叶绿素含量降低对水稻叶片光抑制与光合电子传递的影响

【目的】水稻突变体叶片叶绿素含量显著低于其野生型,但其光合电子传递效率与净光合值显著高于对照,文章旨在阐明其生理学机理并探讨其在高光效育种中的潜在应用价值。【方法】通过人工气候室的盆栽试验设置高光强(光照强度为700—800μmol·m~(-2)·s~(-1))与低光强(光照强度约为100—200μmol·m~(-2)·s~(-1))2个处理,并结合大田试验,观测突变体与野生型的叶绿素荧光、超氧阴离子含量、丙二醛含量、SOD酶活性、叶绿体超微结构、叶片荧光显微结构与冠层温度。【结果】突变体材料叶绿素含量显著低于其野生型,并且光照强度对其叶绿素含量的效应也不相同。随着光照强度的增强,突变体叶片叶绿素含量增加60%,而野生型品种叶片叶绿素含量却降低20%以上。光反应曲线表明,突变体光合值显著高于野生型,尤其在1 000μmol·m~(-2)·s~(-1)光照下,低光强与高光强处理中低叶绿素含量突变体光合值分别比野生型高9.4%和46.5%。叶绿素荧光数据也表明,水稻突变体的电子传递速率(ETR)、光系统Ⅱ的量子产量(ΦPSⅡ)、光化学淬灭(q P)、光下最大光化学效率(F′v/F′m)显著高于其野生型。在高光强处理下,野生型材料中的应激活性氧超氧阴离子与丙二醛(MDA)含量受到光抑制。叶绿体超微结构与荧光显微结构表明,野生型材料叶绿体受到一定程度的损伤,且其维管束间距离显著大于突变体,其维管束面积小于突变体,不利于水分在叶片中的传输。田间冠层热力学图像表明中午高温、高光照条件下,突变体冠层温度显著低于其野生型。综合以上结果,野生型叶片叶绿素含量高,在高光强下会导致过量光吸收,光系统Ⅱ电子传递效率下降,超氧阴离子与丙二醛累计,导致叶绿素结构与功能的破坏,因此,其光合值显著低于突变体材料。同时过量光吸收会导致叶片与冠层温度上升,不利于冠层群体光合。【结论】在未来高光效育种中选育叶绿素含量适当降低的品种,有助于避免高光强下叶片的过量光吸收,从而缓解活性氧的产生与光抑制,并有利于降低冠层温度从而缓解水稻群体光合"午休"现象。     

施硫对水稻品种水晶3号形态、生理及品质的影响

采用箱栽的方法,进行了水稻施硫试验,研究硫肥对水稻品种水晶3号的形态、生理、品质等指标的影响。结果表明:在试验条件下,施硫对水晶3号根长有促进作用,对根系其他形态指标没有促进作用;对地上部分的形态影响效应表现为,施硫30kg/hm2处理的茎蘖数增加,60kg/hm2处理的成穗率提高。施硫对整个生育期光合速率影响不明显。施硫改善了水晶3号的品质。     

NaCl胁迫对两个葡萄品种叶片光合特性的影响

[目的]研究NaCl胁迫对两个葡萄新品种火洲红玉、火洲黑玉光合特性的影响,为筛选耐盐新品种提供理论依据.[方法]采用水培法,对两个葡萄品种进行不同浓度NaCl胁迫(0、2、3、4 g/L)处理,8d后测定叶片中的叶绿素相对含量(SPAD)值、初始荧光(Fo)、最大荧光(Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间二氧化碳浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr).[结果]在NaCl≤3 g/L时,两品种SPAD值较对照显著升高,至4 g/L时,SPAD值均下降,火洲红玉SPAD值显著低于对照;随NaCl浓度升高,火洲黑玉的Fo值升高但较对照无显著性差异,Fm、ΦPSⅡ、Fv/Fm值呈下降趋势但均与对照无显著性差异;火洲红玉Fo值在NaCl≥3 g/L时较对照显著升高,Fm、ΦPSⅡ、Fv/Fm值较对照显著下降;火洲黑玉Ci在2 g/L时,较对照显著降低,在NaCl≥3 g/L时Ci升高但与对照无显著性差异,Gs在各处理下较对照均无显著性差异,Pn和Tr较对照均显著降低;火洲红玉Ci均显著高于对照,Gs、Pn、Tr均显著低于对照.[结论]火洲黑玉在4 g/L NaCl处理时,SPAD值较对照显著下降,Pn、Tr较对照显著降低,其他指标均与对照无显著性差异,火洲红玉在NaCl≥3 g/L时各项指标均与对照存在显著差异,火洲黑玉耐盐性较火洲红玉好.     

