壳寡糖对干旱胁迫下油菜光合参数的影响

采用酶解法获得壳寡糖, 利用CIRAS-2型便携式光合仪测定干旱胁迫下油菜光合参数。其叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(Gs)、胞间CO₂浓度(Ci)显著降低; 气孔限制值(L_s)显著提高。说明气孔限制是油菜在干旱胁迫下P_n降低的主要原因。用50 mg L^-1壳寡糖溶液喷施油菜的幼苗叶片后发现干旱胁迫下油菜叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)显著提高; 气孔限制值(L_s)显著降低。说明壳寡糖有助于减轻气孔限制引起的净光合速率的降低。壳寡糖还能促进幼苗根系生长。     

HgCl2短时处理对蚕豆叶片光合作用的效应

以不同浓度HgCl₂溶液涂抹蚕豆(Vicia faba L.)叶片30 min后, 测定进入叶片组织的汞含量、叶片的气体交换和叶绿素荧光。随着外施HgCl2溶液浓度的增大, 进入叶片组织的汞含量增加。当HgCl₂溶液浓度高于10 mg L^-1时, 处理显著抑制蚕豆叶片的净光合速率(P_n)和表观光合量子效率(AQY), 且随着浓度增加, 抑制程度也加强。同时, HgCl₂溶液处理能够显著降低PSⅡ光量子产量(DF/ F_m’)和表观光合电子传递速率(ETR), 增加叶片的叶绿素荧光非光化学猝灭(NPQ)。 结果表明, 低浓度HgCl₂短时间处理导致蚕豆叶片P_n降低的主要原因是由于HgCl₂抑制了光合电子传递过程。     

不同磷效率小麦品种的光合特性及其生理机制

以典型的不同磷效率小麦品种为材料,对磷低效（L）、吸收高效（Ha）和利用高效（Hu）品种的光合特性及其生理机制进行了研究。随着叶片生长进程,供试品种旗叶CO₂传导参数气孔导度（G_s）、叶肉导度（G_m）和碳酸酐酶（CA）活性,春4叶和旗叶叶绿素含量（Chl）、可溶蛋白含量（SP）、叶绿体无机磷（P_i）浓度和Mg²⁺-ATPase活性以及光合速率（P_n）均不断降低。光合暗反应关键酶RuBPCase活性则以叶片全展后15 d较高,叶片全展时次之,全展后30 d最低。在缺磷条件下,春4叶和旗叶各测定时期上述参数均以L较低,Ha和Hu较高。表明磷高效小麦品种（Ha和Hu）叶片光合碳同化作用的相对提高,是其光合器官捕光能力较强、光合作用的气孔限制和非气孔限制程度较低和暗反应速率较高综合作用的结果。叶片全展后15 d的RuBPCase活性及单位RuBPCase蛋白的比活性较叶片全展时有所增加,暗示着在叶片老化过程中或在磷营养逆境胁迫条件下,植物体内部分代谢酶类,如RuBPCase,存在着一定的自我调节和保护机制以维持自身功能。     

DCPTA对寒地不同基因型玉米叶片光合特性及根系发育的影响

本试验以玉米东农253、先玉335为试验材料,在盆栽条件下,叶面喷施DCPTA,设置浓度为30mg/L,60mg/L,90mg/L,以清水处理作为对照（CK）,喷施处理后分别在3、6、9、12天进行取样分析,以明确DCPTA对寒地不同基因型玉米光合特性以及根系发育的影响。结果表明DCPTA可以显著提高两玉米品种的生物量、叶片的SPAD值、气孔导度、光合速率、蒸腾速率,降低胞间CO2浓度;可显著提高超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）的活性;显著提高了光系统Ⅱ(PSⅡ)反应中初始荧光F0值、最大PSⅡ的光能转换效率Fv/Fm。经DCPTA处理,两品种的根系活力及根的总长、表面积、体积和总须根数相比对照也有所提高。本试验发现60mg/L的DCPTA处理效果好,而在第9天促进作用达到顶峰。两品种之间对比发现,DCPTA对先玉335品种喷施后的促进作用更为明显。     

