加工番茄光响应特征及其与产量的相关性研究

[目的]研究加工番茄光响应特性及其与产量的相关性。[方法]用Li-6400在设定的光强梯度下对不同品种加工番茄进行光响应测定,对光响应曲线加以研究分析。根据光响应曲线的拟合方程计算最大光合速率,光饱和点,光补偿点,暗呼吸和表观量子效率等相关参数,把产量与这些参数进行相关性分析。[结果]结果表明,产量与最大光合速率、光饱和点、光补偿点、暗呼吸和表观量子效率等相关参数之间存在显著相关关系。[结论]可为加工番茄的田间栽培和高光效育种提供理论依据。     

干旱胁迫对甜菜块根膨大期光合光响应特性的影响

【目的】研究干旱胁迫对甜菜块根膨大期叶片光合光响应特性的影响。【方法】以H1352(耐旱型)、81GM26(旱敏感型)甜菜品种为材料,设置2个灌水处理,通过对叶片净光合速率与光强响应曲线的模拟得出最大净光合速率(Pnmax)、暗呼吸速率(Rd)、表观量子效率(AQY)、光补偿点 (LCP)和光饱和点(LSP)主要光合参数。【结果】H1352、81GM26甜菜品种叶片Pn均随着PAR的增大先呈线性增加,后急速增大,最终渐趋平稳或下降;在不同PAR条件下,2品种叶片净光合速率表现为对照大于干旱胁迫处理,且随PAR的增大,各处理间差异达极显著水平。干旱胁迫降低叶片最大净光合速率和光饱和点(P<0.01),各处理间差异达极显著水平。H1352和81GM26品种在干旱胁迫条件下最大净光合速率分别为24.8 和21.0 μmol/(m²·s),分别比对照低18%和26%;光补偿点分别为600和601 μmol/(m²·s),分别比对照低18.5%和16.4%,叶片光适应范围变窄,光能利用能力降低。H1352品种在干旱胁迫条件下叶片暗呼吸速率降低,比对照降低40.3%,处理间差异达极显著水平;而81GM26品种处理间没有显著差异。【结论】甜菜块根膨大期遭遇40%~45%田间持水量的干旱胁迫时,其叶片最大净光合速率、暗呼吸速率、光饱和点降低,光补偿点和表观量子效率因品种而异,光能利用区间变窄,光能利用能力减弱;干旱条件下耐旱型品种H1352光合能力下降幅度低于旱敏感型81GM26。     

早熟西藏玉米地方种高光效品种的鉴定筛选

【目的】本研究从早熟西藏玉米地方种质群体中筛选出高光效玉米地方种质。【方法】以27份早熟西藏玉米地方种质为材料,采用非直角双曲线模型进行光响应曲线拟合,计算其光合参数。利用最大净光合速率(Pnmax)、表观量子效率(AQY)、暗呼吸速率(Rd),光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)等5个光合参数进行聚类分析。【结果】(1)参试27份材料的光合参数在不同光强下表现相似的变化趋势。在一定光强范围内,随光强增加,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)逐渐增加,并分别在光强1400,1600,800μmol·m~(-2)·s~(-1)处逐渐平稳。胞间二氧化碳浓度(Ci)在一定光强范围内随光强增加逐渐降低,并在光强800μmol·m~(-2)·s~(-1)处逐渐平稳。(2)参试材料的最大光合速率变幅16.38~48.99μmol·m~(-2)·s~(-1),其中茶场半马齿、中林卡白玉米、竹卡玉米2、索通黄玉米等4份材料的最大净光合速率在40μmol·m~(-2)·s~(-1)以上,表现较大,其次是觉龙沟1、差巴玉米3等2份材料38.26~39.12μmol·m~(-2)·s~(-1);参试材料的表观光合速率变幅0.025~0.119,其中差巴玉米3,茶场半马齿,索通花玉米,索通黄玉米,曲孜卡白玉米1等5份材料的表观光合速率变幅0.60~0.119,表现较大。光饱和点变幅380~1298μmol·m~(-2)·s~(-1),其中觉龙沟2、仁果黄玉米、觉龙沟1、中林卡白玉米、索通黄玉米、竹卡玉米2等6份材料的光饱和点800μmol·m~(-2)·s~(-1)以上,表现较大。(3)最大距离法,阈值为7将参试材料分为2类,其中竹卡玉米2,曲孜卡白玉米1,中林卡白玉米,索通黄玉米等4个材料聚为高光效型,其余23个材料聚为低光效型。T检验结果表明,高光效型材料的最大净光合速率、光补偿点、暗呼吸速率极显著、显著高于低光效型,而光饱和点、表观量子效率无显著差异。【结论】从27个早熟种中筛选出4个高光效型品种,为早熟种高光效育种工作提供光合性状依据及选材的可能。     

