芝麻黄化突变体YL1的叶片解剖学及光合特性

表型性状标记在作物遗传育种中具有重要的应用价值。在芝麻地方种质"庙前芝麻"中发现了能够稳定遗传的黄化突变体YL1,对该突变体的叶片解剖特征、光合特性及农艺性状的比较分析表明,突变体YL1黄化心叶和平展叶在各个发育时期的叶绿体结构均与同时期野生型存在明显差异,下表皮气孔保卫细胞数是正常叶的2倍左右。YL1的叶绿素a、总叶绿素、类胡萝卜素含量均只有同时期正常含量的30%~40%,叶绿素b含量只有正常叶的20%;光合速率在初花期及以前均显著低于同期正常叶,但到终花期与正常叶相当;YL1的生育期和初花期显著推迟,株高和单株蒴果数明显降低,每蒴粒数和千粒重略微降低。显微观察表明,YL1的叶绿体形态结构发育不规则,基粒和基粒片层数目明显少于野生型,使得叶绿素含量过低,属于叶绿体发育异常导致的叶绿素缺少型突变体。     

极细链格孢激活蛋白对大豆光合特性、叶绿素荧光参数及产量的影响

为探讨激活蛋白对大豆生长、产量的影响,以大豆冀豆17为研究对象,利用光合仪与称重法测量了不同浓度极细链格孢激活蛋白(1,2,3,4,5,6μg/m L)处理后大豆的光合特性、叶绿素荧光参数及产量。结果表明,随着施用的极细链格孢激活蛋白浓度的增加,大豆叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、最大光化学量子效率(Fv/Fm)、有效量子效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(q P)呈先上升后下降的趋势。施用1,2,3,4μg/m L浓度的极细链格孢激活蛋白不仅提高了大豆叶绿素含量,而且增加了大豆叶片的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率,同时还能提高叶绿素荧光的最大光化学量子效率(Fv/Fm)、有效量子效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(q P)。其中以3,4μg/m L浓度的处理效果最好。施用更高浓度的激活蛋白(5,6μg/m L),上述光合特性与叶绿素荧光促进效果下降或者消失。施用中浓度激活蛋白(3,4μg/m L)大豆产量增加了11.21%~14.76%。结果表明,喷洒合适浓度的极细链格孢激活蛋白是一种促进大豆增产的有效措施。     

小白菜(Brassica chinensis L.)黄苗突变体的叶绿素荧光特性栽

叶片失绿(黄化)突变体是研究高等植物叶绿素合成、叶绿体遗传和发育的好材料.用这种突变产生的叶色变异作为形态标记在生产上有广泛用途.目前已在玉米、小麦、水稻、大麦、大豆、白菜、油菜、棉花等多种作物中发现或利用诱变技术创造了一些这样的突变体,并分别对其遗传特点、超微结构、叶片蛋白、光合生理等进行了研究.在光合     

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。     

甘蓝型油菜特长荚突变体的发现和鉴定

在中油８２１大田中，发现一株特长荚变异株。经多代鉴定，其长荚特性能稳定遗传，基本上不受环境条件的影响。这一变异株的后代被命名为鄂油长荚，最明显的特征是荚长、粒多、粒大。平均荚长达１０ｃｍ以上，千粒重为５．５ｇ左右，均接近普通油菜品种的２倍。每果粒数也明显增加     

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%。     

不同光照强度下3种萱草属植物的光合特性与叶绿素荧光特性

采用盆栽试验,设置全光照的20%、40%、70%、100%光照强度4种处理,研究不同光强环境下北黄花菜、‘金娃娃’萱草和小黄花菜的叶绿素含量、光合特性和叶绿素荧光参数的变化规律,探讨3种植物的耐阴能力和耐阴机制。结果表明：3种植物的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素(a+b)总量随着遮光程度的提高呈现上升趋势,北黄花菜和‘金娃娃’萱草在40%光照强度下达到最大,小黄花菜在20%光照强度下达到最大;3种植物的叶绿素a/b、光饱和点、光补偿点和最大净光合速率的变化趋势呈相反趋势;3种植物的F0随着遮光程度的提高呈先下降后上升的趋势,Fv/Fm、Fv’/Fm’随着遮光程度的提高呈先下降后上升的趋势、qP和NPQ随着遮光程度的提高呈下降趋势。小黄花菜的叶绿素含量、各项光合指标和叶绿素荧光参数指示其耐阴性更强,可以作为林下地被和不良光照环境的优选植物材料。3种植物的耐阴性大小为小黄花菜>‘金娃娃’萱草>北黄花菜。     