植物光合作用生物增效剂对夏玉米生长及产量品质的影响

为研究光合作用生物增效剂对夏玉米生长及产量品质的影响,探讨光合增效剂的最佳喷施浓度。以‘郑单958’为材料,连续2年试验,比较不同浓度光合增效剂对夏玉米生长及产量品质的影响。结果表明,喷施675 g/hm2植物光合作用生物增效剂增产最高,达10.85%。喷施植物光合作用生物增效剂能够提高穗粒数和千粒重,最高幅度达9.5%;能提高灌浆后期叶片SAPD值,增强叶片保绿性和光合能力,提高产量和改善品质。由此得出,光合增效剂在夏玉米上的最适喷施浓度为675 g/hm2。     

植物光合作用生物增效剂对夏玉米生长及产量品质的影响

为研究光合作用生物增效剂对夏玉米生长及产量品质的影响,探讨光合增效剂的最佳喷施浓度。以‘郑单958’为材料,连续2年试验,比较不同浓度光合增效剂对夏玉米生长及产量品质的影响。结果表明,喷施675 g/hm2植物光合作用生物增效剂增产最高,达10.85%。喷施植物光合作用生物增效剂能够提高穗粒数和千粒重,最高幅度达9.5%;能提高灌浆后期叶片SAPD值,增强叶片保绿性和光合能力,提高产量和改善品质。由此得出,光合增效剂在夏玉米上的最适喷施浓度为675 g/hm2。     

青稞的光合特性及光破坏防御机制

通过气体交换、荧光猝灭动力学以及反射光谱等技术研究了两个青稞(Hordeum vulgare L.)品种的光合特性及激发能分配。结果表明, 青稞的光饱和点1 000 μmol m^-2 s^-1左右。在0~500 mmol m^-2 s^-1的光强范围里, 青稞叶片的光呼吸(Pr)随着光强升高而增加; 光强超过500 mmol m^-2 s^-1以后, 光呼吸变化不明显。光呼吸占总光合的比例(P_r/P_m)随光强增强下降。随着光强增强, 光系统II开放反应中心转化效率(F_v′/F_m′), 光系统II实际光化学量子效率(Φ_PSII), 光化学猝灭系数(qP)不断降低而青稞叶片的非光化学猝灭(NPQ)持续升高, 说明越来越多的光能以热的形式耗散掉。光谱分析表明△PRI随着青稞叶片暴露于光下的时间迅速增大。因此, 光呼吸不是青稞主要的光破坏防御机制, 依赖叶黄素循环的热耗散可能是田间青稞耗散过剩光能的主要途径。     

不同植物生长调节剂对茶叶低温胁迫的光合特性研究

为探究不同种类浓度的植物生长调节剂在低温条件下对茶叶光合特性的影响。本试验以‘桃源大叶’(TY)和‘储叶齐’(CY)为试验材料,探讨在低温条件下喷施不同植物生长调节剂对茶树光响应曲线、叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、细胞间CO₂浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、饱和蒸汽压(VpdL)、叶片瞬间水分利用率(WUE)、气孔限制值(LS)的影响。试验结果表明：5种生长调节剂对‘桃源大叶’和‘储叶齐’的抗寒能力均有不同程度的提高,其中TY处理组在低温下喷施植物生长调节剂对茶叶的影响排名依次为C₂>D₃>D₁>C₃>E₂>A₁>E₁>B₂>B₁>C₁>A₂>D₂>B₃>A₃>E     

黄瓜穴盘育苗株型化学调控技术及作用机理研究

采用基质表面喷施（即1次）、基质表面喷施+子叶展平时刚露心时叶面喷施（2次）及浸种3种处理方式,研究缩节胺、矮壮素、多效唑、乙烯利等4种植物生长调节剂不同浓度处理对夏季黄瓜幼苗生物学性状、生理指标及产量的影响。结果表明：DPC 400 mg/kg（2次）、PP333 20 mg/kg（1次）、CCC 400 mg/kg（2次）、浸种CEPA 5000 mg/kg 4种处理组合下胚轴相对对照明显缩短,有效控制了夏季黄瓜秧苗徒长。壮苗指数增加,根系活力提高,增加了干物质向根系的分配率,提高了秧苗质量。黄瓜叶片叶绿素含量及抗病相关酶PPO、POD、CAT活性增强,脯氨酸含量增加,增强了黄瓜的抗逆（病）性。     

