黑龙江省中熟大豆品种叶片主要生理性状的变化

对黑龙江省1981-2010年间育成的30个中熟大豆品种叶片主要生理性状遗传改良的研究表明,大豆叶片净光合速率、蒸腾速率、叶绿素含量、比叶重、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、硝酸还原酶活性均随年代推进而增加;产量与净光合速率、硝酸还原酶活性呈极显著正相关,与叶绿素含量、比叶重呈显著正相关.净光合速率、硝酸还原酶活性、叶绿素含量和比叶重可以作为高产育种选择的指标性状.     

吉林省大豆品种遗传改良过程中主要农艺性状的变化

以吉林省1923—2005年间育成的30个大豆品种为材料, 两年的研究结果表明, 大豆种子产量随育成年代呈线性增加, 根据回归方程计算, 产量从1923年的1 197.80 kg hm^-2到2005年的2 305.54 kg hm^-2, 82年来增加了 1 107.73 kg hm^-2, 平均每年增加14.60 kg hm^-2。随着产量的提高, 株高降低, 主茎直径增加, 节数增多, 节间缩短, 分枝减少。相关和通径分析表明, 产量与单株荚数、单株粒数、单株叶面积、叶面积指数和单株复叶数目呈显著正相关(P<0.05), 单株荚数和单株粒数对于产量的提高贡献最大; 产量与株高、单株分枝数和倒伏指数呈显著负相关(P<0.05), 表明大豆产量的遗传改良过程中, 植株抗倒伏能力提高, 库容量增加, 源器官叶片的同化能力增强。     

不同基因型绿豆叶片光合性能研究

以夏播区高产绿豆品种(系)冀绿2号、安9910和低产品种(系)赤峰绿豆、泰来绿豆为材料,对其衰老过程中开花节功能叶片的光合参数变化进行了研究。结果表明,绿豆开花后,随着叶片的衰老,各功能叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、叶绿素含量、可溶性蛋白质含量逐渐下降,叶质重表现出降低—增大—降低的变化趋势,同一时期不同开花节叶片的光合性能自上而下逐渐降低。不同品种间存在显著差异,冀绿2号和安9910叶片功能期长,叶绿素和可溶性蛋白质降解较慢,生育后期仍具有相对较高的光合性能,这为其积累较多的光合产物提供了生理基础。进一步分析表明,绿豆产量与花后开花节叶片的平均净光合速率呈极显著正相关,叶片净光合速率又与叶绿素、可溶性蛋白质含量呈极显著正相关。综合分析表明,在绿豆开花结荚期间,保持较高的叶绿素含量和功能叶片的光合生产能力,延缓叶片衰老,对籽粒产量形成具有重要作用。     

干旱胁迫对不同生态型大豆生理生化特征的影响

为了研究干旱胁迫对大豆生理生化特征和产量的影响,选用22份不同生态型大豆品种为研究材料,用盆栽称重法与大田试验结合的方法,研究花期不同生态型大豆抗旱生理生化特征。结果表明：干旱胁迫下,不同生态型大豆品种的叶片相对含水量、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性、叶绿素a含量、总叶绿素含量和净光合速率都有一定程度的降低,与大豆品种的抗旱性均呈正相关,表现为抗旱性强的品种下降幅度较小,而抗旱性弱的品种下降幅度较大;而丙二醛含量、相对电导率和可溶性糖都有一定程度的增加,与抗旱性均呈极显著负相关,表现为抗旱性强的品种增加的幅度较小,而抗旱性弱的品种则相反;脯氨酸含量与抗旱性呈极显著正相关,表现为抗旱能力强的品种脯氨酸含量增加幅度大。这一结果说明,在干旱胁迫环境下,水分亏缺降低了大豆叶片相对含水量,膜脂过氧化伤害加重,引起丙二醛的累积,相对电导率升高,游离脯氨酸及可溶性糖含量升高,而丙二醛含量的升高导致保护酶活性降低,同时水分亏缺导致叶绿素含量降低,净光合速率下降,最终导致产量下降。     

不同氮素水平对甜菜氮代谢酶和可溶性蛋白含量的影响

为了筛选合适的氮素施用量,研究氮素营养和氮素同化关键酶的关系,以尿素为氮源,采用HI003为试材,研究了不同的施氮水平对甜菜叶片、块根中可溶性蛋白含量、硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性的影响。结果表明：叶片中,硝酸还原酶的活性随着施氮水平的提高而增加,但是超过 200 kg/hm²酶活性下降;块根中硝酸还原酶活性在0~120 kg/hm²随着施氮量增加而上升,超过 160 kg/hm²酶活力下降。叶片、块根中,整个生育期施氮肥处理增加了谷氨酰胺合成酶活性。试验中发现施氮量和生育期早期的叶片中硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性呈显著正相关。施氮量和甜菜叶片可溶性蛋白含量在7月15日和9月15日呈显著正相关;在生育期内,氮素水平和块根中的可溶性蛋白含量呈极显著正相关。     

