杂种稻在不同温度条件下的光合适应性和光合生产力的研究

 在人工气候箱控温条件下比较了杂种稻Lemont／七桂早（Leｅ／七）及其亲本Lemont和七桂早对短期高温中浊处理条件下的光合适应性和光合生产力。当早稻试验植株从室外平均高温29.4℃移至箱内经41℃处理3 h后，七桂早及Lemont两个亲本的单叶净光合速率下降80%左右，而杂种稻L3／七只下降了约50%，表现了较强的抗“高温＋中等强光”所引起的光抑制伤害。Le／七的作物生长率（CGR）及总生物量，无论在早季或晚季，无论在高温或中温条件下，都比双亲明显为高。结合以前关于高低光强适应性试验结果综合分析，可以认为由于光合作用的杂种优势，Le/七在光合适应性及光合生产力方面均比亲本有了明显的提高。     

通过组配杂种稻途径改进整体光合能力(英)

由美国水稻Lemont和中国华南水稻七桂早所组配成的杂种稻Le／Qi，既具有较高的光能截获能力，又具有较高的光能转化效率，其整体光合能力和亲本相比，得到了明显的改进。不论是在美国阿肯色州，还是在中国广州，Le／Qi较之Lemont及七桂早，光能利用率分别提高了53％～62％及8％～15％，比美国亲本具有明显为高的产量，比中国亲本明显提高了品质，增加了经济产值。利用由美国水稻和中国华南水稻所组配成的12对杂种组合进行扩大试验的结果表明，几乎所有杂种都显示了整体光合能力的明显改进，比美国亲本具有明显为快的叶面积发展能力，表现在明显为高的生物学产量上；比中国华南亲本具有明显增强了清除有害自由基的能力，从而提高了在高光强下的光合作用光能转化效率。     

通过组配杂种稻途径改进整体光合能力

 由美国水稻Lemont和中国华南水稻七桂早所组配成的杂种稻Le/Qi，既具有较高的光能截获能力，又具有较高的光能转化效率，其整体光合能力和亲本相比，得到了明显的改进。不论是在美国阿肯色州，还是在中国广州，Le/Qi较之Lemont及七桂早，光能利用率分别提高了53%～62%及8%～15%，比美国亲本具有明显为高的产量，比中国亲本明显提高了品质，增加了经济产值。利用由美国水稻和中国华南水稻所组配成的12对杂种组合进行扩大试验的结果表明，几乎所有杂种都显示了整体光合能力的明显改进，比美国亲本具有明显为快的叶面积发展能力，表现在明显为高的生物学产量上；比中国华南亲本具有明显增强了清除有害自由基的能力，从而提高了在高光强下的光合作用光能转化效率。     

优质杂种稻优杂1号研究和试种

为适应优质杂种稻育种的新挑战,1985年我组与我所化杀杂种稻育种组合作,利用美国优质水稻品种Lemont,通过化学杀雄途径,与综合性状较好的广东优良品种七桂早组配成化杀杂种稻优杂1号。经多年多点参加品比试验、试种和品尝,尽管优杂1号生育期比父本七桂早少了5d,但其产量水平和七桂早基本一致或略高。而在下述三个方面则明显比七桂早为优。1.米质与加工特性有了明显改善1) 粒形变长,更适应市场上的要求。七桂早精米粒长与饭粒长各为5.83 mm和10.03 mm,优杂1号为6.59 mm和11.53 mm。2) 饭质较软、饭味较浓、饭色较有光泽,更适应人民的口味。根据我所分析室对广州所     

水稻品种Lemont和七桂早光抑制特性的比较研究（英文）

 用对光抑制敏感性不同的两个水稻品种Lemont和七桂早为材料, 比较了它们在不同光强下的原初光能转化效率、荧光淬灭参数和光合色素含量。在低光强下, 七桂早的原初光能转化效率略高于Lemont但在高光强下, 七桂早出现明显的光抑制现象, 而Lemont对高光强则具有较强的适应性。Lemont适应高光强的原因是它能大幅度提高荧光非光化学淬灭以及增加叶片中类胡萝卜素的含量, 加速光保护系统的运转。     

