关于油菜的物质生产的研究——角果的光合作用、呼吸作用及碳素代谢

在油菜角果整个生育过程中,剪取果穗调查了角果的光合作用和呼吸作用特性。从这些调查结果和角果的含碳量及结实期的气象条件,试验并计算了有关角果碳素代谢等 问题: 1.果实外表光合作用活性,最大是10.5mg CO_2/dm~2表面积/小时。开花后第12～36天前后,大体上维持着这个数值。以后急剧减少(图3)。外表光合作用最适温度是20～25℃左右。 2.果实呼吸作用活性在发育初期高(6.3mgCO_2/g/小时)。随着生育推移而渐渐减少。呼吸作用温度系数(Q_(10))在10～30℃间为2.2。 3.在发育过程中,首先是角果皮发育,以后才是种子的肥大和充实。大部分必需的营养物质,在果皮发育期是由其它器官转运来的;在种子肥大、充实期,主要是由角果自身的光合作用供给的。 4.在全发育过程中,作为角果构成材料及呼吸基质的碳素总量,70％是由角果自身的光合作用供给的;30％是由其它器官转运来的。在角果发育中,由于呼吸而消耗掉碳素总量的39％,剩下的61％做为构成果实的材料。     

油菜结实特性与库源关系的研究

以4个油菜品种的结实特性研究表明，开花后20d内油菜角果体积和表面积急剧增长，角果和籽粒干重随成熟进程而增加，籽粒干重在开花25d后增重加热，40d左右超过果皮干重。具有生殖生长优势品种的单位角果皮面积的生产力（PPA）和单位角果皮表面积负担的籽粒数（SNPA）较高。果皮与种子的生理代谢进程不同，二者的全氮，叶绿素以及可溶性糖含量的动态变化与角果形态及干物质积累转化进程有明显的相关性。初花期去叶处理可使4个品种明显减产，去叶对分枝产量的影响大于主花序，主要减少分枝的每角粒数；去短叶的减产幅度大于去无柄叶。     

不同密度下油菜各结角部位对产量的贡献

本文分析了油菜有效角果数、每角粒数、千粒重、角果皮表面积与产量之间的关系,并对构成产量三因素在不同密度水平、不同结角部位上的变化特点进行了研究。结果表明,不同密度下各结角部位对产量的贡献:主花序随密度提高而递增,一次分枝稳定在50％左右,二次分枝则随密度提高而递减。最适密度每亩12000株水平下,主花序、一次分枝和二次分枝对产量的贡献大体各占30％、50％和20％。主花序和上、中部一次分枝的角果皮表面积与其籽粒重都呈正相关。     

油菜的源库关系研究Ⅰ.角果大小对油菜后期源库的调节

试验于2001-2002年度在扬州大学实验农场进行.不同油菜品种后期的源库大小测定结果表明:(1)角果皮面积占油菜后期总光合面积的比例随角果的增大而直线增加,茎枝表面积所占的比例则随角果的增大而直线下降,果柄表面积所占的比例变化不大.(2)每角粒数随角果的增大呈先增后减的趋势,而单个籽粒的体积和每角籽粒总体积则随角果增大逐渐增大.(3)单位角果皮面积承担的籽粒数(SNPA)和单位角果皮面积承担的籽粒体积(SVPA)随角果增大而呈指数曲线下降.     

油菜内源激素与角果长度发育的关系

以甘蓝型油菜特长角H218、H203,短角4101和增11,普通角果中油821、MSP334为材料,采用酶联免疫 测定技术分析了发育1～20d内角果内源激素含量的动态变化。研究了内源IAA、GA3、iPA和ABA含量与角果长 度发育的关系。结果表明: (1)特长角材料IAA含量在角果发育第1～5d低于短角材料,第5、20d角果的IAA含量 分别与最终角果长呈极显著和显著负相关; (2)特长角材料iPA含量在第5～20d低于短角材料,第1d角果的iPA 含量与最终角果长呈显著正相关,第5、10、15d角果的iPA含量分别与最终角果长呈显著负相关; (3)第5d角果的 GA3 含量与最终角果长呈显著正相关; (4)第1d角果的ABA含量与最终角果长呈显著负相关。iPA和IAA可能在 油菜角果长度发育中扮演重要角色。     