吉林省不同时期育成大豆品种叶片衰老中保护酶活性的变化

为了探明吉林省不同时期育成的栽培大豆品种在叶片衰老过程中保护酶活性、丙二醛和可溶糖含量的变化,将1923-2006年划分为四个时期,第一时期(1960年以前)、第二时期(1961-1980年)、第三时期(1981-2000年)和第四时期(2001年以后),以吉林省不同时期育成的20个栽培大豆品种为材料进行田间试验。分别在R2(开花期)、R4(结荚期)、R6(鼓粒期)、R7(成熟期)取样测定超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,以及丙二醛(MDA)和可溶性糖含量。结果表明,吉林省不同时期育成的大豆品种叶片衰老过程中SOD,CAT活性随着生育时期的递进,呈现先升高后下降的趋势,在鼓粒期最大,成熟期最小。而POD活性、可溶性糖和丙二醛含量随着生育时期的推进呈上升趋势变化,在成熟期达到最大值。不同时期育成的大豆品种保护酶活性均表现为第一时期第二时期第三时期第四时期。可溶性糖含量在成熟期表现为:第一时期第二时期第四时期第三时期,而丙二醛含量在成熟期表现为第四时期第三时期第二时期第一时期。这为调控延缓叶片的衰老,进行高产品种选育及栽培提供理论参考。     

大豆冠层不同部位叶片氮含量及氮素光合效率的分析

为了探明大豆叶片冠层不同部位氮含量及氮素光合效率的变化,以吉林省近几年推出的栽培大豆品种‘吉农40’、‘吉农41’、‘吉农43’和‘吉农48’为试验材料,在开花盛期(R2)、结荚盛期(R4)和鼓粒盛期(R6)测定叶片冠层上部、中部、下部干物质质量、全氮含量、净光合速率、氮素光合效率以及谷氨酰胺合成酶活性。结果表明:4个大豆品种叶片冠层上部、中部、下部的全氮含量在R2和R4期表现为上部中部下部,在R6期表现为中部上部下部;干物质质量在R2至R6期均表现出中部上部下部的变化规律;而净光合速率均呈现出上部中部下部的变化趋势;氮素光合效率和GS活性在R4期则表现为中部下部上部。本研究可根据大豆品种的氮含量及氮素光和效率变化规律以期为大豆产量的提高及优良品种的选育提供生理方面的支持。     

PEG胁迫对大豆分枝期生理特性的影响

为鉴定分枝期不同大豆品种的耐旱性,以2个杂交大豆品种和2个常规品种大豆为材料,以高分子聚乙二醇6000(PEG6000)作为水分胁迫渗透剂,通过测量叶片叶绿素、脯氨酸、可溶性糖、丙二醛含量和谷胱甘肽还原酶活性,探讨不同PEG浓度(0、5%、10%、15%)对分枝期(30d苗龄)大豆生理特性的影响。结果表明:干旱胁迫导致4个品种大豆叶片丙二醛含量上升、可溶性糖含量和脯氨酸含量下降;吉育72和杂交豆2号叶绿素含量和谷胱甘肽还原酶活性均下降,其余2个品种表现出相反趋势。根据干旱胁迫后4个品种大豆的表型特征和对上述5种生理指标的综合反应,可知分枝期杂交豆5号和吉育88比杂交豆2号和吉育72表现出更强的耐干旱胁迫能力。     

不同小豆品种(系)叶片衰老与活性氧代谢

以高产小豆品种(系)2000-75、冀红9218和低产品种(系)红宝1号、湾选1号为材料,研究小豆开花至成熟期主茎开花节叶片的叶绿素含量、可溶性蛋白含量、酶促防御系统保护性酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和丙二醛(MDA)积累量的变化规律。结果表明,小豆开花后,随着衰老进程的推进,主茎开花节位叶片自下向上依次衰老,其叶绿素、可溶性蛋白含量、SOD、CAT活性均呈下降趋势,POD活性、MDA积累量持续上升。与低产品种(系)相比,高产品种(系)主茎开花节位叶片衰老缓慢,生育后期仍保持较高的叶绿素、可溶性蛋白含量和SOD、CAT活性,籽粒产量高。相关分析表明,小豆产量与生育后期各节位叶片的叶绿素、可溶性蛋白含量、SOD、CAT活性呈极显著正相关,POD活性和MDA含量与产量呈现显著负相关。研究表明,小豆生育后期,有效控制和延迟叶片衰老,对籽粒产量形成具有重要作用。     

