗株高、叶面积、SPAD值、净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）、胞间CO₂浓度（C_i）、叶片最大光化学产量（F_v/F_m）、实际光化学效率[Y(Ⅱ)]、光化学猝灭系数（q_P）和非光化学猝灭系数（NPQ）的变化。结果表明,除7.5g/hm²的烟嘧磺隆处理之外,张杂10号、晋谷21号和迪甜8号的株高、叶面积、SPAD值、P_n、G_s、T_r、F_v/F_m、Y(Ⅱ)和q_P在用药后7d和15d时均显著低于对照,各指标在用药浓度15.0~60.0g/hm²处理之间的下降幅度均随烟嘧磺隆剂量的升高而增大;而C_i和NPQ却呈相反趋势。在15.0~120.0g/hm²处理之间,处理后7d和15d农大108号的所有指标均与对照差异不显著。综上所述,谷子对烟嘧磺隆的抗性弱于玉米,品种间也存在差异,部分原因是烟嘧磺隆显著降低了敏感品种叶片的叶绿素含量,虽然增加了光能热耗散,但PSⅡ功能还是受到抑制,导致光合能力下降。     

干旱胁迫下陆地棉光合叶绿素荧光参数与产量品质间的关联性分析

本研究在控制水肥条件下,以不同抗旱性的14份陆地棉为材料,通过测定现蕾期叶片的SPAD值、光合叶绿素荧光参数、吐絮期产量、分析光合叶绿素荧光参数与产量品质间的相关性,筛选出与抗旱性密切相关的指标.结果 表明,陆地棉18k0205的蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、光合速率(Pn)、光系统Ⅱ有效量子产量ΦPSⅡ和田间产量均高于其他陆地棉材料,而18K0319的纤维长度和断裂比强度均高于其他材料,这两个材料可作为优异抗旱种质资源进行育种实践.14份材料的光合叶绿素荧光参数与产量品质间的相关性分析表明,净光合速率(Pn)与衣分呈显著负相关,水分利用效率(WUE)与纤维长度呈显著正相关,与马克隆值呈显著负相关.光系统Ⅱ的有效量子产量ΦPSⅡ与衣分呈显著负相关.灰色关联度分析表明,产量与Fv/Fm、SPAD、单铃重紧密关联,关联系数0.85以上;纤维长度与WUE、Fv/Fm、Fm、SPAD紧密关联,关联系数0.90以上;衣分与SPAD、单铃重、Fv/Fm紧密关联,关联系数0.88以上;纤维断裂比强度与SPAD、qP、ΦPSⅡ紧密关联,关联系数0.89以上;马克隆值与FV/Fm、ΦPSⅡ、Gi紧密关联,关联系数0.87以上.研究结果表明陆地棉产量及纤维品质性状与Fv/Fm、SPAD、单铃重、ΦPSⅡ等重要性状紧密关联,上述研究结果为棉花抗旱种质资源筛选和鉴定提供一定的参考依据.     

氮素水平对小黑麦旗叶叶绿素荧光参数的影响

为了探寻小黑麦适宜的氮素水平,在田间条件下,研究了氮素水平对小黑麦东农5305和东农96026旗叶叶绿素荧光参数的影响。结果表明,小黑麦旗叶最大荧光产量Fm开花后呈M形曲线变化趋势,且随施氮量的增加而有所下降;旗叶最大光化学量子产量Fv/Fm均随施氮量的增加而升高;施氮处理旗叶非光化学淬灭qN低于N0处理;旗叶光化学淬灭qP呈单峰曲线变化,且施氮处理明显高于N0处理。两个小黑麦品种叶绿素荧光参数的变化基本一致。     

棉花叶绿素荧光诱导动力学参数遗传分析

选用6个荧光参数有显著差异的棉花品种(系),采用NCⅡ遗传交配设计配制9个组合,应用AD模型对其盛花期叶片叶绿素荧光诱导动力学参数进行了遗传分析。结果表明,棉花叶片叶绿素荧光诱导动力学参数中Fv/Fm、Fv/Fo与NPQ以显性方差为主,qP以加性方差为主。Fv/Fo具有较高的狭义遗传率,Fv/Fm和Fv/Fo的广义遗传率均达到极显著水平。Fv/Fm、Fv/Fo与产量间均存在很高的加性相关,显性相关均为负值且达到极显著水平,与纤维长度、麦克隆值相关性也较高。qP、NPQ与主要经济性状间的相关系数为负值。     