高产栽培下氮肥运筹对春玉米光合特性的影响

[目的]研究高产栽培下氮肥运筹对春玉米(Zea mays L.)光合特性的影响。[方法]以金山27为供试玉米品种,2009～2010年在西辽河平原研究了高产栽培下氮肥运筹对春玉米群体光合特性的影响。[结果]不同氮肥运筹下春玉米净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和单株光合能力随生育期的推移均呈先升后降的变化趋势,各指标均在吐丝期达到最大值。不同生育时期,净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和单株光合能力均表现为Opt N处理最高,CK最低,其他处理介于二者之间。各处理瞬时光能利用率和瞬时水分利用率均随生育期的推移呈持续上升趋势,瞬时光能利用率随生育期的推移不同处理间差异增加,瞬时水分利用率处理间的差异在各生育时期变化不大。瞬时光能利用率和瞬时水分利用率均表现为Opt N处理下最高,CK最低。2年的产量结果均以Opt N处理最高,130%Opt N处理次之,CK最低。不同处理下,产量与各生育时期的净光合速率的相关性均达到极显著水平,与单株光合能力、瞬时光能利用率的相关性达到了显著或极显著水平。[结论]Opt N处理(优化施氮300 kg/hm2,种肥、拔节肥、大喇叭口肥按1∶3∶6施用)是试验地区超高产玉米栽培适宜的氮肥管理模式。     

中国12种珍稀树种光合生理特性

以中国12个珍稀树种为研究对象,采用Li-6400型便携式光合作用测定系统测定了12个树种光合作用对光的响应特征及其7、11月份光合作用的日变化规律,阐述了其光合作用对光的响应特征和光合作用日变化的季节性特征。结果表明:非直角双曲线模型可较好地模拟12个珍稀树种的光响应曲线,得出一系列光合响应特征参数(表观量子效率、最大净光合速率、暗呼吸速率、光饱和点、光补偿点等)存在显著的差异;12个珍稀树种的表观量子效率、最大净光合速率、暗呼吸速率、光饱和点、光补偿点大小范围分别为0.0355～0.0684mol·mol-1、6.474～18.537μmol·m-2·s-1、-1.844～-0.732μmol·m-2·s-1、644～1330μmol·m-2·s-1、13.4～40.6μmol·m-2·s-1;不同珍稀树种的叶片蒸腾速率在光照强度为0～1800μmol·m-2·s-1时呈上升趋势;水分利用效率随着光照强度的增大呈现出先上升后下降的趋势;12种珍稀树种在7月份光合速率的日变化趋势基本相同,均在日变化进程中出现2个高点,有明显的光合"午休"现象,而在11月份这12个树种的净光合速率的日变化进程中只有一个高点,无明显的光合"午休"现象,且7月份的净光合速率整体高于11月份。     

日本落叶松与长白落叶松及其杂种光合特性比较

以采穗圃中的采穗母株为研究对象,对日本落叶松、长白落叶松及其杂种进行了光响应曲线和CO2响应曲线的测定,通过估算光合参数,比较了它们的光合特性。结果表明:与日本落叶松相比,日本落叶松×长白落叶松杂种的最大净光合速率、表观量子效率和光合能力等与光合效率正相关的参数都较低,光强和CO2的利用范围也更窄,暗呼吸速率却更高,而羧化效率和光呼吸速率没有差别。与长白落叶松相比,尽管长白落叶松×日本落叶松杂种的暗呼吸速率较低,但其表观量子效率更低,CO2补偿点更高,而羧化效率、光呼吸速率、光补偿点没有差别。日本落叶松×长白落叶松杂种与长白落叶松×日本落叶松杂种相比,光呼吸速率和CO2补偿点稍高,羧化效率稍低,而表观量子效率、暗呼吸速率、光补偿点没有差别。因此,认为落叶松杂种的光合效率不具有超亲杂种优势。      

