不同油菜品种角果光合特性及叶绿素荧光参数的差异

通过气体交换和荧光猝灭动力学等技术研究了4个不同熟期冬油菜品种的角果光合特性和叶绿素a荧光参数。结果表明：不同油菜品种角果皮叶绿素含量存在明显差异,早熟品种角果发育前期叶绿素含量随生育进程上升较快,但后期下降也快;叶绿素含量与籽粒产量、含油量之间无显著相关。油菜产量、含油量和角果发育期间的光能利用率存在一定相关性,其中华协102和同富油3号光能利用率较高,产量与含油量也较高。不同品种角果皮叶绿素a荧光参数—光合有效量子产量(EQY)、光合电子传递速率(ETR )、光化学淬灭(qP)和非光化学淬灭（NPQ)存在较大差异,华协102和同富油3号的角果皮天线色素对光能吸收及电子传递链效率优于其它品种,在光能转化利用中占有优势,其ETR、EQY、qP值较高,NPQ较低。可见,晚熟和杂交品种的产量高于早熟和常规品种与其后期角果皮光能利用率和电子传递链效率较高等生理因素有关。     

甘蓝型油菜角果皮叶绿素含量的QTL分析

利用甘蓝型黄籽油菜GH06和甘蓝型黑籽油菜P174为亲本,通过“单粒法”连续自交6代构建重组自交系群体,进而构建的遗传连锁图谱,对2007年和2008年群体中每个株系的角果皮叶绿素含量进行QTL分析。复合区间作图法分析结果共检测到9个QTL,单位点贡献率在5.75%～10.82%之间,其中在第7连锁群有QTL重叠的区域。本研究认为油菜角果叶绿素含量属于典型的数量性状,受环境影响很大,与这些QTL紧密相关的分子标记可以对油菜角果叶绿素及其相关光合性状的研究奠定基础。     

油菜角果叶绿素提取方法研究

为了探索最适宜的叶绿素提取条件,优化叶绿素提取方法,本试验以159、158两个油菜品种作为研究对象,分析叶绿素提取过程中相关因素对其提取效率的影响。结果表明：研磨处理方式较未处理、剪碎2种处理方式更能充分地溶解植物体内的叶绿素;样本量为0.5 g时能有效减少油菜角果之间的个体差异;以95%乙醇作为提取液浸泡12 h最适宜,其提取的叶绿素含量相对较高。综合分析,在本试验条件下,0.5 g的样本量+研磨处理+95%乙醇浸泡12 h的提取方式较适合油菜角果叶绿素的提取。     

干旱缺钾对油菜内源激素、光合作用和叶绿素荧光特性的影响

为了解钾肥对抗旱的生理影响,以抗旱性不同的两个油菜品种川油36（敏感）和油研57（耐旱）为材料,采用水培试验,调查干旱缺钾对油菜内源激素、光合作用和叶绿素荧光特性的影响。设置缺钾（0.01 mmol/L K₂SO₄）和正常钾肥（1.0 mmol/L K₂SO₄）两个梯度,加入7%的PEG6000模拟干旱,分别记为LK和NK处理。结果发现,干旱胁迫严重抑制油菜生长,不同钾肥水平对油菜生长和激素水平影响显著,与NK处理相比,LK处理下油菜生物量和叶片吲哚乙酸（IAA）、细胞分裂素（CTK）和油菜素内酯（BR）含量显著降低,而脱落酸（ABA）含量显著增加。干旱胁迫下钾肥水平对油菜光合作用影响显著,与NK相比,LK处理下油菜净光合速率、气孔导度、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶（RuBP羧化酶）活性、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）活性均显著降低。干旱胁迫下光系统I（PSI）P700最大变化（Pm）和光下P700最大变化（Pm'）显著降低,LK处理下Pm'显著低于NK处理,而PSI受体侧限制非光化学量子产量[Y(NA)]显著高于NK处理。干旱胁迫导致光系统II（PSII）最大光化学量子产量（Fv/Fm）显著降低,与NK处理相比,LK处理下Fv/Fm和PSII调节性能量耗散[Y(NPQ)]显著降低,然而非调节性能量耗散[Y(NO)]显著增加。LK处理下抗旱品种油研57叶片IAA含量、CTK含量、叶绿素含量、净光合速率和Fv/Fm显著高于川油36,表现出更高的生物量。综上,干旱缺钾会诱导ABA积累,抑制生长促进类激素IAA、CTK和BR的合成,抑制油菜生长。干旱缺钾条件下,RuBP羧化酶和PEPC酶活性显著降低,同时PSI受体侧过度还原,PSII调节性能量耗散减弱,非调节性能量耗散量子产量增加,造成PSI和PSII活性下降,导致油菜光合作用降低并限制油菜生长。     