用全基因组关联分析筛选甘蓝型油菜叶片叶绿素含量候选基因

提高油菜产量是保障国家粮油安全的重要举措。作物"源""流""库"理论表明,充足的光合产物(源)是高产的前提,而叶绿素是直接参与光合作用的物质,因此,选育高叶绿素含量的甘蓝型油菜是提高产量的重要途径。本课题组前期对全球收集的588份优异油菜种质资源进行5X重测序,获得385,692个高质量SNP标记。利用SPAD-502叶绿素仪于2018—2019连续2年测定苗期完全伸展的叶片叶绿素总量,结合获得的SNP标记进行全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS),筛选与叶绿素含量显著关联的SNP位点。结果表明, 2018年鉴定到5个显著关联的SNP位点,贡献率为5.51%～7.89%,其中S6₃493805位点贡献率最大;2019年检测到46个SNP位点,贡献率为7.29%～10.34%,其中S13₁1413088位点贡献率最大。将显著关联SNP位点上下游各500 kb区间内的基因与参考基因组比对,初步筛选出2022个油菜基因。将其基因序列在拟南芥基因组内进行BLAST比对,结合前人已报道的拟南芥同源基因...     

两个水稻叶色突变体的光合特性研究

以恢复系缙恢10号为对照,对它的两个叶色突变体ygl5和pygl1在孕穗期的光合、荧光特性和叶绿体超微结构进行了研究。结果表明,两个突变体叶绿体内基粒数量明显少于对照,叶绿素含量也大幅下降,其中ygl5表现为叶绿素总体缺乏,pygl1表现为叶绿素b严重缺乏;ygl5和pygl1的P_n、光饱和点、光补偿点、暗呼吸速率、表观量子效率和羧化效率都显著高于对照,而CO₂饱和点、CO₂补偿点和光呼吸速率则低于对照;其F_v/F_m、Φ_PSII和q_P均显著高于对照,表明突变体ygl5和pygl1具有较高的光能捕获效率和转换效率。     

不同穗型水稻剑叶光合特性及叶绿素荧光参数的研究

环境对光合作用影响可以通过叶绿素荧光的变化反应出来,农艺措施中以种植密度和施N量的变化对光合作用的影响尤为明显。本研究以不同穗型水稻品种（穗重型品种‘龙粳27’和穗数型品种‘龙粳25’）为材料,设4个密度处理和4个施肥时期处理,研究密度和氮肥运筹对不同穗型水稻光合指标及叶绿素荧光参数的影响。结果表明,穗重型水稻‘龙粳27’的叶绿素含量、光合速率、光合功能期均显著高于穗数型品种‘龙粳25’。适当稀植和氮肥后移对水稻剑叶的光合特性有明显的促进作用,穗重型品种‘龙粳27’在D2 (29.7 cm×13.2 cm)密度处理下,穗数型品种‘龙粳25’在D3 (33 cm×9.9 cm)密度处理下,N肥后移会显著提高二者产量。     

遮光对谷子光合性能及快速叶绿素荧光动力学特征的影响

为探讨弱光胁迫下谷子光合生理响应,以衡谷13号为材料,在幼苗期设置7种不同遮光处理（遮光0、10%、20%、30%、40%、50%、70%）,在拔节期和灌浆期测定叶绿素含量、叶面积、净光合速率、产量和快速叶绿素荧光动力学参数的变化。结果表明,谷子叶绿素含量、叶面积、净光合速率、产量在遮光率高于20%时开始下降。荧光参数暗适应后初始荧光（F_o）、最大荧光（F_m）和可变荧光（F_v）在遮光后增大,PSⅡ反应中心最大光能转换率（F_v/F_m）、PSⅡ反应中心潜在活性（F_v/F_o）、光合性能指数（Pi_Abs）先随着遮光率的增大逐渐上升,遮光率为30%时达到最高,之后下降,遮光率为70%时低于对照。非光化学淬灭系数（NPQ_Lss）随着遮光程度的增大逐渐降低。     

肥料添加剂对甘薯冠层光谱和叶绿素荧光参数特征的影响

为了提高肥料利用率,促进作物生长。以甘薯为研究对象,以常规施肥(CK)为对照,并在常规施肥基础上设计添加聚氨酸添加剂(T1)、聚氨酸添加剂+抑制剂(T2)和聚氨酸添加剂+抑制剂+菌肥(T3)的处理,研究肥料添加剂对甘薯光谱特征、叶绿素荧光参数和光合参数特征的影响。结果表明:甘薯冠层光谱在550 nm波段的平均反射率大小为:CKT2T1T3,在近红外波段(760~950 nm)内的平均反射率大小为:T2T1CKT3;与常规施肥(CK)相比,肥料添加剂处理下的甘薯植被指数光化学植被指数(PRI)、结构不敏感色素指数(SIPI)和简单比例植被指数(SRVI)分别上升,红边归一化植被指数(NDVI705)和差值植被指数(DVI)分别下降。肥料添加剂处理使甘薯叶绿素荧光参数Fo、Fo/Fm、DIo/RC值下降,Fv/Fm、Fv/Fo、TRo/RC、ETo/RC、φEo、φPo、Ψo和PI abs值上升,其中常规施肥+聚氨酸添加剂(T1)处理下的PSⅡ的光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ的光合电子传递效率(Fv/Fo)和以吸收光能为基础的性能指数(PI abs)最高,分别比常规处理上升了1.20%,5.75%和13.71%。肥料添加剂处理使甘薯光合参数胞间CO_2浓度(Ci)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)分别上升,其中添加聚氨酸添加剂(T1)处理下的胞间CO_2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)最高,比常规施肥(CK)增加了63.08%和37.27%,聚氨酸添加剂+抑制剂(T2)处理的净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)最高,比常规施肥(CK)增加了39.27%和202.36%。     