油菜角果光合特性研究现状及改良思路

为了加强油菜角果光合特性研究,实现以提高角果光合效率途径来提高油菜产量、品质及抗性的目标,在总结前人工作的基础上,本文从角果光合色素、光合面积、光合参数日变化、光合碳同化途径等6个方面,从结角层结构、光能截获、光合机能调节、理想高光效结角层构建等4个方面,从角果光合产物对产量的贡献、光合产物高效转化的原因、角果光合调节等3个方面,分别对油菜角果光合特性、结角层的光合机能、角果光合产物与产量的关系进行了综述;在分析目前油菜角果光合特性研究存在的不足和有利条件的基础上,结合高光效育种目标,提出了从8个方面进一步开展油菜角果光合特性研究的思路和方法。     

甘蓝型油菜与白芥杂种后代抗裂角性及其与角果性状的相关性

为筛选抗裂角性优良的甘蓝型油菜种质资源,以甘蓝型油菜与白芥原生质体融合属间杂交后代为材料,扬油6号为对照,用随机碰撞法测定抗裂角性状。结果显示,抗裂角指数(SRI)变异范围为0.14~0.99,抗裂角指数SRI分布在0.1~0.2、0.2~0.3、0.3~0.4、0.4~0.5、0.5~0.6、0.6~0.7、0.8~0.9和0.9~1的材料数量分别为6、2、4、2、5、6、4和1份,表明材料之间的抗裂角性存在较大差异。筛选出12个抗裂角性优于扬油6号的种质。相关性分析表明,角果长度、果皮厚度和果皮重量与SRI呈显著正相关。因此在抗裂角油菜的筛选中,可以将长角果和厚重果皮作为形态指标。     

甘蓝型油菜两类细胞质雄性不育系花-角期形态和产量性状的比较

以同源保持系(M)为对照,研究了3套甘蓝型油菜化学诱导型雄性不育系(CIMS)与同核细胞质雄性不育系(CMS)花期-角期形态和产量性状的差异.结果表明:蕾薹期和初花期2次喷化学杂交剂SX-1后,CIMS叶面积缩小.CIMS株高在盛花期前比M系低,此后两者差距逐步缩小.CIMS的花蕾变轻变小,雄蕊缩短.CIMS的角果形状与M系无差别.CIMS的分枝部位、主花序长、主序角果数比M系低,而分枝数则增多.CIMS的根重和生物学产量更高,经济系数低,根冠比与M系无差异.在自然和人工授粉条件下CIMS与M系的结实性都无差别.与CMS相比,花期CIMS叶面积较小,株高在盛花期前比CMS低,差距而后加大.角果的长和宽、单个角果皮表面积和角果数均比CMS高,单株角果皮面积较小.分枝部位、分枝数、分枝角果数、主花序长比CMS低,而主花序角果数、主花序结角密度、主花序角果占全株角果数比例高.与CMS相比,CIMS的经济系数高,而生物学产量、根重和根冠比较低.综合CIMS和CMS系统的优势,认为培育“CIMS+ CMS”复合型授粉控制系统具有重要意义.     

影响甘蓝型油菜角果抗裂特性的因素分析

利用3个抗裂和4个易裂品种(系)分析了品种间、品种内单株间、单株内分枝间、主花序上的着生部位和角果相对含水量与抗裂角指数间的关系。结果表明,品种间抗裂角指数差异极显著,说明遗传特性是影响抗裂角性状的主要因素。品种内不同单株间抗裂角指数变异系数在15.81%～73.78%,但变异范围没有超出该品种的抗裂角特性。单株内不同着生部位影响抗裂角指数,不同品种分枝部位间角果抗裂角指数的变异范围在18.67%～93.57%。下部第一分枝的角果抗裂角指数大于其它部位角果,主花序顶部角果的抗裂角指数分别比主花序中部和下部角果小55.04%和60.43%。角果相对含水量对抗裂角指数的影响很大,油菜角果的抗裂角指数(y)随角果相对含水量(x)的增加呈直线上升的关系,即y=0.0149x-0.4779,R2为0.4284。上述各因素对抗裂角品种的影响远大于对易裂角品种的影响。     