Mechanism of Verticillium Wilt Stress Affecting Photosynthetic Characteristics and Chlorophyll Fluorescence Characteristics of Cotton Seedlings

[Objective] The goal of this experiment was to study the effects of Verticillium wilt on photosynthetic characteristics and chlorophyll fluorescence characteristics of cotton seedlings, and to provide a theoretical basis for the identification of cotton resistance to Verticillium wilt at the seedling stage and the establishment of Verticillium wilt control techniques. [Method] Zhongzhimian 2 (Verticillium wilt resistant cultivar, ZZM-2) and Jimian 11 (Verticillium wilt susceptible cultivar, JM-11) were selected. Verticillium dahliae was inoculated at the two true leaves stage. The photosynthetic and chlorophyll fluorescence parameters of the last fully expanded young leaves were measured at 6 d after inoculation. [Result] (1) Under the stress of Verticillium wilt, the leaf area per plant, leaf water potential, photosynthetic pigment content and net photosynthetic rate (Pn) of cotton seedlings decreased, and the decreases in ZZM-2 were smaller than those in JM-11. (2) The decreased intercellular CO2 concentration and increased stomatal limitation value in the two test materials indicated that the decrease in Pn was mainly caused by stomatal limitation, and the decrease in chlorophyll a in ZZM-2 was smaller than the decrease in chlorophyll b, whereas the opposite trend was observed in JM-11. (3) The light response curve parameters of ZZM-2 were increased and theCO₂ response curve parameters of ZZM-2 were decreased, but all parameters in JM-11 were decreased. For ZZM-2, the potential photochemical efficiency (F_v/F_m), the quantum yield of regulated energy dissipation (Y_NPQ) and the quantum yield of non-regulated energy dissipation (Y_NO) were increased slightly and the actual photochemical efficiency (Y_II) was decreased slightly, but the differences in these four indexes between diseased plants and healthy plants was not significant; however, the variable fluorescence yield (F_v) was significantly decreased. For JM-11, F_v, Fv/F_m, Y_II and Y_NPQ were significantly decreased, and Y_NO was significantly increased. (4) F_v/F_m in leaf lesion sites decreased, but that in non-lesion sites did not decline or even showed a slight increase. [Conclusion] Verticillium wilt resistant cultivars with higher photosynthetic capacity and carbon assimilation ability could reduce the effects of Verticillium wilt on photosynthetic characteristics and reduce the impacts on cotton yield and quality.     

棉花非叶器官的叶绿素荧光异质性研究

【目的】棉花叶片和非叶器官的结构和功能具有异质性,本文针对这一问题通过叶绿素荧光成像技术来研究叶片和非叶器官的光合异质性。【方法】本试验以陆地棉品种新陆早45号为材料,测定了叶绿素含量和叶绿素荧光参数等,以此探讨棉花叶片和非叶器官的光合特性和异质性。【结果】试验结果表明,棉花叶片及非叶器官均存在光合功能的异质性。通过比较不同器官的异质性表明,与叶片相比,非叶器官光合功能的变异程度较大;且不同参数的异质性随光照强度而变化。无论叶片还是非叶器官,与光化学过程相关的参数均随光照强度增加异质性变大,而与非光化学过程相关的参数均表现出随光照强度增加异质性变小的特点。【结论】在研究过程中,如使用普通光纤式叶绿素荧光仪来测定样品(叶片等)的光合性能时,需要对样品的不同部位进行多次测定,才能更好地反映所测定组织的光合性能。而如需要较精确的光化学猝灭或者非光化学猝灭相关的参数时,无论叶片还是非叶器官均需要加大测定的重复数来进行分析,以达到更为准确的目的。     