低温胁迫对水稻幼苗叶片生理生化特性的影响

[目的]研究低温胁迫对水稻叶片生理生化特性的影响。[方法]以水稻品种两优5916为试验材料,研究低温胁迫过程中水稻幼苗叶片的光合参数、叶绿素荧光参数、抗氧化系统酶活和丙二醛含量的变化。[结果]低温胁迫下,水稻的净光合效率、气孔导度与蒸腾速率均明显下降,叶绿素荧光参数光合系统Ⅱ最大潜在光化学效率(F_v/F_m)与光化学转换的实际量子效率(ФPSⅡ)也显著降低,初始最小荧光(F_o)与光合系统Ⅱ非调控能量耗散系数(ФNO)升高。对抗氧化系统酶活的测定结果表明,在低温处理过程中水稻幼苗叶片的抗氧化系统SOD、POD、CAT酶活呈先升高后降低的趋势,丙二醛含量则逐步升高。[结论]在低温胁迫下,水稻对光能的吸收转换效率降低,而蒸腾速率与气孔导度的降低导致叶片净光合速率的降低,由于叶片抗氧化系统酶活的降低以及MDA含量的增加,叶片光合系统Ⅱ受到了不可逆的损伤。     

籼型杂交水稻F#-1代高产优势的生理基础研究

为了解杂交水稻高产优势的生理原因,我们对5个杂交水稻组合的苗期与生育后期的生理特性进行了研究。结果表明杂交水稻F#-1代具有优势,表现比亲本有较好的种子萌发生长势,较强的叶绿素合成能力,较快的幼苗叶片叶绿素荧光淬灭速率和始穗期剑叶有较高的光合作用强度。本文就杂交水稻优势的综合生理表现,对杂交水稻高产潜力进行了讨论。     

高温胁迫对水稻拔节期净光合速率·SPAD·叶绿素荧光动力学的影响

[目的]研究高温胁迫对水稻（Oryza satva L.）拔节期净光合速率、相对叶绿素含量（SPAD）和叶绿素荧光动力学参数的影响。[方法]供试水稻品种为江苏省镇江市常用品种镇稻6号。温度具体设定（一天按24 h计）如下：10：00为36℃,11：00为38℃,12：00为39℃1,3：00为40℃1,4：00为38℃,15：00为35℃。[结果]与对照组相比,高温胁迫下水稻的净光合速率、相对叶绿素含量和叶绿素荧光主要参数（Fm和Fv/Fm）均明显降低,并且随着胁迫温度的升高及胁迫时间的延长,下降幅度也逐步增大。[结论]高温显著降低了PSⅡ的Fv/Fm和Fm,说明高温抑制了光合碳代谢的电子供应,这与水稻叶片的净光合速率以及相对叶绿素含量指标变化情况相一致。     