杂交大豆生殖生长期冠层生理及产量构成特征

以吉林省审定的杂交豆1号、杂交豆2号2个杂交大豆品种和同熟期常规品种吉育72和吉林30为材料,探讨生殖生长期杂交大豆高产冠层生理,分析产量构成特性,明确杂交大豆增产部分生理机制。结果表明,2010-2011年,杂交大豆比常规品种分别增产13.9%和16.7%。杂交大豆R6期以后叶片叶绿素含量,R2(始花期)~R7(成熟初期)期光合速率和R2~R4 (盛荚期)期叶面积指数均显著高于常规品种,2010年杂交豆1号和杂交豆2号最大叶面积指数分别为8.09和8.30,远高于常规大豆最大适宜叶面积指数,且生育后期叶面积指数没有陡然下降。杂交大豆品种R2~R7期生物产量均显著或极显著高于常规品种,生物产量平均积累速度和最大积累速度分别比常规品种高0.06 g d^–1和0.20 g d^–1,干物质积累速率加快时间和积累速率开始减缓时间分别比常规品种提前3.09 d和5.85 d,干物质积累早发优势显著。杂交大豆百粒重、主茎荚、粒重与常规大豆差异不显著,但分枝荚、粒重极显著增加。而杂交大豆R7期籽粒占生物产量比例和粒茎比与常规品种差异不显著。表明强大的冠层优势,快速的干物质积累和较高生物产量,是杂交大豆高产的生物学基础。     

小麦叶片氮含量与荧光动力学参数的关系

通过分析不同氮素水平下不同品种小麦上部叶片氮含量和荧光参数随生育进程的变化模式及小麦叶片氮含量与荧光参数的相关关系,提出小麦叶片氮含量的预测方程。结果表明,小麦不同叶位叶片氮含量和荧光参数Fv/Fm、Fv/Fo均随施氮量的增加呈上升趋势。从孕穗到成熟,F_v/F_m和F_v/F_o表现为先上升后下降的趋势。小麦各叶位叶片氮含量与荧光参数F_m、F_v、F_v/F_m、F_v/F_o、F_s和Fo’都呈极显著正相关,且顶部2张叶片的相关性最好。不同小麦品种顶2叶氮含量分别与F_v/F_o和F_v/F_m呈良好的幂函数关系,平均决定系数分别达0.66和0.61。对于低、中、高蛋白质含量的小麦品种类型,可以利用统一的回归方程来描述顶部2张叶片氮含量随F_v/F_o的变化模式。     

半干旱区沟垄集雨对玉米光合特性及产量的影响

在中国西北黄土高原半干旱区, 沟垄集雨种植(RFPRH)系统被逐步推行, 以改善农田水分状况, 提高作物水分利用效率(WUE), 达到高产稳产的目的。为了探索该种植方式的适宜降雨量, 在人工模拟不同降雨量下, 以传统平作为对照, 研究了沟垄集雨种植对夏玉米土壤水分含量、功能叶片的光合参数、荧光参数和叶绿素相对含量(SPAD)以及籽粒产量的影响。结果表明, 在230 mm和340 mm降雨量下, 集雨处理的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、最大荧光(F_m)、可变荧光(F_v)、PS II最大光化学量子产量(F_v/F_m)、PS II的潜在活性(F_v/F_o)和光化学猝灭系数(qP)均较对照显著增加; 叶绿素相对含量(SPAD)分别提高17.7%和13.9%, 叶片瞬时水分利用效率提高26.9%和10.1%, 籽粒产量增加75.4%和36.7%。在440 mm降雨量条件下, 集雨处理的F_m、F_v/F_m、F_v/F_o、qP和SPAD值在拔节期显著增加, G_s在抽雄期显著增加, P_n在抽雄期和孕穗期显著下降, 水分利用效率在全生育期比对照平均低13.2%, 其他各生育时期光合生理特性及籽粒产量与对照相比差异不明显。说明沟垄集雨种植在偏旱的年份, 可显著提高玉米光合效率和叶片水分利用效率, 其全生育期适宜雨量上限可能是440 mm。     