油菜叶片和角果光合作用研究进展

论述了目前油菜叶片和角果光合作用研究概况,包括油菜叶片的光合特性、微量元素对油菜叶片光合作用的影响及油菜角果的灌层结构特点和角果的光合特性,并对油菜光合特性研究做了进一步展望。     

小麦物质生产与积累的模拟模型

采用高斯积分法模拟小麦冠层每日的总光合同化量，并经呼吸消耗与物质转化形成生物量。同时考虑了温度、水分、CO2浓度，生理年龄和N素丰缺对光合作用的影响。建立了植株临界N浓度、最小N浓度和生理发育时间的曲线关系。采用不同地点不同品种不同处理的试验对模型预测的生物量进行比较。结果表明，模拟值与实测结果吻合很好，相对误差小于8％。     

机直播杂交籼稻结实期物质转运与不同粒位米质的关系

选用8个杂交籼稻品种为试验材料,比较机直播不同品种间结实期物质转运、产量及穗部不同粒位(强、弱势粒,一次、二次枝梗,上、中、下部)米质的差异,并探讨结实期物质转运与不同粒位米质的关系,为机直播杂交籼稻品种筛选提供理论依据.结果 表明,具有较高的颖花数和千粒重,且结实期具有较高的茎鞘和叶片物质输出与转换率,是机直播高产品...     

甘蓝型油菜抗裂角性生理生化研究

油菜成熟时角果的开裂性严重影响产量和机械化收割效率。为更多地了解裂角的生理生化过程,选取抗裂角性强的甘蓝型油菜品种庆油1号及其母本0911为材料,以两个易裂角材料为对照,测定角果发育过程中角果皮内含水量、乙烯合成速率、内切纤维素酶活性和成熟期生长素（吲哚乙酸、IAA）含量等生理生化指标。结果表明,在角果成熟过程中,抗裂角和易裂角材料的角果皮内乙烯合成速率相近;在角果发育后期的花后55d,抗裂角的角果皮含水量显著高于易裂角材料,内切纤维素酶活性峰值显著低于易裂角材料,而成熟期IAA的含量则高于易裂角材料。推测这些生理生化指标的差异与油菜角果的裂角性密切相关;在成熟过程中,角果脱水速率更慢的材料抗裂角能力更强;成熟角果的脱水速率可作为筛选油菜抗裂角种质资源的重要指标。     

油菜高产群体质量指标研究

通过测定油菜不同群体干物质积累动态、群体光合面积的变化以及交替、结角层中角果的空间分布等,研究了油菜高产群体的质量指标.其主要结果如下:(1)油菜初花之前形成的生物产量与籽粒产量呈二次曲线关系,而终花期和成熟期的生物产量与籽粒产量呈直线关系.说明越到后期形成的生物产量与籽粒产量的关系越密切.(2)油菜最大叶面积指数(LAI)和角果皮面积指数(PAI)与最终籽粒产量均呈二次曲线关系,其最适范围为4～4.5.(3)油菜群体总茎枝数及各次茎枝的配比与群体质量密切相关,高产群体适宜的总茎枝数为2.7～3×106/hm2,其中主茎9.75～11.25×104/hm2、一次分枝1.2～1.35×106/hm2、二次分枝1.35～1.5×106/hm2.(4)油菜各枝序的生产力与其在结角层中的位置有关,高效分枝的结角起点应在主序之上,结角终点则不低于主序10～15cm.     

