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。     

棉花抗坏血酸过氧化物酶基因GhAPX的克隆及耐冷性初步鉴定

抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)是活性氧H2O2的清除剂,对抵抗植物逆境发挥着重要的作用。为了探究棉花APX基因的耐冷功能,本实验应用RT-PCR和RACE技术从苗期耐冷型棉花品种‘新陆早25号’叶片中克隆得到一个APX基因GhAPX,并对转基因烟草的主要抗氧化酶活性和快速荧光参数进行了分析。结果表明,该基因c DNA全长1763 bp,开放阅读框1137 bp,编码379个氨基酸。Blastx比对表明该基因与已克隆的棉花气孔APX相似性最高,达99%。进化分析表明该基因与刚毛怪柳关系较近,与拟南芥(AtAPX)和小麦(TaAPX)关系较远。蛋白质结构分析显示该基因属于植物过氧化物酶基因家族,亚细胞定位结果显示该蛋白位于叶绿体中。实验成功构建了植物表达载体PZP35S-GhAPX。转基因研究发现,转GhAPX基因会提高烟草的POD和CAT活性。在4℃冷害条件下,转基因烟草的POD和CAT活性及Fv/Fm和pI均大于野生(对照)株,且下降幅度和速度均小于野生植株,而SOD活性在转基因和野生植株间差异不大,初步推测GhAPX基因可以提高棉花幼苗的低温冷害抵抗力。本研究为揭示GhAPX基因的功能及其与棉花耐冷性的关系提供了理论参考。     

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。     

棉花叶绿素荧光诱导动力学参数遗传特性的初步研究

本文对10个棉花杂交种F1及其亲本叶绿素荧光诱导动力学参数遗传特性进行了研究，结果表明Fv／Fo的杂种优势较为普遍，而且超亲优势明显；Fv／Fm及量子产量杂种优势不普遍，超亲优势不明显。     

外源一氧化氮对棉花种子吸胀期间耐冷性和发芽能力的影响

 选用对温度敏感性不同的棉花品种为试验材料,研究外源一氧化氮供体硝普钠（SNP）对棉花种子吸胀期间的耐冷性及发芽力的影响。结果表明,一氧化氮引发处理棉花种子,能提高低温胁迫期间胚内过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）和抗坏血酸过氧化酶（APX）活性,以及可溶性蛋白质和脯氨酸（Pro）含量,降低了相对电导率及丙二醛（MDA）含量,同时显著提高发芽率,并显著缩短发芽时间。低温吸胀48 h后,与对照相比,SNP处理后种子的发芽率平均提高29.85%,发芽时间平均缩短3 d。因此,一氧化氮处理能提高棉花种子吸胀期间的耐冷性,提高低温胁迫下种子发芽能力。     

低温发芽鉴定茄子耐冷性的研究

本文通过低温发芽鉴定了不同茄子品系（品种）耐冷性。从中确定了18℃是研究茄子耐冷性的适宜温度，并进一步研究了3个茄子品系的种子（品种）在18℃低温处理下的发芽情况，研究得出：发芽指数和综合隶属含数值能较好地反映茄子耐冷性的大小，最后对茄子幼苗进行了生理测定，并得出细胞膜透性与种子发芽的综合隶属含数值呈显著正相关。     

棉花叶绿素含量和光合速率的QTL定位

 为了探讨棉花光合作用及相关生理性状的遗传规律, 利用四交分离作图群体泗棉3号/苏12//中4133/8891的273个F_2：3家系为材料,用MAPQTL5.0软件及区间作图方法(IM), 对棉花叶绿素含量及光合速率进行了QTL分析。检测到3个与叶绿素含量相关的QTL, 分别位于染色体D6、D8和A10, 解释性状表型变异的4.3%, 4.5% 和5.2%。检测到3个与光合速率相关的QTL, 位于D5、D6和A11染色体, 解释性状表型变异的3.8%,7.4% 和8.4%。两个性状所有QTL的遗传效应均以加性效应为主。本研究定位的棉花叶绿素含量和光合速率QTL均是首次报道,可尝试应用于高光效育种的分子标记辅助选择。     

水稻耐冷性研究的概况与展望

植物一生完全生活在绝对适宜的环境中是罕见的,有些植物整个生活周期就是在极其严酷的环境中完成,如恶劣的气候与土壤盐碱有毒离子,以及病、虫、杂草侵染仍是作物生长的最重要障害因素。在地球上比较适宜栽培作物的土地不足10%,其余全为旱、涝、冷、热、盐和碱土等。因此,研究植物在不适环境下生理活动规律及其忍耐或抵抗的生理,培育出一些能适应不利环境条件下的作物,对提高粮食作物单位面积产量具有十分重要的意义。1　国内外研究的概况水稻冷害科学研究仅有70年的历史。日本对水稻耐冷性研究较早,日本学者将水稻低温冷害分为障害型和延迟型两大类(酒井,1944;1945),并对水稻各生育时期的低温冷害作了精细的研究,指出……     