干旱对玉米自交系叶片叶绿素荧光特性的影响

以玉米自交系郑58(抗旱性强)和丹340(抗旱性弱)为材料,采用盆栽控水试验,设置中度干旱和正常灌水处理,研究干旱胁迫对玉米自交系苗期、抽雄吐丝期和灌浆期叶片叶绿素荧光指标的影响。结果表明,不同生育时期,玉米自交系叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)的最大荧光(Fm)、原初最大光能利用效率(Fv/Fm)、潜在光化学效率(Fv/F0)、有效光化学量子产量(Fv’/Fm’)、实际光化学量子效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(q P)均随干旱胁迫的加剧而下降;初始荧光(F0)和非光化学猝灭系数(q N)均随干旱胁迫的加剧而升高。与丹340相比,郑58的Fm、Fv/Fm、Fv/F0、Fv’/Fm’降幅均相对较小。不同时期干旱胁迫下,郑58的Fm、Fv/Fm、Fv/F0、Fv’/Fm’、ΦPSⅡ和q P均高于丹340。与丹340相比,干旱胁迫下,郑58光系统Ⅱ具有较高的光能转化和利用效率、实际光化学量子效率和有效光化学量子产量,通过调节碳同化能力和激发能利用效率,有效地耗散过剩光能减轻光抑制,保护光合机构,维持较高的光合性能。光系统Ⅱ中Fm、Fv/Fm和Fv/F0可以用来鉴定玉米自交系抗旱性。     

光照对绿宝石叶绿素荧光特性的影响

用叶绿素荧光动力学研究不同光照对绿宝石叶绿素荧光特性的影响。结果表明：遮光使绿宝石叶片SPAD值升高4.7%;日光灯使初始荧光下降,最大荧光升高;遮光和自然光照的PSⅡ潜在活性和原初光能转化效率比处理前低,而日光灯处理10 d时二者分别增加9.9%和7.73%;在日光灯处理20 d时PSⅡ量子效率升高61.67%,荧光下降比值升高23.16%,光化学猝灭升高12.62%,非光化学猝灭仅为处理前的64.72%。说明日光灯处理可增加绿宝石叶绿体PSⅡ反应中心开放部分的比例,将更多的光能用于推动光合电子传递,从而提高光合电子传递能力,同时叶片的非化学热耗散降低,植物体充分利用所吸收的光能用于光合作用。     

栽培因素对甘蓝型杂交油菜群体角果数影响的研究

１９９６年，以油研７号为材料进行了播期、密度、施氮量、施磷量、施钾量对油菜群体角果数影响的研究。结果表明，密度对群体角果数的影响达到极显著水平，进一步证实了密植增角夺高产的栽培技术措施。群体角果数与群体产量之间呈极显著正相关（ｒ＝０．８１９６＊＊）。每公顷要获得３０００ｋｇ以上的产量，其群体角果数应在８０３２．５万个以上，每公顷要获得３７５０ｋｇ以上的产量，群体角果数应在９１９０．５万个以上。     

氮素对油菜角果生长及结角层结构的影响

对4个甘蓝型油菜品种在不同氮素水平下的结角情况进行了研究，结果表明，施氮使根、茎的干物质分配比例下降，叶和分枝的干物质分配比例上升，而角果的变化不大，但不同品种有差异。4个品种的单株角果数随氮肥水平的提高而不断增加，特别是从低氮到中氮水平，各产量性状指标都有显著的提高，但高氮水平下每角粒重开始下降。增施氮肥明显提高各品种下部分枝的结角起止点，并使各种结角层厚度增加。     