热带山地雨林不同结构与功能幼树的叶片特征比较

植物的生理生态特征决定了植物在生态系统中的分布模式和物种的丰度。在样地调查的基础上,应用Li-6400光合测定系统,研究了海南热带山地雨林3个层次的6个优势种与10个伴生种的光合作用参数,并测定了相应叶片的比叶面积。结果表明:16个树种的比叶面积为71.16~139.90 cm2·g~(-1)、单位面积最大光合速率(A-area)为2.95~13.27μmol·m~(-2)·s~(-1)、单位干质量最大光合速率(A-mass)为22.7~126.5μmol·kg~(-1)·s~(-1),单位面积暗呼吸速率(Rd-area)为0.02~1.15μmol·m~(-2)·s~(-1)、单位干质量暗呼吸速率(Rd-mass)为0.19~12.61μmol·kg~(-1)·s~(-1),光补偿点(LCP)为2.5~32.2μmol·m~(-2)·s~(-1),表观量子效率(Ф)为0.006 6~0.042 8μmol·μmol~(-1)。幼树的比叶面积随物种成树所在层次降低而减少(上层种中层种下层种),与单位干质量最大光合速率的次序一致,而与光补偿点的次序相反,但差异均不显著(P0.05)。中层种的幼树具有较高的暗呼吸速率和表观量子效率。优势种的单位面积最大光合速率显著大于伴生种(P0.05);优势种的单位质量最大光合速率、暗呼吸速率(Rd)和表观量子效率也大于伴生种,但差异不显著(P0.05);优势种的比叶面积和光补偿点低于伴生种,但差异不显著(P0.05)。优势种的暗呼吸速率和比叶面积显著正相关(P0.05);伴生种的暗呼吸速率和比叶面积不相关(P0.05)。不同类型幼树的叶片结构与功能的生态位分化,从功能性状的角度,为热带雨林维持高生物多样性以及保持物种长期共存提供了一个可能的解释。     

雨养和灌溉条件下小麦叶片光合特性的比较

在雨养和灌溉条件下,以小麦品种"青麦6号"为研究对象,对小麦灌浆期旗叶的光合速率、蒸腾速率、气孔导度、水分利用率对光强的响应及各种光合特性指标间相关性进行研究.结果表明:在雨养和灌溉两种处理下光合速率、气孔导度都随光强的增大而增大,都可以用Michaelis-Menten方程模拟;在高光强下灌溉处理的光合速率、气孔导度比雨养处理的高.灌溉处理的蒸腾速率比雨养处理的高,但其水分利用率却低于雨养处理.光合速率与蒸腾速率因气体交换的同步性而具有明显的线性关系,但水分亏缺对蒸腾速率的影响相对于对光合速率的影响更直接、更强烈.     

施氮水平对马铃薯块茎形成期光合特性的影响

通过随机区组试验研究了施氮水平对马铃薯块茎形成期叶片光合特性的影响。结果表明,施氮可促进叶绿素合成,提高气孔开闭变化幅度、光合光响应灵敏度及光能转化效率;低氮对马铃薯块茎形成期光合特性的影响程度较中、高氮处理小,光合作用自身气孔调节能力以施中氮处理最高;随施氮水平提高,马铃薯块茎形成期光补偿点(LCP)、表观量子效率(Φ)、最大净光合速率(Pmax)、表观暗呼吸速率均逐渐提高,高氮处理具有更高光能转化效率。     