苎麻木同品种叶片光合特征及其与产量形成关系的研究 Ⅱ.叶片光合生理生态特性

以高产优质新品种湘苎3号,湘苎4号和地方良种芦竹青为材料,对苎麻品种间叶片光合生理生态特性作了比较研究。结果表明:(1)在不同季别生态条件下,各品种功能叶的光合速率存在差异,头麻品种间差异较小,二、三麻差异较大。(2)品种间的比叶重和群体叶面积系数也有差异,其中叶面积系数与光合产物积累速率及产量呈正相关,而比叶重与光合速率和产量无相关性。(3)品种间功能叶叶绿素含量差异较大,且叶绿素含量与光合速率及产量有正相关趋势。(4)品种间功能叶对光强的适应性有一定差异,低光强时,湘苎3号的光合速率比芦竹青稍高,高光强时这种差异较大,功能叶光合作用的适宜温度和相对湿度,品种间差异不明显,但在同一温,湿度条件下,湘苎3号的光合速率明显高于芦竹青。     

化杀杂种稻优杂1号对母本的竞争力评价

 对化杀杂种稻优杂1号(Lemont/七桂早)的竞争力进行了分析。根据考种结果，杂种纯度在70%～90%以上的范围内，产量不会有明显的差异。根据侵略力、抵抗力、竞争效果、协同效果的概念及分析方法对优杂1号的竞争力进行评价的结果表明杂，种稻Le/Qi对其母本Lemont有明显强大的竞争优势。建议化杀杂种稻优杂1号这一类的杂种，其种子进行商品性生产时，其种子纯度的标准可定为70%。     

适期晚播对弱春性小麦籽粒灌浆期光合性能的影响

为了解适期晚播对小麦生育后期光合性能的影响,以弱春性小麦强筋品种郑麦9023、中筋品种偃展4110和弱筋品种豫麦50为材料,研究了不同播期（旱播10月17日、适播10月24日、晚播10月31日）下小麦灌浆期旗叶的光合性能和产量特征。结果表明,郑麦9023晚播的籽粒产量比适播低8.26%,比早播高4.68%;偃展4110和豫麦50晩播籽粒产量分别比适播和早播平均高14.38%和18.55%。灌浆期各品种的叶面积指数晚播与适播处理差异不大,但均明显高于早播,平均高出12.7%;郑麦9023和偃展4110旗叶叶绿素含量晩播高于适播和早播,尤其花后14 d后差异达显著水平;旗叶净光合速率晚播处理中郑麦9023一直较高,偃展4110在花后21 d后明显高于适播和早播,豫麦50花后0~7 d较高。3个品种的灌浆速率晩播处理也占明显的优势。因此,适期晩播能维持弱春性小麦品种灌浆期较好的光合性能,获得较高的籽粒产量。     

籼粳亚种间组合的光合特性及其机理初探

在自然强光条件下，籼粳亚种间组合的光合速率低于籼稻桂朝２号，但在７０００Ｌｘ以下的弱光下，明显高于桂朝２号。在变动光强条件下的平均光合速率，与桂朝２号接近。光系统组分分析证明：捕获光能的叶绿素ａ／ｂ蛋白复合物的含量，亚种间组合明显高于桂朝２号。这预示着它的光合单位较大，收集光的能力较强，可能是利用弱光能力强于常规籼稻的生理原因。     