水稻叶片光氧化研究进展

探讨超级粳稻品种南粳44和南粳5055对光氧化处理的光化学响应特性及其耐性机制,比较耐光氧化特性的差异,为优质超级稻的培育提供理论参考。

选用南粳44和南粳5055为试材,在抽穗10 d后取剑叶进行7 d光氧化处理,对2个粳稻品种处理前后剑叶的叶绿素荧光动力学参数进行比较和分析。

光氧化处理前,南粳44和南粳5055的叶绿素荧光动力学参数均无显著差异;光氧化处理后,2个品种的光系统Ⅱ (PSⅡ) 均受到不同程度的光抑制,PSⅡ结构和生理状态受损,光合性能下降,初始荧光(F_o)增加,最大光化学效率(F_v/F_m)和叶片光合性能指数(PI_abs)下降,PSⅡ光化学活性降低,但南粳44的光化学活性显著高于南粳5055。光氧化处理后,南粳44的单位反应中心吸收(ABS/RC)、捕获(TR_o/RC)和耗散(DI_o/RC)的能量与对照相比未显著升高,但显著低于南粳5055,说明南粳44单位面积有活性反应中心数量较高,其剑叶PSⅡ供体侧参数K相相对可变荧光(V_K)和L相相对可变荧光(V_L)分别是南粳5055的0.50倍和0.45倍,PSⅡ受体侧参数J点相对可变荧光(V_J)和I点相对可变荧光(V_I)及Q_A被还原的程度(M_o)和受体侧库的大小(S_m)分别为南粳5055的0.60倍、0.91倍、0.50倍和1.74倍,其剑叶PSⅡ供体侧电子的供应能力和受体侧Q_A向Q_B电子传递能力显著优于南粳5055;南粳44的F_v/F_m和PI_abs较南粳5055分别显著高28.24%和776.82%。

南粳44 PSⅡ的光合性能较强,可通过自身调节降低光抑制,其耐光氧化特性优于南粳5055。

     

热带远缘杂交水稻高光效后代在温带的光合特性观察

为了确定热带形成的水稻高光效材料在温带地区光合性能的表现 ,本研究在北京地区对从热带地区(国际水稻研究所 )筛选出的栽培稻与野生稻远缘杂交高光效后代材料 SHP1 (F2 代 ) ,SHP1 - 6(F3 代 ) ,SHP1 - 8(F3 代 )与亲本及另外 6个栽培稻 (Oryza sativa)品种、4个普通野生稻材料 (O.rufipogon)进行了光合速率(Pn)、比叶面积和 PS 活性等相关性能的测定。结果表明在热带地区选出的高光效材料在温带同样表现出很高的光合速率 ,其 3个后代材料的光合速率均大于 34μmol.m-2 . s-1 ,其中 SHP1 - 8比其父、母本分别高出61 .54,2 3.53个百分点 ,并且明显高于其他所有供试栽培稻、野生稻。同时 3个后代材料还表现出较高 PS 活性 (Fv/ Fo)、PS 原初光能转化效率 (Fv/ Fm)和相对较低的比叶面积 (SLA)。进一步研究还表明 ,水稻叶片SLA与 Pn存在负相关关系 (r2 =- 0 .65) ,Fv/ Fo和 Fv/ Fm与 Pn的相关性较高 (r2 ≥ 0 .85)。本研究证明了在热带地区获得栽培稻与野生稻的高光效杂种后代在温带也具有稳定的高光合特性     

晚季不同类型高产水稻品种光合速率和叶绿素含量变化研究初报

对５个高产水稻品种（组合）营养生长后期到籽粒完熟共８个生育期的顶叶饱和光合速率和叶绿素含量的测定结果显示,顶叶饱和光合速率均在营养生长期或幼穗分化早期时最大,而在经济器官形成的中后期和经济器官充实期则不同程度地下降;在经济器官形成和充实的主要生育期内,顶叶叶绿素含量一直保持在较高水平,且高于营养生长后期。表明由光合产物源流库关系不协调引起的光合作用反馈抑制是经济器官形成和充实的主要生育期内光合速率     

不同供氮水平对玉米光合特性的影响

不同供氮水平对玉米幼苗叶片的叶绿素含量、光合速率及叶绿素荧光特性等有着显著影响。随着供氮水平的降低,叶绿素含量、净光合速率(Pn)、光饱和点、光补偿点、PSⅡ最大光化学量子产量(Fv／Fm)、PSⅡ实际光化学量子产量(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(qP)逐渐降低,非光化学淬灭(NPQ)逐渐增加。而与适中氮比较,在较低氮下各品种的降低或增加幅度不同,其中雅玉2号的叶绿素含量、Pn、ΦPSⅡ、Fv／Fm、qN的降低幅度和NPQ的增加幅度均较小。成单14号的各项指标的变幅都最大,西单2号、农大108和登海1号居中。     