干旱胁迫下3种玉米光响应曲线模型的比较

研究了不同土壤水分条件下玉米的光合作用,对光响应曲线进行拟合,比较3种不同拟合方法的优劣,优选出干旱胁迫下最优的光合作用光响应模型。利用玉米穗位叶光合数据,用直角双曲线模型、非直角双曲线模型以及直角双曲线修正模型对适宜土壤水分条件及中度干旱胁迫下玉米光响应进行拟合。从拟合的相关参数看,对照(CK)的拟合结果中,直角双曲线模型整体高于非直角双曲线模型,其中表观量子效率与最大净光合速率均提高33%,光补偿点提高10%,暗呼吸速率提高40%,直角双曲线修正模型得到的最大净光合速率低于非直角双曲线模型,其余参数差别很小。在对水分胁迫(MS)的拟合中,3种曲线所得参数的差异与CK一致。直角双曲线修正模型可以直接得到饱和光强与最大净光合速率,得到的光合参数比另外2种模型更接近实测值,因此该模型可以更好的拟合适宜土壤水分和中度干旱胁迫下的玉米光响应曲线。     

苎麻UDPGDH基因的cDNA克隆及表达分析

【目的】分离苎麻尿苷二磷酸葡萄糖脱氢酶（UDPGDH）基因。【方法】通过简并引物RT- PCR 结合 RACE 技术和半定量RT-PCR。【结果】成功克隆苎麻Boehmeria nivea (Linn.) Gaud.尿苷二磷酸葡萄糖脱氢酶（UDPGDH）基因cDNA序列,序列长1 837 bp,编码一480个氨基酸的蛋白质（GenBank No.EF178294）。半定量RT-PCR分析显示,UDPGDH在苎麻根、皮、茎和叶组织中均有表达,其表达量为茎＞皮＞叶＞根,相对表达量依次为0.7075,0.3051,0.2651,0.1490。【结论】苎麻UDPGDH与其它植物相应序列具有较高同源性,在苎麻茎中有较高的表达。     

SSR fingerprinting of 203 sweetpotato (Ipomoea batatas (L.) Lam.) varieties

Simple sequence repeat (SSR) markers have been shown to be a powerful tool for varieties identification in plants. However, SSR fingerprinting of sweetpotato varieties has been a little reported. In this study, a total of 1294 SSR primer pairs, including 1215 genomic-SSR and 79 expressed sequence tag (EST)-SSR primer pairs, were screened with sweetpotato varieties Zhengshu 20 and Luoxushu 8 and their 2 F₁ individuals randomly sampled, and 273 and 38 of them generated polymorphic bands, respectively. Four genomic-SSR and 3 EST-SSR primer pairs, which showed good polymorphism, were selected to amplify 203 sweetpotato varieties and gave a total of 172 bands, 85 (49.42%) of which were polymorphic. All of the 203 sweetpotato varieties showed unique fingerprint patterns, indicating the utility of SSR markers in variety identification of this crop. Polymorphism information content (PIC) ranged from 0.5824 to 0.9322 with an average of 0.8176. SSR-based genetic distances varied from 0.0118 to 0.6353 with an average of 0.3100 among these varieties. Thus, these sweetpotato varieties exhibited high levels of genetic similarity and had distinct fingerprint profiles. The SSR fingerprints of the 203 sweetpotato varieties have been successfully constructed. The highly polymorphic SSR primer pairs developed in this study have the potential to be used as core primer pairs for variety identification, genetic diversity assessment and linkage map construction in sweetpotato and other plants.     

大豆不同组合F_2 代蛋白质含量的遗传变异分析

本研究选用19个亲本配制的6个组合,研究了 F_2代蛋白质含量的遗传变异,并分析了后代与亲本的关系。研究结果表明:并非所有组合 F_2代的蛋白质含量都呈正态分离;大豆蛋白质含量的遗传以加性效应为主;后代有广泛的变异,超亲现象普遍,遗传力高,早期世代选择效果好;MP 与 F_2显著正相关,在亲本和中亲值相似的条件下,遗传丰度大的组合后代遗传变异广泛。     

Relationships Between C4 Enzyme Activities and Yield in Soybeans (Glycine max (L.) Merr.)

