大豆叶片光合、蒸腾等生理特性的品种间比较研究

在25个大豆品种的鼓粒期,测定了植株主茎自上而下数第3片已完全展开叶的光合速率、暗呼吸速率、蒸腾速率、叶片对水分扩散导性、叶片对CO_2扩散导性、比叶重、叶绿素含量及水分利用效率。结果表明:所测性状在供试品种间均存在着极显著的差异性。在表型、遗传及环境相关分析的基础上,对有关性状间作偏相关分析的结果指出,椭园叶型品种的暗呼吸速率及叶CO_2扩散导性与其光合速率呈极显著偏正相关,并比叶重及叶水分扩散导性与其蒸腾速率呈显著或极显著偏正相关;披针叶型品种的比叶重、叶绿素含量及叶CO_2扩散导性均与其光合速率呈显著或极显著偏正相关,而且比叶重与其蒸腾强度的偏相关也达极显著水平。此外,在两种叶型品种中,光合速率均与蒸腾速率和水分利用效率呈极显著偏正相关,但蒸腾速率则与水分利用效率呈极显著偏负相关。本文还对大豆高光效生理育种及抗旱育种的目标进行了讨论。     

黄淮海地区大豆光合特性及高光效种质筛选

本文旨在研究黄淮海大豆种质资源的光合气体交换特性,从中筛选高光效种质,为开展培育大豆高光效品种等研究奠定基础。在大田条件下,以150份来自黄淮海地区的大豆种质资源为试材,利用LI-6400便携式光合仪测定其盛花期的光合气体交换参数,包括叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率、叶片饱和水汽压亏缺、蒸腾效率以及叶片瞬时水分利用效率。结果表明,150份大豆种质光合气体交换参数间存在较大差异。7个参数的变异系数范围为5.54%~29.56%,其中,蒸腾效率变异系数最高,胞间CO2浓度最低。净光合速率与气孔导度、叶片瞬时水分利用效率呈显著正相关,与叶片饱和水汽压亏缺呈显著负相关;气孔导度与胞间CO2浓度、蒸腾速率呈显著正相关,与叶片饱和水汽压亏缺、蒸腾效率、叶片瞬时水分利用效率呈显著负相关;胞间CO2浓度与叶片饱和水汽压亏缺、蒸腾效率呈显著负相关;蒸腾速率与叶片饱和水汽压亏缺呈显著正相关,与蒸腾效率、叶片瞬时水分利用效率呈显著负相关;蒸腾效率与叶片瞬时水分利用效率呈显著正相关。进一步利用主成分分析选出3个主成分（气孔因子、水分因子、光合因子）,方差累积贡献率达93.64%。聚类分析将150份大豆种质划分为12个类群,其中第Ⅱ类群包括23份大豆种质,表现高气孔导度、高水分利用率和高光合效率。因此第Ⅱ类群可作为适合育种需要的高光效大豆种质。     

马铃薯叶片水分利用效率及相关生理性状研究

试验于2011年在哈尔滨东北农业大学香坊试验实习基地进行,以4个马铃薯品种为材料,通过盆栽控水试验对马铃薯的叶片水分利用率（LWUE）及与其相关生理性状进行研究。结果表明,在水分胁迫下参试品种的叶片水分利用效率均表现为花期〉蕾期〉苗期〉收获期,且品种间叶片水分利用率差异显著。光合速率、蜡质、可溶性糖含量与LWUE呈极显著正相关。蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度与LWUE呈显著负相关,气孔导度与LWUE呈极显著负相关。     