脱叶剂对棉花叶片叶绿素荧光动力学参数的影响

利用叶绿素荧光动力学测定技术,对脱叶剂的不同喷施时间条件下棉花叶片光能吸收、传递、转换特性及棉花产量进行了研究。结果表明喷施脱叶剂降低了棉花叶片的光合功能,降低了最大光化学效率(Maximum photochemical efficiency,Fv/Fm)及PSⅡ反应中心开放部分的比例,使初始荧光(Minimal fluorescence,Fo)上升、光合电子传递速率(Electron transport rate,ETR)和PSⅡ总的光化学量子产量(Photosynthetic quantum yield,Yield)降低,提高了非光化学猝灭系数(Non-radiant energy,NPQ),说明脱叶剂胁迫下棉花叶片发生了光抑制,PSⅡ复合体受到损伤伴随着光合电子传递受阻。吐絮率10%时喷施脱叶剂使棉花铃重、衣分、皮棉产量显著低于对照。吐絮率50%时喷施脱吐隆300 g·hm~(-2)+40%乙烯利1200 m L·hm~(-2),第25天棉花脱叶率为90.1%,吐絮率为99.87%,对棉花铃重、衣分及皮棉产量影响最小且更有利于促进叶片脱落和棉铃成熟。     

海陆渐渗系棉花吐絮期叶绿素含量、荧光参数及相关性状的QTL定位分析

以海陆渐渗系13-1×辽棉12组配的195个单株的F2群体为作图群体,利用SSR(Simple sequence repeat)标记和Join Map3.0软件构建遗传连锁图谱,构建的遗传连锁图谱包含39个多态性标记、13个连锁群,该图谱总长1174.4 c M,覆盖棉花基因组的26.7%,利用Ici Mapping完备区间作图法对F2:3家系进行相关性状的QTL定位,共检测到30个叶绿素荧光参数、7个叶片干物质含量、6个叶面积指数、1个叶绿素含量的QTL位点,分布在8条染色体上,在同一染色体共标记区间内存在多个性状的QTL,部分位点加性遗传效应来自同一亲本,与干物质含量、最大光化学效应相关的QTL位点在3条染色体上不同标记区间内重复出现,与叶面积指数、最大光化学效应相关的QTL位点在4条染色体上不同标记区间内重复出现,表现出遗传上的一因多效或基因连锁效应,可用于高光效聚合育种。     

不同穗型水稻剑叶光合特性及叶绿素荧光参数的研究

环境对光合作用影响可以通过叶绿素荧光的变化反应出来,农艺措施中以种植密度和施N量的变化对光合作用的影响尤为明显。本研究以不同穗型水稻品种（穗重型品种‘龙粳27’和穗数型品种‘龙粳25’）为材料,设4个密度处理和4个施肥时期处理,研究密度和氮肥运筹对不同穗型水稻光合指标及叶绿素荧光参数的影响。结果表明,穗重型水稻‘龙粳27’的叶绿素含量、光合速率、光合功能期均显著高于穗数型品种‘龙粳25’。适当稀植和氮肥后移对水稻剑叶的光合特性有明显的促进作用,穗重型品种‘龙粳27’在D2 (29.7 cm×13.2 cm)密度处理下,穗数型品种‘龙粳25’在D3 (33 cm×9.9 cm)密度处理下,N肥后移会显著提高二者产量。     

三个不同耐高温棉花品系的光合特性及对盛花期高温胁迫的响应

对不同耐高温棉花品系叶片的光合特性及其在盛花期高温胁迫下的变化进行了比较研究.结果表明,与敏感品系XYM68和TS18相比,耐高温品系HLY从盛蕾期到结铃盛期的净光合速率、水分利用率、最大净光合速率和表观量子率显著高于其它2个品系,同时具有较低的光补偿点和较高的光饱和点,而在气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率和气孔限制...     