To study the relationships between C₄ enzyme activities and yield, C₄ enzyme activities (phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPCase), NADP-malate dehydrogenase (NADP-MDH), NADP-malic enzyme (NADP-ME), and pyruvate phosphate dikinase (PPDK)) in different organs of ten soybean cultivars with different yields were measured at different growth stages in China. The result showed that four enzyme activities in C₄ pathway were obviously different among cultivars, especially PPDK activity was not detected in the leaves of Dongnong 1567 and Dongnong 1068 and the young leaves of Gongjiao 9107-1 and Dongnong 97–172, but there were weak activities in pod coats. The order of C₄ enzyme activities is young leaves < old leaves < pod coats. The correlation coefficients between PEPCase activity and yield and between NADP-MDH activity at blooming stage and yield were 0.6979 and 0.6565, respectively, and both reached the significant level (5%), and PEPCase activity kept significant positive correlation with plant photosynthetic rate. There was a negative correlation between NADP-ME activity and yield, and no correlation was found between PPDK activity and yield.     

桃(Prunus persica (L.) Batsch.)品种核心种质的构建与评价

为构建桃品种核心种质,通过对56份桃(Prunus persica(L.) Batsch.)初级核心种质的形态农艺性状数据(MOR)和SSR等位基因数据的分析,研究了不同聚类取样方法和完全随机取样方法下9种取样比例的遗传多样性指数、保留比例及各频率段等位基因的丢失比例。结果表明:聚类取样的方法优于完全随机取样,并以在80%的取样比例下MOR结合SSR数据聚类取样的效果最好,利用此方案构建的桃品种核心种质共包括45份材料,该核心种质的基因遗传多样性指数最高,保留了初级核心种质100%的形态农艺性状和96.6%的SSR等位基因,在出现频率低于0.05的等位基因中共丢失了2个等位变异,保留了出现频率在0.05~0.10的所有等位基因;利用6个数量性状对所构建的核心种质的代表性检测表明所构建的核心种质很好地代表558份桃原始种质的遗传变异。     

Isolation and Characterization of Storage Protein Subunit-null-dwarf Mutants in Soybean(Glycine max(L.) Merr.)

Dwarfing is useful to reduce plant height, when breeding high-yielding and non-lodging crops.In this study, a set of natural storage protein subunit-null dwarf mutants of soybean was reported that showed strongly reduced plant stature and deficiency in various 7 S and 11 S subunits, designated as snd1 mutants.Under normal growth conditions, the snd1 mutants showed a severe dwarf phenotype, with plant height of about 25 cm.Compared with wild-type DN47, the mutant snd1 exhibited no obvious morphological differences at the early stage of development.All the snd1 mutants examined had fewer nodes and shorter than normal internodes; the leaves were similar in shape to normal parents, but were dark-green at the mature stage.The flower size was similar to DN47; however, the flowering period was shorter than in the wild-type.Significant variation was noted for protein content, oil content of the seeds and size of seeds(weight of 100 seeds) among 17 snd1 dwarf lines.Genetic analysis indicated that the dwarfism of snd1 was controlled by a single recessive gene.The snd1 dwarf mutant had markedly different dynamic levels of the endogenous hormones gibberellin(GA), brassinosteroid, indole-3-acetic acid and abscisic acid, at the seedling stage.Exogenous GA3 treatment led to recovery of the plant height phenotype of the snd1 mutant; GA3 at 0.1 mm had the largest effect on enhancing plant height.Using molecular markers, snd1 gene was approximately mapped in an interval of 603 kb between markers Satt166 and Satt561 on chromosome 19.Snd1 mutant provided valuable material for hypoallergenic soybean breeding and the snd1 gene might be a novel gene related to plant height in soybean.     