干旱及复水对油菜苗期光合及叶绿素荧光特性的影响

以西藏当地推广的油菜代表品种芥菜型油菜(Brassica juncea L.)年河1号、白菜型油菜（Brasscia rapa L.）青油17号和甘蓝型油菜（Brasscia napus L.)藏油5号为材料,设置持续干旱1周和2周的2个干旱处理及干旱后复水1周、2周、3周的3个时期,研究苗期干旱及复水对油菜光合及荧光特性的影响。结果表明：（1）干旱胁迫造成油菜实际光化学效率（ФPSⅡ）、表观光合电子传递速率（ETR）、光化学淬灭系数（qP）、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）均下降,且随干旱时间延长而降低。PSⅡ反应中心完全关闭时荧光产量(Fm）、最小荧光（Fo）随干旱时间延长而升高。PSⅡ原初光能转化效率（Fv/Fm）、PSⅡ的潜在活性（Fv/Fo）相对变化小,下降不显著。（2）干旱后复水1～2周时,油菜气体交换参数较前期干旱处理均有升高,复水2周后升高幅度大于1周,尤其是干旱2周处理后复水时参数值大幅度升高;复水3周时,油菜气体交换参数呈下降趋势,净光合速率明显下降。（3）干旱后复水1～2周时,油菜PSⅡ、ETR、qP值较对照均有升高,复水1周后较2周后的升高幅度大,尤其是干旱2周处理后复水时,它们的升高幅度大于干旱1周处理后复水的情形;Fm、Fo较对照仍有升高,复水3周各荧光参数值下降。复水后Fv/Fm、Fv/Fo值变化相对较小。     

Effects of drought on chlorophyll fluorescence in potato (Solanum tuberosum L.). I. Plant water status and the kinetics of chlorophyll fluorescence

Summary The slow kinetics of chlorophyll fluorescence were examined in seven potato genotypes grown either fully irrigated or droughted from the time of plant emergence. Constant and variable fluorescence (F _o andF _v respectively) declined with time in plants from both irrigated and droughted treatments, but the decline was greater in droughted than irrigated plants. However, the yield of variable fluorescence (F _v/(F _o+F _v)) was unaffected by the drought treatment. The main effect of drought was upon the quenching of variable fluorescence. Both the half life of the decay of variable fluorescence (q_1/2) and the secondary maximum (M) were significantly greater in the droughted plants than in those from the irrigated treatment. Significant differences between genotypes were found forF _v/(F _o+F _v),M andq _1/2. Genotype-by-treatment interactions were non-significant for all the variables examined. Changes in chlorophyll fluorescence transients were not closely related to changes in leaf water potential.     

Effects of water stress on photosynthesis and chlorophyll fluorescence of five potato cultivars

Summary Reduction of leaf photosynthesis due to water stress has been analyzed into various components and genetic variation in these components has been evaluated. Five potato cultivars were grown on nutrient solution in a conditioned glasshouse. Water stress was imposed by adding polyethylene glycol to the nutrient solution. Photosynthesis, transpiration and chlorophyll fluorescence were measured on intact leaves during the stress period and after recovery from the stress. Water stress reduced photosynthesis, initially as a consequence of stomatal closure, but after 3 days increasingly by inhibiting directly the photosynthetic capacity (mesophyll limitation). Stomatal closure correlated with the reduction in photosynthesis, but it was not the sole cause of this reduction because the internal CO₂ concentration in the leaves was not affected by water stress, indicative of inhibitory factors other than stomatal ones. Chlorophyll fluorescence emission suggested that the Calvin cycle was inhibited, while quantum efficiency was not affected at 17°C. Increasing the temperature to 27°C reduced quantum efficiency but only in the stress environment. The recovery of young leaves after relief of the stress was associated with a lower stomatal conductance but a higher mesophyll conductance compared with the control, which caused a low internal CO₂ concentration and probably invoked photo-inhibition and leaf damage. Cultivar differences in photosynthetic rate were highly significant under both optimal and stress conditions, and corresponded with differences in mesophyll conductance.     

油菜籽叶绿素含量近红外光谱快速检测

        油菜机械化收获的油菜籽叶绿素含量不一致,直接影响其加工成本和菜籽油品质,亟需建立成熟期油菜籽中叶绿素快速无损检测技术。本文采用紫外可见分光光度法测定450份代表性油菜籽样品中叶绿素含量,并采集近红外光谱数据。通过一阶导数、标准正态变量变换预处理,采用竞争性自适应重加权采样算法进行波长选择,建立了油菜籽中叶绿素含量偏最小二乘法回归模型。交互检验结果显示,油菜籽中叶绿素含量预测模型的验证集决定系数为0.9446,交叉检验均方根误差(RMSECV)为1.36mg/kg。研究表明,该方法可以准确预测油菜籽中叶绿素含量,为油菜籽品质快速监测提供了重要的技术支撑。     