EDTA对铬胁迫下黄瓜幼苗生长及生理特性的影响

为探究乙二胺四乙酸(EDTA)对缓解黄瓜幼苗铬胁迫的生理调控机制,以亨优小菜园为供试材料,采用土培方式,用120mg/L铬离子溶液模拟铬胁迫,研究不同浓度EDTA(W₁:1mmol/L、W₂:2mmol/L和W₃:4mmol/L)对铬胁迫下幼苗生长及生理特性的影响。结果表明,W₂和W₃处理促进幼苗株高和地上部干物质量的增加;同时W₂处理增加叶片光系统的光化学猝灭和非光化学猝灭系数;经过3种处理的幼苗叶片和根系过氧化物酶(POD)活性显著增强,而叶片丙二醛(MDA)含量在W₂和W₃处理下显著下降,根系MDA含量在W₃处理下显著降低;3种处理下幼苗叶片中可溶性蛋白含量有所下降,而脯氨酸含量一直增加。综上可知,1～2mmol/L EDTA在铬胁迫下可提高黄瓜幼苗叶片的光合作用,增强POD活性和渗透调节能力,减缓幼苗膜脂过氧化程度,促进幼苗地上部形态发育,从而有效缓解铬胁迫对幼苗的危害。     

红花蕾期不同叶位叶的光合特性及与产量的相关性

测定了3个红花品种（系）不同叶位叶在蕾期的光合作用特性，并对来自7个国家的16个红花品种（系）在该时期上位叶的光合速率与产量及农艺性状间相关性进行了分析。结果表明, 各叶位间最大光合速率(P_nmax)、光饱和点（LSP）、光补偿点（LCP）、暗呼吸速率(Rd)以及表观量子效率(AQY)均为上位叶>中位叶>下位叶。光响应曲线显示，除PI 401470和川红1号的上位叶外，其余叶片在高光强下光合速率明显下降，并且在低光强下，各叶位叶片的光合速率差异较小，当光量子通量密度(PFD )超过400 µmol m^-2s^-1时，上位叶的光合速率明显高于中、下位叶。光合作用日进程中，不同品种（系）及叶位间表现出不同的峰型，且到达峰值和低谷的时间和大小也不相同。蕾期上位叶光合速率与红花单株花产量、百粒重和顶果球直径呈显著或极显著相关，高光效育种是红花增产的一个有效途径。     

人参不同生育期叶片光合作用变化的研究

田间栽培和植物生长室培养试验结果表明,净光合速率（P_n）在尚未形成生殖器官的一年生人参叶片完全展开后即达最大值,此后缓慢下降;2~6年生人参叶片完全展开后达第1个高峰,开花期略有下降,绿果期出现第2高峰,此后持续下降。去掉花蕾的人参植株叶片在对照植株的绿果期没有出现第2高峰,但在红果期和黄叶期净光合速率下降缓慢。弱光（10%透光荫棚）和适宜光（30%透光荫棚）下人参叶片绿果期后P_n下降缓慢,强光（50%透光荫棚）下下降较快,过早出现变黄早衰。强光和高温可使植株生育期缩短、叶片早衰、Pn快速下降,而弱光和低温使植株生育期延长,P_n下降时间推迟。叶片表观量子效率(AQY)、气孔导度(G_s)和蒸腾作用(T_r)自展叶期至绿果期变化不大,红果期和黄叶期持续下降。胞间CO₂浓度(C_i)在展叶期至绿果期较低,红果期和黄叶期持续增加,说明生育后期P_n下降是由非气孔限制因子引起。叶片P_n与比叶重呈负相关,推测叶片光合产物的积累和消耗与P_n的生育期变化有关。绿果期C_i最低,同时水分利用效率(WUE)较高,是人参叶片光合作用对水分需求的关键时期。     

