不同供水条件下小麦不同绿色器官的气孔特性研究

为了考察小麦叶片与非叶器官气孔结构特性的差异及其对供水条件的反应，本研究设置不同灌水处理，利用电镜观察小麦灌浆期不同绿色器官的气孔分布和结构特征，并分析其与气孔特性指标间的关系。结果表明，在不同灌水处理下看到各非叶器官（穗、旗叶鞘和穗下节间）均分布着气孔，但其数目少于旗叶叶片。护颖仅在远轴面存在气孔；外稃在多水条件下（4水处理）近轴面出现较多气孔，而远轴面看不到气孔，但在水分胁迫（无水处理）条件下，气孔却出现在远轴面而不在近轴面；在不同水分处理下均观察到芒上明显的气孔分布。从气孔大小看，穗各部分（护颖、外稃、内稃和芒）略小于其他器官。随着灌水次数的减少，各器官气孔密度呈增大趋势，气孔器及气孔孔径表现出长度增加、宽度减小的特征。限水灌溉下非叶器官（穗、旗叶鞘和穗下节间）在籽粒灌浆期气孔导度、蒸腾速率和光合速率的稳定性高于叶片。相关分析表明，不同器官的气孔导度与蒸腾速率均呈显著正相关，非叶器官气孔导度与光合速率的相关程度明显低于叶片。说明在干旱少水条件下，叶与非叶器官蒸腾作用均会减弱，叶片光合速率亦相应降低，而非叶器官光合速率可能保持相对稳定，可相对提高其水分利用效率。     

棉花非叶绿色器官光合能力的差异及与物质生产的关系

在田间条件下,以3个杂交棉品种(鲁棉研25、石杂2号和新陆早43)和2个常规棉花品种(新陆早13和新陆早33)为试验材料,通过两年试验研究了不同类型品种冠层叶片和非叶绿色器官(苞叶、铃壳和茎秆)的群体光合速率、叶绿素含量、叶绿素荧光参数和光合机构电子传递特性,及其与光合物质生产的关系。结果表明,杂交棉石杂2号和新陆早43号非叶绿色器官的群体光合速率显著高于常规棉品种,其中果实(铃壳和苞叶)和茎秆的群体光合速率分别比2个常规棉平均高85.1%和197.6%。叶片的叶绿素含量和实际光化学效率最高,铃壳次之,苞叶和茎秆最小;与常规棉品种相比,杂交棉品种叶片和苞叶的实际光化学效率无显著差异,但铃壳和茎秆的实际光化学效率显著较高;非叶绿色器官光合物质生产能力的提高与其对强光的适应能力和抗光抑制能力关系密切。     

不同粒叶比小麦品种非叶片光合器官光合特性的研究

通过测定两个不同粒叶比小麦品种Lu 22和Lu 14叶片和非叶片光合器官叶绿素含量、光合速率及叶绿素荧光参数，探讨了非叶光合器官光合特性的差异。结果表明，高粒叶比品种Lu 22各部位的叶绿素含量均高于低粒叶比品种Lu 14，特别是在衰老后期，Lu 22能维持较高的叶绿素含量；在叶片叶绿素含量及光合速率明显下降时，非叶片光合     

灌浆期高温对小麦旗叶与非叶器官光合和抗氧化酶活性的影响

为揭示小麦叶与非叶器官抗氧化系统对灌浆期高温胁迫的反应特征,探讨不同品种和不同器官耐热性差异机制,以小麦强耐热品种石家庄8号和弱耐热性品种河农341为材料,于灌浆期用塑料膜搭棚进行增温处理(花后第8天至第22天),研究高温胁迫对旗叶光合速率(Pn)、叶绿素含量、旗叶和非叶器官中丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性的影响。高温处理下,两品种Pn比正常温度下(对照)低18.7%~24.9%,叶绿素含量低5.7%~6.2%;旗叶、旗叶鞘、穗下节、颖片和籽粒的MDA含量和Pro含量均升高,其中MDA升高幅度为旗叶非叶器官,Pro升高幅度为非叶器官旗叶。旗叶、颖片、籽粒的SOD活性和旗叶、旗叶鞘、籽粒的CAT活性以及旗叶、旗叶鞘、颖片的POD活性在高温胁迫初期即诱导增强,而其他器官的抗氧化酶活性则在高温持续一段时间后诱导增强,之后随着高温的持续各器官抗氧化酶活性多表现为低于对照,高温解除后旗叶鞘、穗下节、颖片的SOD活性和旗叶、颖片、籽粒的POD活性有恢复迹象,高温对其他器官的SOD和POD活性以及所有器官的CAT活性造成不可逆影响;总体来看,非叶器官持续抗氧化能力和耐热性强于叶片。石家庄8号叶与非叶器官细胞膜稳定性、抗氧化酶活性均高于河农341,显示其整株耐热性强于河农341,这是石家庄8号在高温胁迫下产量下降幅度低于河农341的重要生理基础。因此认为,非叶器官在小麦适应灌浆期高温逆境中发挥重要作用。     