育苗温室弱光下的玉米幼苗移栽到自然光下的光合和荧光特性研究

研究了育苗温室内低光下生长的玉米幼苗移栽到大田自然光的光转换过程中的形态和生理特性变化。结果表明,玉米幼苗由温室低光环境移栽到大田自然光的过程中,叶片厚度、栅栏组织厚度和叶绿素a/b比值略高于低光下生长的叶片,明显低于自然光下生长的叶片;叶绿素含量与低光下生长的叶片相似,明显高于自然光下生长的叶片;单株根系干重和根冠比明显高于低光下生长的叶片;叶片中RuBP羧化效率、光饱和点、光饱和时的光合速率比低光下略高,明显低于自然光下生长的叶片;表观量子效率较高。移栽10d后转换光下的叶片实际光化学效率和非光化学猝灭系数随光强的变化介于低光和自然光之间,光合能力较低,热耗散能力增强。说明低光下叶片在移栽后的叶片结构和光合功能没有达到自然光下的水平,光合能力的提高主要依赖于根系增长和过剩光能耗散以减轻光抑制。     

优质籼稻育种中F1代生理优势的研究

对优质／优质、优质／非优质、非优质／非优质１０个不同籼稻组合杂种Ｆ１与其亲本植株生理特性进行了研究。结果表明：分蘖期Ｆ１植株叶片硝酸还原酶活性超中亲值，并与穗数呈正相关。始穗期Ｆ１植株剑叶叶绿素含量和光合速率超中亲值或近中亲值；呼吸速率低于中亲值或近中亲值；乙醇酸氧化酶活性超中亲值或低于中亲值，但以低于中亲值的组合居多。所有Ｆ１植株剑叶的呼吸速率和乙醇酸氧化酶活性都低于高亲值。试验结果还表明，七桂早／新丝苗、七桂早／早优占和七桂早／金占可以作为优质高产稻育种的最佳组合。     

籼稻杂种一代品质性状与其亲本关系的研究

以5个籼稻优质品种(七桂早25、新丝苗1号、新锦占1号、早选2、早优占30)和4个籼稻非优质品种(光明、金占、特青、三二矮,其中特青、三二矮为高产品种)为材料配制杂交组合进行品质性状的研究。结果表明,以硬胶稠度作亲本的组合,其杂种一代都为硬胶稠度。F1植株籽粒品质性状的表达较复杂,如亲本为高直链淀粉含量的不同组合,可以出现高、中、低含量的杂种一代,因此不能单独根据某一性状来确定亲本的选配。粒形和脂肪含量可以作为衡量米质等级的指标。选用优/优、优/非优组合,可以育出长粒形、高脂肪含量的杂种一代。选用优/优或优/非优组合,更可能获得既优质又高产的杂种一代。七桂早/早选2是优质的最佳组合。七桂早/新丝苗、七桂早/金占、七桂早/早优占是优质高产的最佳组合。     

高产粳稻品种南粳晶谷的光合生理特性研究

【目的】研究南粳晶谷高产的光合生理特性,总结高产品种的光合优势,为高产水稻品种的选育提供理论依据。【方法】以南粳晶谷及其父母本为材料,研究南粳晶谷及其父母本从孕穗期到开花后42 d植株地上部干物质积累与分配、叶片光合生理特性和叶绿体超微结构。【结果】南粳晶谷的每穗粒数显著多于父母本,单位面积总颖花量比父母本多14%～27%;剑叶面积显著大于父母本,抽穗后地上部分干物质量始终高于父母本,灌浆后期向穗部转运量高;剑叶净光合速率在生育后期显著高于父母本,且高光合速率持续时间长;剑叶电子传递和光合性能指数PSⅡ光能转化性能都显著优于父母本,核心天线蛋白CP43、CP47在强光高温下的稳定性和调整能力优于父母本;叶绿体基粒片层垛叠程度高,叶绿体结构稳定,叶绿体衰败速度慢。【结论】南粳晶谷高产的光合特性是光合面积大,叶绿体结构稳定,高光合性能持续时间长;叶片PSⅡ光化学效率高,光合机构能量分配合理;最终表现为净光合速率高,光合产物多,转运效率高。     