FACE对武香粳14根系生长动态的影响

2002－2003年利用我国惟一的农田开放式空气CO₂浓度增高(FACE)研究平台,研究大气CO₂浓度比对照高200 μmol·mol^-1的FACE处理对早熟晚粳稻品种武香粳14根系生长动态的影响。结果表明,(1)FACE处理水稻分蘖期、拔节期、抽穗期每穴的不定根数、不定根总长度、根系体积以及根干重均极显著大于对照;(2)FACE处理使水稻有效分蘖期间和无效分蘖期间发生的不定根粗度均显著大于对照,使拔节长穗期间发生的不定根粗度明显变细,因而使抽穗期每条不定根的平均粗度与对照无显著差异;（3）FACE处理水稻抽穗期每穴的不定根数、不定根总长度、根系体积和干重均极显著大于对照主要是由于FACE处理使水稻有效分蘖期间和无效分蘖期间这些根系性状的大幅度增加,而FACE处理对水稻拔节长穗期间这些根系性状的影响较小。     

施氮对墨西哥玉米植株硝态氮累积及产量的影响

采用微区试验研究了2个施氮水平（中氮,300 kg/hm²;高氮,600 kg/hm²）下2种施肥方式（一次基施和平均3次分施）对墨西哥玉米（Euchlaena mexicana）植株硝态氮（NO₃^--N）累积及产量的影响。结果表明,墨西哥玉米叶片中NO₃^--N含量以新生叶较高,全展叶较低,老叶居中;茎鞘和根系的NO₃^--N含量在不同收获期表现为第一收获期低于叶片,第二期仅比新生叶低,第三期则高于叶片。随着收获次数增加,NO₃^--N含量在叶片中呈降低趋势,在茎鞘和根系中先降后升。高氮水平和分次施肥是造成同一类型叶片NO₃^--N累积的主要原因;高氮分次施肥处理（N_2-3）第二期收获的新生叶NO₃^--N含量最高,为92.66 μg/g,这一数值尚未达动物摄食的潜在致毒剂量。氮素用量增加,其生产效率降低,但高氮（600 kg/hm²）一次性基施处理的干物质产量和粗蛋白质产量均显著高于其他处理。综上所述,较高的氮肥用量一次性基施能够实现墨西哥玉米的高产且不会影响其产品安全性。     

茶树品种光合与水分利用特性比较及聚类分析

在自然条件下测定52个茶树品种叶片的光合与生理参数并对其进行数值分类以及主成分、聚类和判别分析。结果表明, 叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)及水分利用效率(WUE)的品种间差异达极显著水平(P<0.01); 选出3个主成分分析, 方差累计贡献率达到96.98%, P_n、T_r、G_s为第一主成分的主导因子, WUE、C_i均为第二主成分和第三主成分的主导因子; 根据P_n、T_r、G_s和WUE 4个指标聚类, 52个茶树品种聚为5类, 其中I类的15个品种为高光合速率、中等蒸腾速率、低气孔阻力、高水分利用效率类型, 可用于茶树的品种改良; 在聚类分析基础上用判别分析选出对茶树光合与生理性状数值分类有显著影响的4个参数, 建立了5个判别能力较高的判别模型。     

水稻光合作用及相关生理性状的QTL分析

为了探讨光合作用及相关生理性状的遗传规律，利用由籼稻品种IR24 和粳稻品种Asominori杂交衍生的65个染色体片段置换系（Chromosome Segment Substitution Lines, CSSL）为材料，研究了水稻光合作用及相关生理性状的QTL。在水稻抽穗后7 d测定叶片光合速率（Pn）、蒸腾速率（G_s）、气孔导度（T_r）、细胞间隙CO₂浓度（C_i）、叶绿素含量（CHL）、全氮含量（TLN）。共检测到10个QTLs，分布于第1、3、4、5、7、8和10染色体上，LOD值在2.77~8.42之间，贡献率为9.5%~46.5%。其中仅有控制气孔导度的qGs-8 与控制叶绿素含量的qCHL-8以及第10染色体上控制气孔导度的qGs-10与控制细胞间隙CO₂浓度的qCi-10位置相同，分别位于第8染色体上标记R727和第10染色体上标记C1166附近。其他QTL在染色体上的位置不同，暗示了水稻光合功能遗传规律的复杂性。     