几个夏玉米品种叶片的光合特性研究

对5个夏玉米杂交种叶片光合特性的研究表明,不同叶位叶片的叶绿素含量、可溶性蛋白含量的动态表现形式基本相同,在叶片展开后达到最大值,随后缓慢下降,后期降低迅速,而光合速率在叶片全展时达到最大值.玉米生育后期,15片叶中可溶性蛋白含量较高,18片叶的光合速率大于其它叶片.     

不同土壤水分条件对小麦光合生理和产量的影响

在盆栽条件下,设置5个土壤水分处理,研究不同土壤含水量对小麦光合生理及产量的影响。结果表明,小麦成熟期的株高、节间长及孕穗期和开花期的单茎绿叶面积随土壤含水量的增加而逐渐增加,并以水分含量偏高处理W5(80%~90%田间持水量)最高。土壤适宜含水量处理W4(70%~80%田间持水量)孕穗期、开花期和灌浆中期的叶绿素含量高于W5,表明土壤含水量偏高不利于小麦叶绿素含量的增加。随着土壤含水量的增加小麦的光合特性得到改善,并以W4处理表现最优,W5次之,其中W4的光合速率分别比W1(40%~50%田间持水量)和W2(50%~60%田间持水量)的显著增加35.5%和26.7%。随着土壤含水量的增加,叶绿素荧光参数Fo、Fm、ΦpsII、ETR和qP呈先增加后下降的趋势,并以W4处理的最高,W5处理的次之。W4处理具有最高的经济产量,W5处理具有最高的生物产量,其中W4处理的单茎经济产量和生物产量、每盆经济产量和生物产量分别比W1显著增加98.6%、52.1%、311.2%和197.7%。研究得出,土壤水分含量偏高比适宜土壤水分含量处理具有较高的株高、单茎绿叶面积和生物产量,而生育中后期的叶绿素含量、叶绿素荧光参数、光合速率和经济产量却低于土壤适宜水分含量处理。     

抗蚜虫转基因枸杞株系的光合生理特征

对5个转基因枸杞株系的光合生理进行测定，结果表明：有1个株系的叶片叶绿素（CHI）含量显著低于对照，叶绿素荧光参数和光合气体交换参数也显著低于对照，其它4个株系与对照相比变化不大。说明转基因对枸杞植株的光合生理影响不大。     

云南稻-鸭共作模式对水稻光合产物的影响

[目的]研究云南稻-鸭共作模式对水稻(Orza sativa L.)光合产物的影响,探讨稻鸭共作模式的可行性。[方法]采用田间对比试验,随机区组排列。测定指标为水稻叶片叶绿素含量和光合效率。[结果]稻鸭共作模式下水稻叶片气孔导度、细胞间隙CO2浓度、叶绿素含量有所增加,提高了水稻的净光合速率,增加了水稻的生物和经济产量。[结论]该研究可为稻鸭共生模式技术的推广应用提供科学依据。     

甘氨酸络合钼肥对黄瓜幼苗光合生理特性的影响

以钼酸钠为对照,初步探索了新型络合态钼肥(Gly-Mo)对黄瓜幼苗光合生理的影响。结果显示,随着GlyMo喷施浓度的增加,黄瓜幼苗的各项光合生理指标均呈现上升趋势,在钼浓度为40 mg/L时的效果最佳。与对照相比,喷施Gly-Mo处理的黄瓜幼苗,其F_v’/Fm’、ΦPSⅡ、q P、NPQ等叶绿素荧光参数的差异达到5%显著水平,而各钼浓度处理组的叶绿素含量、光合速率均达到1%差异显著水平。但在钼浓度超过40 mg/L时,各项指标均有所下降,因此,施加过多钼肥可能会对作物产生一定毒害作用。     