植物生长调节剂对大豆叶片内源激素含量及保护酶活性的影响

在大田栽培条件下, 以大豆(Glycine max)垦农4号为材料, 叶面喷施不同植物生长调节剂, 比较叶片中几种内源激素含量变化的差异, 研究喷药对叶片保护酶活性的调控效应。结果表明, 在喷药后5~30 d, SOD模拟物(SOD_M)明显提高了IAA、GA以及CTK的含量。喷药后15~30 d, 2-N,N-二乙氨基乙基己酸酯(DTA-6)提高了IAA和CTK的含量, 氯化胆碱(Cc)则在不同程度上降低了IAA和CTK含量。另一方面, 随着喷药后时间的延续, 3种调节剂提高了叶片中的SOD和POD活性。其中以DTA-6对SOD活性作用最强, SOD_M次之; 而对POD活性则以SOD_M调节剂的作用最好, DTA-6其次。此外, 调节剂DTA-6和SOD_M在一定程度上还提高了叶片中的CAT活性, 减缓了MDA含量的升高, 而调节剂Cc则作用不明显。综合分析表明, 叶面喷施DTA-6和SOD_M, 可调节叶片内源激素水平和保护酶的生理功能, 有效控制叶片的衰老进程, 提高籽粒产量。     

大豆不同品种光合速率与产量关系的研究

不同大豆品种叶子的光合速率,随生育时期、叶位和年份不同而变化。其变化幅度在15～30毫克 CO₂·分米^-2·小时^-1。按早期到近期品种顺序依次增高。单叶的光合速率和产量很少相关。但每类群体,每个品种的主要生育时期的平均光合速率和产量都呈正相关,其相关系数 r=0.8592。在不同年份也保持相同趋势。大豆鼓粒时期的群体光合速度和产量是密切相关的,其相关系数r=0.9239。     

施氮量对济麦20旗叶光合特性和蔗糖合成及籽粒产量的影响

在田间高产条件下,研究了施氮量对强筋小麦品种济麦20旗叶光合特性、蔗糖合成及籽粒产量的影响。结果表明,在0～168 kg hm^-2施氮量范围内,随施氮量的增加,旗叶蒸腾速率提高,气孔导度增大,细胞间隙二氧化碳浓度降低,旗叶净光合速率与蔗糖磷酸合酶活性显著提高,从而促进旗叶蔗糖合成,提高生物产量、籽粒产量和氮肥利用率;施氮量增加至240 kg hm^-2,旗叶净光合速率、蔗糖磷酸合酶活性、蔗糖含量和生物产量显著提高,但收获指数降低,籽粒产量和氮肥利用率无显著变化。施氮量继续增加至275 kg hm^-2,旗叶蒸腾速率、气孔导度、气孔限制值和净光合速率均显著降低,细胞间隙二氧化碳浓度则显著升高,旗叶光合作用受非气孔限制,蔗糖磷酸合酶活性、蔗糖含量、生物产量和收获指数均显著降低,籽粒产量减少,氮肥利用率降低。在本试验条件下,济麦20的适宜施氮量为168~240 kg hm^-2。     

Genetic improvement in wheat yield and associated traits. A re-examination of previous results and the latest trends

Two field experiments were carried out with seven wheat cultivars (three of them, including a commercial hybrid, released during the last 10 years) representing different eras of plant breeding, to evaluate genetic improvement over the last century in grain yield, height, biomass, harvest index and grain yield components. Plots were fertilized and irrigated, and lodging and diseases were prevented. Main culm height was negatively correlated with the year of release of the cultivars, probably as a consequence of selection for increased lodging resistance. There was no significant association between total above-ground biomass and year of release of the cultivars. On the other hand, grain yield increased as newer cultivars were released. Results indicate that during recent years harvest index has been kept as the main attribute responsible for increases in grain yield. In general, number of grains/m² was associated with increases in grain yield during the century. However, the newest cultivars showed an increased grain weight. In both growing seasons, cultivars released before 1980 showed a trend towards reduced grain weight, but cultivars released after 1987 had a similar number of grains per m² with a higher grain weight than their predecessors. This was probably because the most modern cultivars have a longer grain-filling duration with a similar length of growth cycle.     