水稻生理特性与抗旱性的相关分析及QTL定位

利用籼稻品种IR64和粳稻品种Azucena杂交产生的包含110个加倍单倍体株系的群体,在干旱胁迫和正常水分条件下,连续在2004年和2005年于抽穗期分别测定了叶片水势、相对含水量、叶绿素含量(SPAD值)、游离脯氨酸含量、气孔导度和蒸腾速率,并于成熟期取样,计算抗旱系数。与正常水分状况下相比,干旱胁迫条件下叶片的游离脯氨酸含量的增加达极显著水平,干旱胁迫条件下叶片的相对含水量、水势、叶绿素含量和气孔导度的降低均达显著或极显著水平。相关分析表明,在干旱胁迫条件下,叶片相对含水量、叶片水势与抗旱系数呈显著或极显著正相关。 利用175个RFLP标记构建的遗传连锁图谱分析了与抗旱性相关的叶片生理指标,共检测到与抗旱性相关的6个生理指标的7个加性QTL,31对上位性QTL,其中有2个主效QTL、9对上位性QTL存在环境互作效应。在两种水分条件下检测到的QTL结果有较大差异,说明干旱胁迫对控制与抗旱性相关的叶片生理性状基因的表达有显著的影响。在6个抗旱相关生理指标中,检测到的控制叶片气孔导度和水势的QTL较多,有3个加性QTL和8对上位性QTL控制气孔导度,有8对上位性QTL控制水势。     

玉米叶片水分利用效率及其相关性状的研究

在正常灌溉和中度水分胁迫处理条件下,测定23个玉米自交系其叶片水分利用效率,并将玉米叶片水分利用效率与生理生化、农艺学及产量形成因素等22个性状进行相关性分析。结果表明：玉米在中度水分胁迫条件下的WUE均高于正常灌溉条件下的WUE;玉米叶片水分利用效率与光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度、穗位高、雄穗分枝数、开花至吐丝间隔、秃尖长、单穗粒重、穗粒数、穗行数等性状呈显著或极显著相关关系。     

割手密光合特性及其与原生长地海拔关系

测定了144份不同原生长地甘蔗割手密无性系的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素a含量、叶绿素b含量等生理指标。结果表明：不同割手密无性系光合特性差异较大;原生长地海拔与蒸腾速率呈显著线性关系与其它光合特性无相关性;原生长地海拔与割手密无性系叶绿素a含量、叶绿素b含量和叶绿素a＋b含量呈反抛物的线性关系,与叶绿素a／b值呈显著正相关;在割手密无性系各光合特性间,气孔导度与蒸腾速率、净光合速率、细胞间隙CO2浓度呈显著的直线关系,其余各光合特性之间无显著关系。由此认为：原生长地不同的割手密无性系间在光合特性方面存在丰富的多样性特征;其光合特性与海拔密切相关;海拔一方面影响叶绿素的含量,另一方面调节气孔和蒸腾速率,进而影响光合速率。     

稻草覆盖量对早稻茬免耕秋玉米光合特性的影响

对不同稻草覆盖量下早稻茬免耕秋玉米光合生理指标测定的结果表明：稻草覆盖能增强玉米光合速率、蒸腾速率、气孔导度和提高叶片水分利用率,且随着稻草覆盖量的增加而增加。覆盖稻草量在9000～12000 kg／hm^2可达到改善秋玉米光合特性的效果。     

干旱胁迫对大麦叶片表皮蜡质含量及主要生理指标的影响

为了探究大麦对干旱胁迫的反应机制,采用裂区设计研究了干旱胁迫对不同大麦品种灌浆期旗叶和旗叶鞘表皮蜡质含量及主要生理指标的影响。结果表明,与正常水分处理相比,干旱胁迫可促进大麦表皮蜡质的合成;大麦不同品种间蜡质含量差异显著,抗旱品种的蜡质含量显著高于干旱敏感品种。在干旱胁迫下,大麦叶片相对含水量、叶绿素含量及气孔导度显著降低,且抗旱品种降低幅度较干旱敏感品种缓慢;蒸腾速率和胞间CO2浓度显著增加,且抗旱品种的增加幅度低于干旱敏感品种。品种因素对大麦叶片蜡质含量、净光合速率、气孔导度的影响较水分处理的影响大。大麦表皮蜡质含量与水分利用效率呈显著正相关,表明表皮蜡质对提高大麦抗旱性有一定积极意义。     