水稻远缘杂交后代的耐强光和抗光氧化特性

为探明通过远缘杂交（Oryza sativa Azucena × Oryza rufipogon Ramper 6）手段获得的水稻高光合后代株系（SHPF₆）在生长关键时期的耐强光和抗光氧化能力,本文以生育期一致的推广品种中花10号为对照,进行了光合作用测定和抗光氧化特性的研究。结果表明,强光下SHPF₆表现较高的净光合速率P_n）,并随着光强进一步增强而有较大的上升,这种高光合优势突出表现于P_n与胞间CO₂浓度（C_i）的极显著负相关（r =－0.767, P<0.01）,及气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）无论光强大小均高于对照;光氧化条件下,中花10号F₀显著升高（P<0.05）,F_v/F_m和F_v/F₀均显著降低（P<0.05）,而SHPF₆各荧光参数在统计上没有较大差异,说明SHPF₆具有较强的抗光氧化能力。这些结果意味着,通过远缘杂交手段,不仅可以提高普通栽培品种的光合速率和CO₂羧化能力,还能改善水稻的抗光氧化能力。     

高丹草水分利用效率与叶片生理特性的关系

在不同土壤供水条件下,研究了高丹草水分利用效率（WUE）与叶片光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）、叶温（T_l）、叶片相对含水量（RWC）的关系。结果表明,WUE随RWC、P_n呈二次曲线变化,P_n在27 µmol CO₂ m^-2 s^-1时,WUE值最大 (8.7 µmol CO₂ mmol^-1 H₂O);Tr在3.5~4 mmol H₂O m^-2 s^-1时WUE达最大值(8.4 µmol CO₂ mmol^-1 H₂O);Pn与Tr的非线性关系可以用抛物线方程表述,其中P_n最高时的Tr为临界值,超出该值即为奢侈蒸腾。G_s在0.4 molH₂O m^-2 s^-1时,WUE达到峰值8.39 µmol CO₂ mmol^-1 H₂O。实施提高气孔阻力并抑制蒸腾的措施,既节约水分,又促进光合作用,增加产量。P_n和T_r随温度的增加而增加,在35~36℃时P_n达最高值,表明在一定温度范围内,温度升高对提高WUE有利。WUE随RWC的升高而上升,RWC在84%~86%时WUE最大。适量增施氮肥,可提高Pn和Gs,进而提高WUE。     

转ppc基因水稻苗期抗旱特性研究

通过C₄转基因技术改善C₃作物光合作用, 以期提高作物产量是国内外研究的热点之一。然而, 目前关于转磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)基因对水稻的光合作用、产量和抗旱性的影响及其调节机理仍不很清楚。本研究以T₄代转ppc基因水稻为材料, 进行产量和苗期抗旱性研究。结果表明, 在旱作栽培条件下, 两个转ppc基因株系(T1, T2)单株产量分别比未转基因的对照(WT)增产28%和42%, 分蘖增加27%和40%; T1和T2可维持较高的光合速率、气孔导度和水分利用效率; 干旱胁迫使超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量增加, T1和T2 SOD活性增幅(+25%)都显著高于WT(+9%), 而MDA含量增幅显著低于WT, 表明转ppc基因水稻具有较强的抗氧化能力; T1和T2比WT具有较高的脯氨酸含量和渗透势下降幅度, 说明转PEPC基因水稻的渗透调节能力高于对照。PEG-6000处理下, 得到的结果相似。     

一个新的水稻生育期延迟T-DNA插入突变体

从水稻突变体库中筛选到一个生育期延迟突变体,主要表现为生育期延迟、植株矮化、叶色变深、叶角张大、根系变短。遗传分析表明该突变体受1对隐性单基因控制。对突变体及其后代分离群体做Basta抗性检测,证实该突变体是由T-DNA插入引起的,突变性状与T-DNA共分离。PCR和Southern杂交结果进一步证实了上述观点。该材料可用于插入座位的基因克隆和生育期调控机理的研究。