香蕉果实发育成熟过程中多酚物质的变化规律

以3个香蕉品种‘巴西蕉’‘粉蕉’‘皇帝蕉’为供试材料，利用福林酚法测定其整个生育及成熟期果皮、果肉的多酚含量，探索不同香蕉品种在发育成熟过程中的多酚含量变化规律，及其与果实发育成熟的关系。结果显示，在香蕉果实整个生育期，多酚物质含量果皮均大于果肉。多酚物质在香蕉果皮、果肉生长发育期迅速积累，到采收期下降，采后果皮多酚物质含量随着成熟度的增加而增加，而果肉多酚物质基本维持不变。用外源乙烯和1-MCP处理后发现，与对照果实相比，乙烯促进其多酚物质的积累，而1-MCP抑制其积累。     

氮素营养对油菜宁杂1号结角层中角果性状的影响

采用不同施氮处理,研究了甘蓝型冬油菜宁杂1号结角层中角果经济性状的变化,结果表明：（1）油菜的角果数有85％－90％分布在结角层上部的10－60cm之内;（2）每角粒数和千粒重一般以结角层中上部最高,下层减小,每角粒数下降的幅度较大,千粒重下降幅度相对较小;（3）单位角果皮面积生产力（PPA）一般以结角层上部最高,下层只有最大值的2／3左右;（4）适量施用氮肥,能促使各结角层角果的经济性状较为协调,形成高效结角层。     

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。     

早熟油菜氮素分配特征研究

通过15N标记方法研究氮素的吸收、分配、再分配与油菜早熟的内在关系。研究结果表明,早熟油菜品种中油116(ZY116)生育期比中晚熟油菜品种中双11号(ZS11)短9d,在营养生长期和生殖生长期分别短5d和4d。早熟品种ZY116在全生育期吸收的氮素比中晚熟品种ZS11更多的向籽粒中转移,而中晚熟品种ZS11则是花期吸收的氮素向角果皮中转移的更多,角果期氮素从角果皮转移到籽粒的更少,均达显著水平。早熟品种中油116在营养生长阶段吸收的氮素在后期的分配速度明显快于ZS11,如ZY116苗期吸收的氮素从花期生长到角果期时再分配速度为3.22mg/d,从角果期生长到收获期时再分配速度为3.71mg/d,而ZS11分别为2.48mg/d和3.10mg/d。     

施氮提高直播冬油菜主序不同部位角果生产力

直播(密植)油菜主序籽粒对全田产量贡献率大。为充分发挥主序增产潜力,通过对大田直播油菜(甘蓝型油菜品种华油杂9号)进行施氮处理,将主序角果按形成时期(终花期、盛花期和始花期)分为上部、中部和下部角果,从产量构成因子、库源关系以及籽粒充实过程三个方面分析施氮对油菜主序不同部位的增产效果。结果表明,施氮可显著提升主序各部位的籽粒产量,与不施氮处理相比,施氮处理油菜主序上部、中部和下部角果籽粒的产量分别增加了73.3%、138.3%和108.6%。角果数的增多是增产的主要原因,主序各部位角果数分别增加了53.4%、37.9%和25.2%,同时氮肥施用提高了中部角果的千粒重和上部角果的每角粒数。氮肥的投入增大了上部和下部角果皮的干物质重和粒壳比,促进了角果皮干物质向籽粒的转移。与不施氮处理相比,籽粒干物质和氮素积累的持续时间和速率明显提高。籽粒干物质充实的持续时间是决定油菜角果数和每角粒数重要因素,而籽粒的千粒重则和干物质积累速率密切相关。因此可通过氮肥施用改善油菜后期各部位的源库关系,促进籽粒的充实进程,进而增加油菜的籽粒产量。     

种植密度对直播油菜结实期源库关系及产量的调节

对6种种植密度下直播甘蓝型油菜结实期的源库关系及产量进行了研究,结果表明：角果长、宽分别在开花后19d和25d左右达到最大值,角果大小有随密度增加而减少的趋势;单位角果皮面积承担的籽粒数（SNPA）及单位角果皮面积的籽粒重（PPA）都随密度的增大呈先增后减的趋势;每角粒数和角果长度或角果面积都符合二次曲线的关系;随着种植密度的增加,单株株高、茎粗、一次有效分枝数、单株角果数、每果粒数和千粒重均下降,但群体单位面积角果数、角果面积增大,产量增高。密度继续增加,群体单位面积角果数和角果面积减少,产量下降。