小麦与野燕麦杂交后代品系光合特性的研究

为了研究小麦与野燕麦杂交后代高产的原因,用LI-6400光合作用测定系统测定了小麦与野燕麦杂交后代及其亲本的开花期旗叶净光合速率(Pn)、气孔导度(Cd)、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr),并计算了水分利用效率,用方差分析和相关性分析方法对11个参试材料的光合特性进行了综合评价。结果表明,小麦与野燕麦杂交后代的净光合速率显著高于普通小麦和野燕麦;各品种(系)的气孔导度变化趋势与蒸腾速率变化趋势一致,气孔导度大的一般蒸腾速率也较高;光合速率与气孔导度和蒸腾速率显著相关,与产量正相关,但相关不显著;小麦与野燕麦杂交后代的光合能力高于亲本和普通小麦。     

不同品种茶树叶片功能性状及光合特性的比较

以18个茶树品种(系)为研究对象,测量了茶树叶片的叶面积、叶形指数、比叶面积、干物质含量、叶绿素a、叶绿素b及其比值、叶绿素总量、类胡萝卜素及光合特性,并分析了叶片功能性状和光合特性之间的相关性。结果表明,茶树叶片叶形指数、干物质含量、气孔导度的变异系数低于10%,其余11项指标的变异系数为15.08%~43.22%,表现出较高的多样性水平;比叶面积与干物质含量之间存在显著负相关,叶形指数和叶面积与其他叶片功能指标均无显著相关;干物质含量与光合色素之间存在显著相关,叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a/叶绿素b、叶绿素总量和类胡萝卜素两两之间存在极显著相关性;净光合速率、气孔导度、蒸腾速率两两之间存在极显著正相关,且气孔导度与胞间CO_2浓度呈显著正相关,茶叶光合速率主要受气孔限制的影响;净光合速率与干物质含量之间存在显著正相关,净光合速率、蒸腾速率与光合色素含量之间存在显著或极显著正相关,说明光合色素含量高的品种具有更强的光合能力和干物质积累能力;气孔导度、水分利用效率与叶片功能性状之间相关性不显著。14号茶树品种比叶面积相对较低,同时具有较高的干物质含量、净光合速率和水分利用效率,属于抗旱性较强、光合速率和水分利用效率高的品种,可作为抗旱性强、高光效的茶树品种进一步选育和应用。     

不同耕作方式对玉米叶片冠层光合特性的影响

以郑单958为试验材料,在已经定位研究28年留茬深松(DT)、免耕(NT)、翻耕(PT)和传统耕法(CT)的基础上,探讨不同耕作方式对玉米叶片光合特性的影响。结果表明,不同耕作方式下玉米叶片的净光合速率(Pn)处理间存在差异,DT处理比NT、PT和CT分别高8.78%、25.50%和48.13%,NT处理比PT和CT分别高15.38%和16.00%,PT处理比CT高0.54%,DT和NT处理分别与CT差异达显著水平(p<0.05),其他处理间差异不显著(2010年);气孔导度(Gs)、胞间二氧化碳浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)处理间存在差异,差异不显著。     