甘蓝型油菜苗期耐淹性状主基因+多基因遗传分析

长江中下游是中国油菜主产区,该地区油菜播栽期间雨水多,易产生湿害,造成产量下降。所以研究甘蓝型油菜苗期耐淹性的遗传规律,对选育耐淹性强油菜新品种,提高油菜产量意义重大。本文应用甘蓝型油菜品种WR-4 (耐淹)和WR-5 (不耐淹)杂交后代衍生的6个世代(P₁、F₁、P₂、B_1:2、B_2:2、F_2:3)群体为材料,全淹6 d后去水恢复生长,去水后第7天调查死苗率,以此为耐淹性指标,于2012和2013年对6个世代群体家系进行耐淹性鉴定。应用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型多世代联合分析方法对耐淹性进行遗传分析。结果表明,2个年度该家系群体苗期耐淹性的最适遗传模型分别是E-0和B-3,即2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因和2对加性主基因模型。由此可见,该家系群体甘蓝型油菜苗期耐淹性主要受2对主基因控制,主基因存在加性、显性和上位性效应。当有显性效应存在时(2012年),主基因显性效应值|h_a|=0.3475,|h_b|=0.0069,大于主基因加性效应值|d_a|=|d_b|=0.0036。B_1:2、B_2:2和F_2:3群体的主基因遗传率(h²_mg),2012年分别为36.25%、61.40%和61.84%,平均为53.16%;2013年分别为8.30%、30.48%和43.13%;平均为27.30%。2年平均,环境变异占表型变异的59.77%。上述结果表明,甘蓝型油菜苗期耐淹性受2对主基因型控制,但环境对耐淹性状的表型影响较大。F_2:3家系群体苗期耐淹性遗传率较高,因此育种上可在早期世代对耐淹性状进行选择。     

甘蓝型油菜角果长度的主+多基因混合遗传模型

角果是油菜产量构成要素中重要的组成部分。本文以长角果品种中双11和短角果材料10D130为亲本配制杂交组合,采用主基因+多基因混合遗传模型分析方法对该组合6世代遗传群体(P₁、P₂、F₁、BCP₁、BCP₂和F₂)的果身长、角果长和果喙长进行遗传分析。结果表明,该组合的3个角果性状均呈连续分布,其中,果身长最适遗传模型为E-0 (2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因模型),2对主基因加性效应值分别是1.75和–0.06,显性效应值分别是–0.59和–0.86,主基因遗传率在BCP₁、BCP₂和F₂中分别是51.10%、74.23%和66.93%,多基因遗传率分别为29.16%、17.11%和23.96%。角果长的最适遗传模型为E-1 (2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因模型),其中,第1对主基因加性效应为0.34,显性效应为–0.81,第2对主基因加性效应为0.34,显性效应为–0.47,主基因遗传率在BCP₁、BCP₂和F₂中分别是47.63%、68.51%和79.45%,多基因遗传率分别为29.40%、20.89%和12.47%。果喙长的最适遗传模型为E-3模型(2对加性主基因+加-显多基因遗传模型),2对主基因加性效应值分别是0.2和–0.2,主基因遗传率在BCP₁、BCP₂和F₂中分别是33.71%、72.75%和52.25%,多基因遗传率分别为40.08%、5.37%和27.60%。     

水分胁迫对玉米叶绿素荧光特性的影响

以吉单261和京单28两个玉米品种为试验材料,研究水分胁迫对玉米叶片光合特性及叶绿素荧光参数的影响.结果表明:水分胁迫下玉米叶片的最大净光合速率、光补偿点、光饱和点和表观量子效率均显著下降;基础荧光显著增加,最大荧光、可变荧光和PSⅡ光化学效率显著降低;随着光强增加,水分胁迫条件下的光化学猝灭系数和实际光化学效率下降幅度明显加剧;非光化学猝灭系数和表观电子传递速率增加幅度则明显减缓.表明水分胁迫使玉米叶片光合性能减弱,PsⅡ反应中心开放部分的比例减少,光合电子传递能力下降,PSⅡ潜在活性受到抑制,过多的光能多是以非光化学猝灭等其他形式耗散掉,从而保护光合机构免受伤害.     