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。     

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。     

正常叶与鸡脚叶杂交棉光合和叶绿素荧光参数的比较

在大田栽培条件下,研究比较了正常叶和鸡脚叶两种叶型杂交棉的叶片光合特性和叶绿素荧光参数。结果表明,正常叶品种在开花后以及结铃期白天各个时段的叶片光合速率(Pn)均高于鸡脚叶品种。主要原因是正常叶品种开花期叶片E和Cs较大;吐絮后叶片SPAD值和ФPSⅡ较高,E和Cs又较低。而且在结铃期的白天,叶片的E、Cs和Fv/Fm、φPSⅡ较高,有利于维持较高的叶片Pn。因此,棉株有机营养供应较为充足,单株结铃较多,铃重较大,子棉和皮棉产量均高于鸡脚叶品种。其中,豫杂35比标杂A2、标杂A1皮棉产量分别增加10.5%、14.2%;中棉所29比标杂A2、标杂A1分别增加2.4%、5.8%。     

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。     

干旱胁迫对棉花生长发育和光合荧光参数的影响

为明确持续干旱胁迫对棉花生长发育、叶片水势、光合特性、荧光参数的影响,以‘新陆早57号’为试验材料,在土壤水分试验场内,设置3个水分处理（正常、轻度干旱、重度干旱）,研究不同干旱程度下棉花发育期、叶面积、干物质、产量、叶片水势、光合荧光参数的变化规律。结果表明：随着干旱胁迫时间的延长叶面积指数、光合物质积累量、籽棉产量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学量子产量(Yield)、光化学猝灭系数(qP)呈下降趋势,叶片水势先下降后上升,非光化学猝灭系数(qN)则呈上升趋势,且随干旱程度的加剧而增加。经统计分析,干旱胁迫下Pn、Tr、Gs与对照差异显著(P<0.05)。干旱胁迫持续15天后,重度干旱胁迫下Yield、qP、qN与对照差异显著(P<0.05),轻度干旱差异不显著。Pn、Tr、Gs、Yield、qP、qN均能反映棉花叶片水分状况,但Yield、qP、qN更为敏感。     

高温胁迫对蝴蝶兰幼苗叶绿素荧光参数的影响

为了探究高温胁迫对蝴蝶兰幼苗叶片光合机构的影响,将蝴蝶兰幼苗置于38℃处理4天,以25℃为对照,测定了蝴蝶兰幼苗叶绿素荧光参数的变化。结果表明：随着高温胁迫时间的延长,蝴蝶兰叶片叶绿素总含量、最大光化学效率(Fv/Fm)、有效光量子产量(ΦPSⅡ)、表观光合电子传递速率(ETR)、光化学猝灭系数(qP)持续下降,而丙二醛(MDA)含量、初始荧光(Fo)、非光化学猝灭系数(qN)不断上升。与胁迫前相比,胁迫后期的上述指标均存在显著差异。由此表明,高温胁迫下蝴蝶兰幼苗PSⅡ反应中心出现了可逆失活或损伤,使光合原初反应过程受阻,显著降低了原初光能转换效率,从而引起严重的光抑制,极大地减弱了光合电子传递活性,使反应中心积累过剩光能,对光合机构和叶绿素造成光氧化破坏,但蝴蝶兰幼苗能在一定程度上通过热耗散途径来减轻伤害。     

棉花早熟芽黄突变体叶绿素荧光动力学特性研究

以中棉所58及其航天诱变芽黄突变体为研究对象,利用快速叶绿素荧光诱导动力学测定和JIP-test数据分析方法,研究了晴天条件下野生型(Wild type,WT)和突变体5个叶位叶片(倒1叶至倒5叶)的原初光化学反应的变化.结果表明,突变体倒2叶最大光化学效率(Fv/Fm)最低,至倒5叶时恢复正常.突变体叶片较高的K点的...     

番茄幼苗叶绿素荧光参数对水分胁迫的响应

以5叶1心期番茄品种‘辽园多丽’为试材,研究番茄幼苗叶绿素荧光特性、叶绿素含量以及叶片相对含水量对水分胁迫的生理响应。结果表明,水分胁迫导致叶绿素荧光参数Fv/Fm、qL、ETR下降,NPQ上升;在轻度水分胁迫下,叶绿素荧光各参数值均有突跃现象。在整个水分胁迫过程中番茄幼苗叶片相对含水量及叶绿素含量均呈下降趋势。NPQ与基质含水量的变化密切相关,相关系数为-0.83,表明荧光参数NPQ可以作为指导灌溉的一个指标。当NPQ为2.0975时,基质含水量降到31.2%,番茄幼苗生长受到水分胁迫的影响,应及时灌溉。