苜蓿与红豆草体细胞杂交的研究及条件

无臌胀病苜蓿品种的育种计划的可能突破口,是利用生物技术把单宁基因导入到紫花苜蓿(Medicago sativa L.)中去。本文首次报道了紫花苜蓿与红豆草(Onobrychis viciifolia Scop.)原生质体融合的可能性和条件,进而将红豆草的单宁基因导入到苜蓿中去。本实验结果证明苜蓿与红豆草的原生质体融合是可能的,通过基因型选择,选择同步分裂的苜蓿和红豆草细胞系,从其悬浮培养细胞系中分离原生质体,将两者混合悬浮在0.1mMCaCl_2 0.6M 甘露醇溶液中(pH5.6),原生质体总密度为3.6×10~5/ml(苜蓿占2.3×10~5/ml,红豆草占1.3×10~5/ml),在1.00～1.25 KV/cm 电场强度下,脉冲次数1～3次,其异核融合细胞频率可提高到26.7～40.9%,并且其异核体仍能较好地分裂,可以分裂2～3次,个别分裂4次,形成小细胞团,但植板率很低,未能持续分裂形成愈伤组织。建议为了提高异核体的植板率,电场强度应低于1.25KV/cm,甚至低于1.00KV/cm,脉冲次数1～2次为宜,以减少电场对细胞的损害。同时提高原生质体培养密度,改良培养条件和方法。如何保证异核体持续分裂和高的植板率是今后研究的关键问题。     

无芒雀麦和紫花苜蓿在（1:1）混播中的竞争与共存

【目的】在豆科与禾本科牧草混播草地中不仅存在种内竞争也存在种间竞争,由于不同植物之间竞争力强弱不同,竞争的结果将出现一方逐渐消退,另一方逐渐占据优势的现象,因此研究豆科与禾本科牧草之间竞争与共存机制对于维持混播草地稳定高产具有重要意义。【方法】在温室栽培条件下设置3个氮肥水平（0, 75, 150 kg N·hm^-2,记作N0, N75, N150）以及单播和混播两种种植模式（无芒雀麦单播,紫花苜蓿单播,无芒雀麦和紫花苜蓿1﹕1混播）,采用相对生物量（RY）、相对密度（RD）、竞争率（CR）和相对产量总值（RYT）以及紫花苜蓿的固氮比例（%Ndfa）和转氮比例（%N Trans）等指标研究无芒雀麦和紫花苜蓿在1﹕1混播中的竞争关系与共存机制。【结果】施氮量从0增加到150 kg N·hm^-2,单播中无芒雀麦的地上和地下生物量和分蘖数显著增加（P＜0.05）,而紫花苜蓿的地上和地下生物量和分枝数无显著变化（P＞0.05）。在混播中无芒雀麦的地上和地下生物量和分蘖数也显著增加（P＜0.05）,在一定程度上抑制了紫花苜蓿的生物量和分枝数。另外,在混播中无芒雀麦以增加分蘖数的方式来扩张地上空间的能力要强于紫花苜蓿。无芒雀麦的单株生物量和分蘖数在混播模式下都极显著高于单播（P＜0.01）,而紫花苜蓿的单株生物量和分枝数在混播模式下极显著低于单播（P＜0.01）。在混播中无芒雀麦的竞争率始终大于1.0,而紫花苜蓿的竞争率始终小于1.0,这说明无芒雀麦的竞争力要大于紫花苜蓿的竞争力,且在整个生育期中,无芒雀麦的竞争力逐渐减弱,而紫花苜蓿的竞争力逐渐增强。在N0处理下,第2次、第3次和第4次取样时,无芒雀麦和紫花苜蓿的相对产量总值（RYT）显著大于1.0（P＜0.05）,说明无芒雀麦和紫花苜蓿无明显的竞争效应,这主要归功于紫花苜蓿的生物固氮对无芒雀麦的贡献（地上部转移的氮素占无芒雀麦氮素含量的15.26%-29.92%）。在N75和N150处理下,其RYT值与1.0无显著差异（P＞0.05）。另外,施入氮肥明显抑制了紫花苜蓿的生物固氮比例和对无芒雀麦的氮素转移的比例,导致混播中无芒雀麦和紫花苜蓿同时竞争土壤氮素和肥料氮。【结论】施入75和150 kg N·hm^-2的氮肥增强了无芒雀麦的竞争力,而抑制了紫花苜蓿的生物固氮和对无芒雀麦氮素的转移,二者促进作用减弱,竞争效应增强。