膜下滴灌水分亏缺下棉花开花后非叶绿色器官光合特性及其对产量的贡献

选用北疆棉区主栽品种新陆早33号和新陆早45号,设置常规滴灌量(CI)、轻度水分亏缺滴灌量(SDI)、中度水分亏缺滴灌量(MDI)3种处理,在田间条件下研究了不同滴灌量对棉花叶片和非叶绿色器官叶绿素(Chl)含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(gs)和光合物质累积的影响,明确了水分亏缺下棉株非叶绿色器官光合作用对产量的贡献。结果表明,各滴灌量条件下棉花非叶绿色器官单位面积的Pn、Chl含量下降幅度较叶片小,且随棉花生育进程的变化较小。在棉铃生长发育后期,随滴灌量减少,棉花非叶绿色器官光合物质生产能力对产量起着更为重要的作用。中度水分亏缺条件下,棉铃(铃壳和苞叶)和茎秆光合作用对铃重的相对贡献率分别增加至16.8%~34.9%和7.6%~17.5%。因此,采用膜下滴灌植棉技术时适当控制滴水量,在保证叶片具有较高光合速率的同时,发挥棉花非叶绿色器官的光合抗逆能力,对挖掘滴灌棉花节水增产潜力具有重要意义。     

不同水分供给对小麦叶与非叶器官叶绿体结构和功能的影响

在田间不同灌水条件(春季不灌水、春季灌2水和春季灌4水, 每次灌水750 m3 hm^-2)下, 于灌浆后期对小麦叶片与非叶器官(穗颖、穗下节和叶鞘)叶绿体结构进行了电镜观察, 并对不同器官的净光合速率(P_n)和光化学效率(F_v/F_m)进行了测定, 以期探明小麦叶与非叶器官光合结构和功能对水分变化的适应性差异。结果表明, 在充足供水条件(春季灌4水)下, 叶片的叶绿体数目明显多于各非叶器官, 但护颖和外稃叶绿体含有较多的淀粉粒。在灌浆期上层土壤重度水分亏缺(春季不灌水)条件下, 植株各器官叶绿体均出现明显的衰老特征, 但衰老程度存在器官间显著差异, 旗叶叶片叶绿体受损程度明显大于非叶器官。在所测非叶器官中, 外稃叶绿体对干旱胁迫反应较为敏感, 而护颖、穗下节间和旗叶鞘叶绿体结构具有较强的稳定性。水分胁迫下各器官P_n和F_v/F_m值均降低, 叶片降低幅度最大, 且随灌浆进程其光合下降最快, 但穗下节间、旗叶鞘和穗器官较为稳定, 可能与其叶绿体结构的稳定性有关。说明小麦非叶绿色器官光合结构与功能对水分亏缺具有较强的耐性。     

普通小麦光合碳同化与产量性状杂种优势的关系

以按照NCII遗传交配设计配制的20个普通小麦杂交种及其亲本为材料,系统测定灌浆初期、中期和后期旗叶的6个光合碳同化相关性状,包括光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度、蒸腾速率、水分利用效率和原初光能转化效率,并与产量性状杂种优势进行相关分析。结果显示,杂种优势值因组合、性状和发育时期不同而差异很大。偏相关分析表明,光合碳同化性状与穗长和有效穗数杂种优势之间没有相关性,但与其他产量性状杂种优势之间存在显著的相关关系,特别是在作物籽粒产量形成最为关键的灌浆中期,光合速率、胞间CO₂浓度、水分利用效率和原初光能转化效率与穗粒数、千粒重、单株产量和主茎穗产量等性状的杂种优势呈显著或极显著正相关,说明较高的光合能力及水分利用效率可能是小麦产量杂种优势形成的重要生理基础之一。     