烯效唑对淹水胁迫下大豆叶片光合特性及产量的影响

为明确烯效唑在减轻大豆淹水胁迫伤害中的生理作用,本研究以耐涝品种垦丰14和涝渍敏感品种垦丰16为试验材料,采用盆栽方式,在三节期(V3)叶面喷施50mg/L烯效唑,之后进行淹水胁迫,于三节期(V3)、淹水3d(V3-3d)、淹水5d(V3-5d)以及恢复正常水分条件后(始花期R1、始荚期R3、始粒期R5期)测定叶片光合参数,分析烯效唑对淹水胁迫下大豆叶片叶绿素相对含量、光合特性及产量的调控效应。结果表明:淹水胁迫期间(V3-3d~V3-5d),垦丰16叶片光合特性各指标的降低幅度高于垦丰14;恢复正常水分处理后,垦丰14较垦丰16具有较强的补偿效应,表现为叶片净光合速率显著提高。与喷施清水进行对比,喷施烯效唑能提高淹水胁迫期间大豆叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO_2浓度,并且在恢复正常水分管理后,已喷施烯效唑的大豆叶片SPAD值、光合特性指标高于正常水分处理。淹水胁迫条件下喷施烯效唑处理使垦丰14的单株产量较正常水分、喷施清水处理分别高105.81%、28.17%,使垦丰16单株产量分别提高10.16%、23.93%。说明喷施烯效唑可有效改善淹水胁迫下大豆叶片光合特性,从而增加其单株产量,且不同品种对烯效唑的调控效应存在差异。     

新疆杂草黑麦的光合特性分析及综合评价

为探究新疆杂草黑麦光合特性,筛选出高光效优异种质资源,对15个新疆杂草黑麦居群在开花期进行了光合参数的测定及分析。结果表明,新疆杂草黑麦居群间光合性状存在显著差异。通过主成分分析将5个光合性状简化为2个综合指标,分别反映光合能力和水分利用,可反映全部信息的88.67%。通过聚类分析将15个居群分为3大类,其中第Ⅲ大类的居群材料89R6、89R30、89R33、89R59、89R66的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用率均较高,其产量相关性状也表现较好,可作为麦类作物高光效种质加以利用。     

花期追施氮肥对不同株型黑豆品种生殖生长期叶片生理生化特性的影响

选用沈黑3号(直立型)和辽黑1号(半蔓生型)2个黑豆品种为材料,设置0 kg·hm-2 (N0)、45 kg·hm-2 (N1)、90 kg·hm-2(N2)和90 kg·hm-2+叶面喷施22.5kg·hm-2(N3)4个追施氮肥处理,探讨了花期追施施氮对不同株型黑豆品种叶片生理生化特性的影响.结果表明:不同施氮处理并没有显著改变黑豆叶片不同生育期叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度等的变化规律,辽黑1号的各光合生理指标明显高于沈黑3号.不同施氮处理间的叶绿素含量和净光合速率呈现明显的差异,而叶片蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度差异不显著.在开花期、结荚期和鼓粒期,随着施氮量的增加,2个黑豆品种的SOD、POD和CAT活性均逐渐增强;辽黑1号叶片的SOD、POD和CAT活性均高于沈黑3号.不同施氮处理相比较,N2对生理指标影响大于N3,而N3对生化指标影响大于N2;品种间比较,辽黑1号优于沈黑3号.     

不同光照度对番荔枝幼苗叶片生长发育和光合性能的影响

把“非洲骄傲”(Annona atemoya Hort．et West．cv．Afiican pride)番荔枝实生幼苗分别置于100％、42．2％、21．1％的自然光照度下处理2个月，研究不同光照度对其叶片生长发育及光合性能的影响。结果表明：遮荫条件下叶片宽度生长模式呈双峰型，叶片生长时间延长。遮荫极显著降低了叶片海绵组织、栅栏组织厚度，提高了叶片叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素含量，降低了叶绿素a与叶绿素b的质量比。在各处理的光照条件下测定的光合指标结果表明：遮荫显著降低了叶片蒸腾速率，遮2层荫网的气孔导度显著低于其它2个处理，光合速率各处理间无显著差异；炼苗1d后在自然光照下测定的番荔枝幼苗单叶光合速率、蒸腾速率、气孔导度都随着叶片发育过程中所处光照度的增加而增强。     