油菜叶色突变种质资源筛选与遗传特征初步分析

作物叶片叶绿素含量与叶片光合能力密切相关,能影响农作物的产量。本研究通过EMS诱变甘蓝型油菜中双11,单株收获诱变后第一代并通过诱变后第二代大量筛选鉴定获得油菜叶片叶色稳定突变种质资源62份,分析了筛选获得的叶片叶色突变体的遗传分离比和测定了相关突变体的叶片叶绿素含量。结果显示,获得的突变体按照叶色分成五类,叶色深浅与其叶绿素含量相一致;突变株系60%由多位点突变导致,37%由少数位点突变导致;24%突变株系叶绿素含量明显高于对照,76%的叶绿素含量约低于对照;叶绿素含量低的突变株系中,70%的突变株系叶绿素b的改变程度大于叶绿素a,30%的突变株系叶绿素a的改变程度大于叶绿素b。这些叶色稳定突变体的获得为将来遗传基础研究以及作为种质资源培育高光效油菜新品种奠定材料基础。     

甘蓝型油菜BnTT3基因的表达与eQTL定位分析

类黄酮途径中,TT3编码的4-二氢黄铜醇还原酶是参与原花色素和花青素合成的关键酶。为了明确该基因可能的上游调控网络,利用黄籽母本GH06和黑籽父本ZY821构建的遗传图谱,以Bn TT3基因在高世代重组自交系群体中随机选取的94个株系花后40 d种子的表达量作为性状,采用复合区间作图法进行e QTL分析。结果共检测到5个表达量相关的e QTL,分别位于A03、A08、A09和C01染色体,单个e QTL解释表型变异的5.22%~24.05%。A09染色体上存在2个主效e QTL,单个e QTL分别解释24.05%和16.55%的表型变异,分别位于标记KS10260~KBr B019I24.15和B055B21-5~KS30880之间,微效e QTL分布于A03、A08和C01染色体上。A09染色体上的2个主效e QTL区间(包含200 kb侧翼序列)与拟南芥、白菜、甘蓝和芸薹族近缘物种基因组同源区段具有很好的共线性关系。基因注释结果表明检测到的e QTL均为trans-QTL,2个主效e QTL区段共包含78个基因,包括MYB51、MYB52和b ZIP5转录因子,可能为Bn TT3基因的上游直接调控因子,对这些基因功能的深入分析将有助于阐明甘蓝型油菜黄籽性状形成的分子调控机制,为黄籽候选基因的克隆筛选奠定基础。     

甘蓝型油菜种子不同发育时期SSH文库的构建

利用抑制差减杂交技术构建了20 d和35 d甘蓝型油菜湘油15发育种子特异表达基因的SSH文库。随机挑取单菌落进行PCR表明,文库质量较好。在20 d和35 d SSH文库中随机挑选489个阳性克隆进行测序,获得452条高质量的表达序列标签(EST)。对序列进行Blast比对及功能注释,比较20 d和35 d SSH文库的基因表达谱,发现在20 d SSH库中参与糖代谢的基因出现频率较高,而在35 d SSH库中与脂肪酸储存有关的油体蛋白家族、与脂肪酸转运有关的柠檬酸合酶、与脂肪酸合成有关的酰基载体蛋白去饱和酶等,参与油脂代谢相关基因出现频率较高。该结果对进一步研究油菜脂肪酸代谢调控的分子机制打下了基础。     

甘蓝型油菜BnADH3基因的克隆及转BnADH3拟南芥的耐淹性

利用RT-PCR技术从甘蓝型油菜耐淹品系WR-4中克隆获得Bn ADH3基因,其完整开放阅读框为1137 bp。该基因编码379个氨基酸,与甘蓝Bo ADH3基因和拟南芥At ADH3基因高度同源,同源性分别达到96%和91%。利用定量RT-PCR检测Bn ADH3基因在油菜耐淹系WR-4和不耐淹系WR-24中的表达表明,在淹水处理下该基因表达受到一定的诱导,淹水处理6 h后表达开始上调,说明Bn ADH3基因在油菜耐淹机制中发挥作用;将其转化到模式生物拟南芥中,采用幼苗淹水3 d后去水处理,测定表明转基因株系叶片和根系中乙醇脱氢酶活性均高于野生型;生长4周和6周的拟南芥植株淹水3 d后的表型显示,Bn ADH3的表达可增强拟南芥对淹水胁迫的耐性,处理的T2代转基因幼苗大部分恢复,但野生型幼苗枯死;调查表明,淹水5 d后野生型植株的存活率为26.7%,转基因株系ADH33和ADH44的存活率分别为80.0%和66.7%。