基于叶绿素荧光参数的滴灌棉花氮素营养估测模型

【目的】建立基于叶绿素荧光参数的棉花叶片氮素营养监测模型,为棉花高效施氮及植株生长状况的无损监测提供方法。【方法】在水肥一体化滴灌条件下,以新陆早58号为试验材料,设置4个施氮水平,测定了棉花生长关键时期顶2(从顶部数起)至顶5叶的叶绿素荧光参数和氮素含量,分析了棉花叶片氮素含量与荧光参数的关系。【结果】(1)棉花出苗70 d后,叶片氮素含量以及光系统Ⅱ(PSⅡ)潜在光化学活性(Fv/F0)、PSⅡ潜在最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)、PSⅡ最大光化学效率(Fv’/Fm’)均随着棉花生长呈逐渐下降趋势。(2)不同氮素处理下,各叶片氮素含量以及叶绿素荧光参数Fv/F0、Fv/Fm、ΦPSⅡ和Fv’/Fm’均随施氮量的增加而上升,其中N2(240 kg·hm-2)处理下各荧光参数值最大。(3)叶片氮含量与Fv、Fv/F0、Fv/Fm、ΦPSⅡ都呈现极显著正相关关系,与荧光参数ΦPSⅡ、Fv’/Fm’间呈现较好的指数函数关系,与荧光参数Fv、Fv/Fm、Fv/F0呈现良好的线性函数关系。顶5叶可变荧光(Fv)与叶片氮素含量建立的关系模型(y=0.0022x+1.6243)的模拟效果最好,决定系数达到0.928,相关系数达到0.963,呈极显著正相关。【结论】适量施氮(240 kg·hm-2)能够提高PSⅡ的活性及PSⅡ反应中心开放部分的比例,进而改善棉花叶片光合能力。顶5叶氮素含量与叶绿素荧光参数Fv构建的模型精确度和拟合效果较其他荧光参数好,因此可以选用荧光参数Fv来监测棉花叶片氮素含量,进而监测植株的氮素营养状况。     

芝麻开花期光合特性及叶绿素含量的研究

以4个芝麻品种为试验材料,用便携式光合作用测量仪测定田间主要光合特性参数,同时期取样测定叶绿素含量,研究优良芝麻品种从初花期到终花期的主要光合生理指标及叶绿素含量的变化规律。结果表明:4个芝麻品种光合生理特性表现基本一致,但是不同品种在不同阶段表现的高低不同。各品种净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、水分利用率(WUE)变化曲线一致,呈倒双峰曲线,蒸腾速率(Tr)呈单峰曲线;净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)整个花期呈下降趋势。叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b含量变化均呈先升后降趋势,不同品种高含量值出现的早晚有差异,但都出现在盛花期。芝麻单株重与净光合速率、叶绿素a、叶绿素b呈正相关,光合速率与叶绿素a、叶绿素b呈正相关。     

干旱胁迫对黄瓜幼苗叶绿素含量和光合特性的影响

为了研究干旱胁迫对黄瓜幼苗叶绿素含量和光合特性的影响,以黄瓜幼苗为试材,采用盆栽试验,研究PEG模拟干旱对黄瓜幼苗叶绿素含量和光合特性的影响。结果表明,随着干旱胁迫浓度的提高和胁迫时间的延长,黄瓜幼苗的叶绿素含量、气体交换参数和叶绿素荧光的降幅增大。干旱胁迫1天,5%PEG与对照(CK)之间叶绿素总含量差异不显著,10%、20%PEG处理叶绿素总含量较CK分别降低5.2%、16.3%,干旱胁迫2天,5%、10%、20%PEG处理叶绿素总含量较CK分别降低8.6%、12.0%、37.2%。干旱胁迫1天,CK和5%PEG处理之间Pn、E、Gs差异不显著,CK、5%、10%、20%PEG处理之间Ci差异显著,干旱胁迫2天,CK、5%、10%、20%PEG处理之间Pn、E、Ci差异显著。干旱胁迫2天,5%、10%、20%PEG处理的YIELD较CK分别降低2.4%、8.7%和13.2%,ETR较CK分别降低8.5%、17.6%和40.2%,qP较CK分别降低4.6%、9.3%和12.7%,qN较CK分别降低8.7%、18.1%和66.6%。