水分胁迫对玉米叶片水分代谢的影响

试验在盆栽人工控制水分的条件下,比较了不同水分胁迫强度对不同抗旱性玉米杂交种叶片水分代谢的影响。结果表明,水分胁迫下玉米叶片水势、相对含水量、气孔导度和蒸腾速率均明显降低,随胁迫程度增强,降低幅度增大。其中叶片水势和叶片相对含水量与品种抗旱性密切相关,蒸腾速率和气孔阻力与品种抗旱性关系不明显。     

木薯野生近缘种W14与栽培种SC8的光合参数及相关蛋白质表达水平分析

为研究木薯野生近缘种与栽培种间光合特性的差异,选用野生近缘种W14与栽培种华南8号（SC8）为材料,测定其叶绿素含量,同时采用便携式LI- 6400光合作用测定仪,测定2种木薯叶片的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）等光合参数,采用Western Blot对光合作用相关蛋白质核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）、放氧复合体（OEC）及D1的表达水平进行分析,并探讨其叶片光合特性的差异。结果显示：SC8叶片中叶绿素a及总叶绿素含量、Pn、Gs均显著高于W14,而叶绿素b含量、Ci及Tr在两者间并无显著差异,Rubisco、OEC及D1在SC8中的表达水平均高于W14。叶绿素含量、Pn及参与光合作用相关蛋白质表达水平的分析结果表明,栽培种SC8具有较好的光合特性。      

碳同位素分辨率与小麦光合生理指标的关系

为了解碳同位素分辨率(Δ)与小麦光合生理指标的关系,以洛旱6号和西农389的154个F4代株系中的24个高Δ株系和24个低Δ株系及亲本为供试材料,分析了陕西杨凌和永寿两种不同雨养环境条件下小麦籽粒Δ与灌浆期叶片光合生理指标的相关性,并对高、低Δ材料间光合生理指标和产量进行了比较分析。结果表明,在降雨较多的杨凌地区,高Δ株系表现出高的籽粒产量;在降雨较少、相对干旱的永寿地区,高、低Δ株系间籽粒产量差异不显著,但低Δ株系表现出低的气孔导度。在杨凌生态条件下,灌浆中期籽粒Δ与叶片蒸腾速率、光合速率、气孔导度和Ci/Ca生理指标的相关性在小麦整个灌浆期最为显著;在永寿生态条件下,灌浆中期籽粒Δ与蒸腾速率和Ci/Ca均相关显著。说环境条件影响小麦籽粒Δ与光合生理指标的关系。     

不同耕作方式对玉米产量及叶片某些生理机制的影响

以玉米品种郑单958为试验材料,分析不同耕作措施对玉米生产的影响,探讨不同耕作方式间玉米产量及叶片某些生理特性的差异。研究结果表明：宽窄行种植玉米的产量显著高于免耕、翻耕和常规耕法,免耕、翻耕和常规耕法间产量差异不显著,百粒重在耕法间也没有显著差异;宽窄行种植玉米冠层的光合特性好于免耕、翻耕和常规耕法,叶片的净光合速率提高,水分利用效率也显著提高;叶片中叶绿素含量、比叶重、可溶性糖和可溶性蛋白含量都明显高于免耕、翻耕和常规耕法;免耕条件下玉米叶片丙二醛的含量较高。不同的耕作措施影响产量与叶片某些生理指标的相关性。     

铝胁迫对耐性不同的玉米基因型幼苗光合特性的影响

试验对两个耐铝酸毒害不同的玉米基因型进行了一些与光合特性有关的指标测定,其中包括叶绿素含量、可溶性糖含量、光合速率、叶片温度、蒸腾速率、细胞间CO2浓度、气孔导度等,研究这些性状与玉米耐酸铝性的关系。结果表明,在铝胁迫下,玉米叶片中的叶绿素含量下降,并且Chla/Chlb的比值也下降,从而造成光合速率明显降低,但敏感品种(C)下降的幅度较大,耐性品种(T)下降的幅度较小;耐性品种的叶片温度低,蒸腾速率也低于敏感品种。