水稻亚种间杂种一代的源库特性

用具有不同遗传背景的5个母本(3个籼型恢复系绵恢725、蜀恢527和蜀恢881,1个美国粳稻 Lemont 及1个爪哇稻香大粒),与1个日本特早熟粳稻Kitaake杂交,得到不同类型的 F1。 5个 F1 及其亲本的光合特性和农艺性状的分析结果表明,在高光通量密度条件下,5个 F1 的叶片净光合速率明显高于双亲或其中之一;在表观量子效率、羧化效率、CO2 补偿点3个叶片光合指标上,杂种的表现也优于亲本;5个 F1 因亲本之间具有不同的遗传背景而表现出不同的叶片光合能力,典型籼粳亚种间杂交组合蜀恢527／Kitaake、绵恢725／Kitaake要优于其他组合;5个 F1 在农艺性状上也表现出不同程度的杂种优势,库容表现为蜀恢881/Kitaake＞绵恢725/Kitaake＞蜀恢527/Kitaake ＞Lemont/Kitaake＝香大粒/Kitaake,表明籼粳亚种间杂种的增产潜力也优于另外两个杂种,这与杂种在净光合速率方面的表现一致。但籼粳交的不正常结实阻碍了库容优势的正常发挥,所以要实现水稻超高产必须注意基因组间的协调性,即遗传距离适度。     

砂培法模拟磷素营养水平对大豆光合作用和产量的影响

以大豆品种黑农48为试验材料,采用砂培盆栽法,通过在大豆生育期间淋浇不同磷素水平的营养液,研究了施磷素水平对大豆植株光合作用及产量的影响。结果表明:随着大豆的生长CO_2的吸收速率、叶面积、光合速率逐渐增大,CO_2的吸收速率和光合速率基本在R5时期达到最大值,之后趋于逐渐下降的趋势,呈现单峰曲线变化。CO_2的吸收速率、叶面积随着磷素营养水平的增加逐渐增大,但当磷素营养水平达到21 mg·L~(-1)时,再提高磷素水平对其已无明显作用。低磷胁迫(P1处理)大豆生育中前期的光合速率明显降低,低磷胁迫后再供给较高的磷素营养对大豆光合速率有一定的激活效应,使光合速率增大。大豆株高、粒数、节数和产量都随着磷素营养水平的上升呈现逐渐增高的趋势,当磷素营养水平达到21 mg·L~(-1)时,再增加磷素营养对大豆株高和产量已无影响。低磷胁迫后再供给较高的磷素营养水平对大豆产量有一定的恢复作用。在营养生长阶段,如果缺磷极易减产,低磷胁迫时间越长产量越低。     

覆盖作物和氮素用量对玉米产量及光合特性的影响

通过2种覆盖作物和5个氮素用量大田试验，探讨氮素和覆盖作物对玉米产量和光合特性的影响。随氮素用量增加，玉米产量先升高后趋于稳定，75 kg/hm²氮处理有效穗数最大，225 kg/hm²氮处理穗粒数和百粒重最大；低氮水平下，黑麦覆盖玉米产量最大。覆盖作物增加玉米花后20 d前的叶绿素含量，且提高了高氮处理开花后20～40 d的叶片光合速率；黑麦覆盖显著增加玉米中、上部叶面积。光能利用差异主要在花后40 d，氮素用量225～300 kg/hm²时黑麦覆盖最大光化学效率(F_v/F_m)、光化学淬灭(qP)和表观电子传递速率(ETR)均高于玉米单作。综上，玉米-覆盖作物系统的玉米低氮量处理增产幅度大，高氮量处理产量高；以黑麦覆盖处理较好。     

Effects of High Temperature on Growth,Yield and Dry-Matter Production of Rice Grown in the Paddy Field