低温对水稻剑叶膜脂过氧化和脂肪酸组分的影响

以高产杂交稻两优培九和常规杂交稻汕优63为材料，研究夜间低温对剑叶叶绿素、类胡萝卜素、类囊体膜脂过氧化和脂肪酸组分的影响。结果表明，两个品种叶绿素和类胡萝卜素含量及叶绿素a/b随着处理时间延长和温度降低而下降，而类胡萝卜素含量与叶绿素总量的比值上升。低温处理4 d后，两个品种MDA含量均明显高于对照，同时也比处理2 d时高。超氧阴离子含量随着处理温度的降低、时间的延长而上升。两个品种的SOD活性在处理4 d后都下降。两优培九的CAT活性平缓下降，而汕优63则显著下降。脂肪酸的不饱和度随着处理温度的降低和时间的延长逐渐上升，汕优63上升幅度较大，推测其对低温更为敏感。夜间低温引起剑叶类囊体膜脂过氧化加剧，脂肪酸不饱和度上升，这两方面的变化有着密切的关系，且都与杂交稻的冷适应性相关。     

从种子蛋白电泳分析看我国大豆品种Ti和Sp1位点等位基因的分布

本实验分析了1,858份我国大豆(G.max)的地方品种种子蛋白中的 Kunitz蛋白 Ti 位点和β-淀粉酶蛋白 Sp₁位点及其活性 Am 等各位点等位基因的分布频率。Kunitz 蛋白 Ti 位点发现 Ti^a、Ti^b 和 Ti^c 三种形式,其中 Ti^a 频率占99.5%,Ti^b 在10个品种中,占0.5%,只发现一个品种是 Ti^c 类型,未发现 ti 型。β-淀粉酶蛋白 Sp₁位点也发现了 Sp₁^a,Sp₁^b 和Sp₁^an三种形式,未发现 ~sp_1型。Sp₁^b占95.3%,Sp₁^a 为4.7%,仅发现一个品种是 Sp₁^an型。Ti^b 分布在黑龙江克山、辽宁省丹东和西藏东南部高原边缘区以及福建晋江地区。从不同地区 Ti^b 与Sp₁^a 分布频率的比较来看,辽宁丹东地区与其相邻的朝鲜平安地区相似,推测这里可能是我国大豆向朝鲜和日本传播的主要途径。福建晋江与我国台湾和东南亚地区相似,这里可能是传播到台湾和东南亚的重要通道。我国西藏大豆 Ti^b和 Sp₁^a 分布频率既不同于四川,也不同于尼泊尔...     

Evaluation of soybean cultivars using parametric and nonparametric stability estimates

High and stable yield is a very desirable attribute of soybean (Glycine max (L.) Merr.) cultivars. Stable yield of a cultivar means that its rank relative to other cultivars remains unchanged in a given set of environments. To characterize 12 soybean cultivars chosen from performance trials, data were obtained from 10 environments (five locations in 2 years). Six stability parameters from four statistical models were derived for each cultivar. Regression coefficients were significantly and positively correlated only with coefficients of variation; they are useful in characterizing whether cultivars responded well in favourable or poor environments. Nassar and Huhn's nonparametric measures, S_i⁽¹⁾ and S_i⁽²⁾, were significantly and positively correlated with Eberhart and Russell's s_di² and Wricke's ecovalence (W_i). The stability measures are useful in characterizing cultivars by showing their relative performance in various environments. Results revealed that high-yielding cultivars also can be stable cultivars. Correlations between stability parameters obtained from individual years over the same set of locations and cultivars were very low and nonsignificant, suggesting that single-year data are not reliable as basis for selection. To provide an additional guide for selection, Kang's rank-sum approach was applied, in which both yield (in rank) and measured nonparametric stability (in rank) were considered. In general, selection for yield only would sacrifice stability to some degree, and selection for stability only would sacrifice a certain amount of yield. The rank-sum approach reconciles the two and appeared to provide a useful means to characterize soybean cultivars.     

不同物候型茶树内源GA3和ABA的变化及其对腋芽萌发调控的影响

运用酶联免疫吸附分析法(Enzyme Linked Immunity Absorb Assay, ELISA), 研究5个不同物候型茶树栽培品种在2003年3月至2006年3月生育周期及春季腋芽萌发前后茶梢叶片内源GA₃(gibberellic acid)、ABA(abscisic acid)的动态变化。结果表明, 在2003年3月至2006年3月期间, 各品种成熟叶片GA₃的含量在各年度均随着茶树生长呈现“快速降低—略有上升—下降—快速升高”两度上升、两度下降的变化趋势, GA₃含量第一次上升的时间呈早生种早、晚生种迟的趋势; ABA最低值出现的时间呈早生种早、晚生种迟的趋势。5个供试品种成熟叶片GA₃的年平均含量总体为早生种高于中生种, 中生种高于晚生种。冬季茶树休眠期间, 成熟叶片GA₃的含量处于整个生长周期的最低点, ABA的含量处于整个生长周期的最高点。11月至翌年1月, GA₃的平均含量和GA₃ /ABA值与其越冬芽的萌发期呈显著相关。春季茶树腋芽萌发进程中, 嫩梢GA₃的含量总体高于成熟叶片, ABA的含量总体低于成熟叶片。