不同结实率水稻生理特性的研究

本研究选用二个抽穗期相近而结实率差别较大的水稻品种进行试验。结果表明：（１）谷粒的灌浆速率，高结实率品种比低结实率品种快；谷粒的灌浆持续期，高结实率品种比低结实率品种短。（２）水稻的粒叶比和抽穗后营养器官中的干物质输出率，低结实率品种比高结实率品种高。（３）水稻结实期剑叶的光合速率和主要生育时期叶片硝酸还原酶活力，低结实率品种比高结实率品种高。     

铁肥品种对苹果叶片叶绿素和铁含量及光合速率的影响

[目的]筛选适合矫正缺铁失绿症苹果树的铁肥品种。[方法]采用断根输液法,对缺铁失绿症的苹果树分别施用不同浓度的Fe-Citric acid、EDTA-Fe和自制的Fe-N3种铁肥,研究不同铁肥品种对苹果树叶片叶绿素含量、铁含量及光合速率的影响。[结果]断根输液法施用铁肥能在较短时间内提高苹果树叶片叶绿素和铁含量,提高叶片光合速率,从而获得较好的复绿效果。5.99×10-3mol/L N-Fe处理的苹果树复绿效果明显,且没有肥害。苹果树叶片叶绿素含量增加最多的是5.99×10-3、4.00×10-3mol/LFe-N和1.20×10-3mol/LEDTA-Fe处理。5.99×10-3、4.00×10-3mol/LFe-N处理的叶片活性铁含量增加最多,5.99×10-3mol/LFe-N处理的叶片全铁含量增加最多。苹果叶片光合速率提高最多的是5.99×10-3mol/LFe-N和3.60×10-3mol/LFe-Citric acid处理。[结论]Fe-N是适合根系输液的矫正缺铁失绿症苹果树的铁肥品种。     

不同水稻品种各层叶片光合能力的比较

以亚种间两系组合培矮 6 4S/E32、培矮 6 4S/ 9311、X0 7S/紫徽 10 0及三系杂交组合冈优 881、汕优 6 3和中粳 95 16为材料 ,研究水稻不同生育期单株的叶面积和 2 2 5m2 小区的叶面积系数、不同叶层的光合速率和叶绿素含量、叶绿素荧光特性 (叶绿体PSⅡ的原初光化学效率Fv/Fm、光化学猝灭参数 qP和非光化学猝灭参数qN)等的变化 ,分析上述水稻品种的群体冠层结构 ,截光特点以及不同叶层的光合生理特性。结果表明 ,参试的 6个高产水稻品种 (组合 )的冠层结构均具有分层的特点 ,形成了分层的群体光合作用特性 :上层为光合速率限制区、中层为光能截获限制区、下层为光合速率和光能截获双限区 ,但与汕优 6 3相比 ,除培矮 6 4S/E32的株型显著改善 ,类似于粳稻的冠层结构外 ,其他两系或三系杂交稻的冠层结构改善不大     

外源ABA对不同品种春小麦幼苗叶片叶绿素荧光动力学参数的影响

利用0S1-FL调制式叶绿素荧光分析仪对4个品种春小麦幼苗在不同浓度外源ABA处理3d、6d、9d时的叶绿素荧光动力学参数进行了研究，发现在不同浓度外源ABA作用下，4个品种春小麦荧光参数Fv、Fv/Fm、Fv／Fo、Fm／Fo、Yield在品种间、处理浓度间、处理天数间方差分析均达极显著水平，同时还存在二二因素间互作效应，且互作效应也达显著水平。     

GA3和表面活性剂对水稻幼苗生理的影响

与赤霉素ＧＡ３单独处理相比，表面活性剂“粤辅１号”（ＹＦ－１）与ＧＡ３混合使用，可提高水稻植株的光合速率和对＾３２Ｐ的吸收速率。ＹＦ－１提高植株的蒸腾速率，但不影响叶细胞质膜相对透性。