Abstract

The effect of high temperatures on growth, yield and dry-matter production of rice growing in the paddy field was examined during the whole growth period in a temperature gradient chamber (TGC) from 2002 to 2006. Experimental plots, TG1 (control), TG2, TG3 and TG4, were arranged along the temperature gradient (from low to high temperature) in TGC. The mean and maximum air-temperatures in TG4 were 2.0 –3.6ºC and 4.0º7.0ºC higher, respectively, than those in TG1. The plant height was taller and the maximum tillering stage was earlier in TG2, TG3 and TG4 than in TG1. Plant dry weight at maturity in TG2 and TG3 was 12.8?16.4% heavier than that in TG1. In TG4, the increase in the panicle dry weight during the ripening period was smallest and plant dry weight at maturity was 11–16% heavier than that in TG1. The increase in plant dry-matter during the ripening period was smallest in TG4. The decrease in the dry weight of stem and leaf during the ripening period, which represents the amount of assimilate translocation to the panicle, was also larger in TG2-4 than in TG1. The increase in the dry weight of stem in TG2-4 at maturity was also larger than that in TG1. The photosynthetic rate in TG2-4 was up to 35.6% lower than that in TG1 because of the acceleration of leaf senescence. Brown rice yield in TG4 was 6.6?39.1% lower than that in TG1. This yield decline was due to the decrease in the percentage of ripened grains and increase in the percentage of sterile spikelets. The relation between brown rice yield and mean air-temperature during 20 days after heading showed that the brown rice yield declined when mean air-temperature exceeded 28ºC.     

Difference in Growth Characteristics,Utilization of Temperature and Illumination of Double- Cropping High Quality Late Rice in Different Ecological Regions of the Lower Reaches of the Yangtze River

【Objective】Under machine-transplanting conditions, four different types of late rice cultivars with high quality were used to investigate the differences of yield, growth characteristics, utilization of temperature and illumination. The results will lay a theoretical basis for the selection of double-cropping late rice varieties suitable for different ecological regions in the lower reaches of the Yangtze River.【Method】The yield, growth duration, dry matter accumulation, and utilization of temperature and illumination of double-cropping late rice were comparatively studied using four kinds of rice varieties as test materials namely indica conventional rice, indica hybrid rice, japonica conventional rice and Changyou japonica hybrid rice (20 varieties in total, selected between 2016 and 2017, all of which were high-quality rice in the lower reaches of the Yangtze River as double-cropping late rice). The experiment was carried out in two cities, Fuyang, Zhejiang Province (30.05º N, 119.95º E, 17.93 m above sea level) and Lujiang, Anhui Province (31.15º N, 117.16º E, 14 m above sea level).【Result】The yield of the four-types of late rice at high latitude was higher than that at low latitude. The yield of indica conventional rice, indica hybrid rice, japonica conventional rice, and Changyou japonica hybrid rice grown in Lujiang, Anhui Province was 11.1%, 12.9%, 6.6% and 12.4% higher than that in Fuyang, Zhejiang Province. When planted in the same places, Changyou japonica hybrid rice had the highest yield, and conventional indica rice had the lowest. The growth period was longer and dry matter accumulation was higher at high latitudes. When planted at high altitudes, the indica hybrid rice growth duration was the longest (10.4 d), and the increase in dry matter accumulation was the largest in conventional japonica rice (11.93% in full heading stage and 9.44% in mature stage). When planted in the same place, the dry matter accumulation was higher in hybrid rice than conventional rice. There was no significant difference in effective accumulated temperature between the filling stage and the whole growth duration of indica rice, but the sunshine hours, solar radiation, and its utilization rate were significantly higher at high latitudes. The effective accumulated temperature decreased significantly in the filling stage and the whole growth stage of japonica rice, but the change of accumulated sunshine hours was not obvious, while the accumulated solar radiation increased significantly at high latitudes. These were consistent with the changing trend of the utilization rate of the temperature and light resources. When planted at the same latitude, the growth period, dry matter accumulation, temperature and light resource utilization rate of japonica rice were higher than those of indica rice.【Conclusion】Late indica rice could make full use of temperature and light resources in order to improve its yield when planted in Lujiang, Anhui Province, but the difference of the utilization efficiency in the temperature and light resources of late japonica rice was not obvious. The yield of late japonica rice in Lujiang, Anhui Province increased because of the extension of the growth duration and the increase of dry matter accumulation.