NaCl胁迫对续随子离子吸收及荧光特性的影响

以续随子为材料采用温室盆栽法,研究了NaCl胁迫处理对其生长发育、离子分布和叶绿素荧光特性的影响。结果表明：(1) 25mmol•L-1 NaCl胁迫时续随子幼苗的鲜重、干重和株高比对照略有下降,但不显著;随着NaCl浓度的继续增加,三指标均显著降低。(2)盐胁迫影响植物组织的离子分布,Na +浓度增加时,K+、Ca2+和Mg2+浓度均持续下降,K+/ Na+、Ca2+/ Na+、Mg2+/ Na+ 也急剧下降。(3) NaCl胁迫下,续随子幼苗叶片的初始荧光(Fo)、最大荧光(Fm)、PSⅡ实际光化学效率均降低。但在0～25 mmol•L-1NaCl浓度下,Fo、Fm与对照差异不显著。可见,NaCl胁迫下,续随子产生了光合作用的光抑制伤害。     

氮素水平对油菜根茎叶氮素输出 及角果中氮素积累的影响

通过测定不同施N条件下油菜各器官的N素含量,研究了油菜后期根、茎枝、叶片等营养器官中N素的 输出和角果中N素的积累。其主要结果如下: (1)根、茎枝、叶片中N素积累量的变化呈先增后减的趋势,一般在 开花期前后达最大值;角果中N素总量随角果的生长逐渐增加。增施N肥明显增加各器官的N素积累量,推迟最 大值出现的时间。(2)根系、茎枝、叶片中的N素向外输出的比例随施N量的增加而下降,分别占其最大值的20% ～35%、35%～65%、55%～70%。(3)角果中的N素有30%左右来自叶片中N素的再利用,受施肥量的变化影响 较小; 35% ～10%来自茎枝的N素的再利用,随施N量的增加而减少;来自根系中N素的再利用不足5%;来自开 花后从土壤中吸收的N素约为30% ～60% ,随施N量的增加而增加。     

Effects of drought on chlorophyll fluorescence in potato (Solanum tuberosum L.). II. Relations between plant growth and measurements of fluorescence

Summary Relations between measurements of the slow kinetics of chlorophyll fluorescence and growth and yield were examined in seven potato genotypes grown either fully irrigated or droughted from the time of plant emergence. Drought reduced total dry matter production and yields and increased tuber dry matter concentration. Drought increased harvest index in cv. Spunta, but decreased it in cv. Pentland Crown. Total dry matter production was correlated with each of constant fluorescence, variable fluorescence and the half life of the decay in variable fluorescence. These correlations were determined largely by the effect of treatment, and did not discriminate effectively between genotypes within a treatment.     

微波预处理对油菜籽及其低温压榨油脂肪酸含量的影响

为了解微波预处理对油菜籽及菜籽油脂肪酸含量的影响,评价其产生反式脂肪酸的风险,以8个省14产地的57份油菜籽样品为材料进行微波预处理,并对微波前后的油菜籽进行压榨,得到冷榨菜籽油。采用优化后的气相色谱法快速测定油菜籽和菜籽油中脂肪酸组成和含量,考察油菜品种、油菜产地以及微波预处理对油菜籽脂肪酸含量的影响。结果发现,与国标方法相比,优化后样本分析时间缩短一半以上,显著提高分析通量。研究发现,产地对油菜籽和冷榨菜籽油脂肪酸组成和含量影响较小,品种对菜籽和冷榨菜籽油脂肪酸组成和含量影响较大。不同品种的油菜籽和对应冷榨菜籽油中的脂肪酸含量差异极显著（P＜0.01）。高芥酸菜籽的花生一烯酸、芥酸的平均含量分别是低芥酸菜籽的6.89倍和64.50倍,油酸的平均含量仅为低芥酸菜籽的71.48%。同一品种不同产地的油菜籽与对应的冷榨菜籽油中的脂肪酸含量之间,不存在显著性差异。微波预处理不会显著影响油菜籽和菜籽油中的脂肪酸组成和含量水平,同时也不会产生反式脂肪酸等风险因子,微波处理后,产生反式脂肪酸的风险较低。     

转基因抗草甘膦大豆的光合及荧光特性

本文比较了转基因抗草甘膦大豆40-3-2与常规栽培大豆荷豆13在光合、叶绿素荧光以及繁殖适合度参数上的差异,以评价在我国农田生境中转基因大豆相对于本土栽培种是否具备更强的入侵性或杂草化特征。结果表明,40-3-2花期叶片净光合速率低于同期的荷豆13,但水分利用策略优良,即蒸腾速率低、水分利用效率高,环境适应能力强。叶绿素荧光测定显示40-3-2全天只有轻微的光抑制现象,其光系统Ⅱ能够在高温和强光照条件下维持较高的光化学效率,而荷豆13叶片在正午时有强烈的光抑制。尽管如此,在没有除草剂选择压条件下,在生长和繁殖适合度上40-3-2相对于荷豆13无竞争优势,入侵性风险较低。