小麦不同器官碳同位素分辨率与产量的相关性研究

以20个西北地区小麦地方品种和育成品种(系)为试验材料,在宁夏地区有限灌溉条件和雨养条件下,于2006-2008年连续3年研究了各品种旗叶、籽粒、茎秆的碳同位素分辨率（△13C值）及其与产量的相关性。结果显示：有限灌溉条件下,基部茎秆的△13C与产量的正相关3年均达到了极显著水平;籽粒△13C与产量的正相关有2年达到了极显著水平,另外1年相关不显著;叶片的△13C与产量的正相关只有2008年达到了显著水平,另外2年的相关不显著。而雨养条件下叶片、籽粒和基部茎秆的△13C与产量的相关都不显著,但从不同品种的△13C和产量结果发现低△13C材料在雨养条件下具有较高的产量。因此在本研究有限灌溉条件下利用碳同位素分辨率作为小麦产量的鉴定指标,其最佳测定器官是成熟期的基部茎秆,雨养条件下的最佳测定器官有待于进一步研究确定。     

小麦植株器官光合作用与籽粒产量的研究

采用剪去叶片和芒及穗部、茎秆和叶鞘遮光处理,植株各器官对单穗粒重的影响依次为穗→芒和叶片→茎秆和叶鞘,不同叶序的叶片对单穗粒重的影响为倒2叶→旗叶→倒3叶→倒4叶。     

杂种小麦及其亲本光合碳同化特性的研究

供试化杀型(CHA), T型三系杂种小麦及各自亲本在旗叶一生中的净光合速率(PO、叶绿素含量(Ch1)和可溶蛋白含量(Sp)均在全展时达到最大值,以后逐渐下降。在春季生育期中群体光合速率(CAP)的变化趋势呈单峰曲线,于开花期达到最大值。与亲本和对照相比,杂种小麦在生育期间于上述性状上多表现正向优势,且优势随生育进程不断增     

野生一粒麦与普通小麦不同绿色器官光合特性和叶绿体结构特征

对野生一粒麦(T.boeoticum)和普通小麦品种品七(T.aestivum.cv.Pin7)开花期不同绿色器官光合速率(Pn) 、 色素含量、 PSII活性及叶绿体超微结构进行了考察.结果表明:野生一粒麦各器官(旗叶叶片、叶鞘、穗下节间、 穗)的光合速率均明显高于栽培品种品七,这与各器官具有较高的叶绿素含量和较多的叶绿体基粒片层数目有密切关系.     

小麦籽粒淀粉分支酶同工酶基因型与酶活性关系研究

测定了71个小麦品种的籽粒淀粉分支酶活性,并采用非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳（Native-PAGE）,鉴定了分支酶同工酶的基因型,以明确小麦籽粒淀粉分支酶（SBE）各同工型等位基因的分布特点和基因型组成,阐明分支酶活性与分支酶同工酶基因型的相关性。结果表明,分支酶有SBEⅠ和SBEⅡ两个基因位点,SBEⅡ位点未显现多态性,SBEⅠ位点存在多样性。在SBEⅠ位点鉴定出A、B、D_ⅰ和D_ⅱ共4个等位基因位点,各等位基因位点出现频率分别为9.9%、76.1%、95.8%和57.8%;共检测到9种基因型,其中基因型D_ⅰD_ⅱB、D_ⅰB和D_ⅰD_ⅱ有较高的分布频率,分别为45.1%、28.2%和8.5%。从单一位点分析,分支酶活性与SBEⅠ位点有显著的相关性,与SBEⅡ位点相关性不显著。由此可见,小麦籽粒胚乳淀粉分支酶同工酶不同基因位点和基因型对酶活性具有不同的遗传效应。     

土壤干旱对小麦绿色器官光合电子传递和光合磷酸化活力的影响

比较研究了开花后干旱胁迫下小麦(Triticum aestivum L.)不同绿色器官光合活性的变化，发现叶片光合对干旱胁迫的敏感性大于穗器官。在干旱胁迫下各器官叶绿体Hill反应活力、光合电子传递活性及光合磷酸化水平均下降，但下降幅度以旗叶叶片明显大于穗、穗下节间和叶鞘。暗示穗等非叶器官的光合作用具有较强的耐逆性。     

冬小麦群体CO2同化速率与日净光合生产力

根据农田冬小麦群体ＣＯ２同化速率系统的试验观测资料分析了：（１）冬小麦群体光合速率与冠层入射光合有效辐射ＰＡＲ的关系，以及各生育期的光饱和现象；（２）冬小麦群体光合速率与最大光合生产率的生育期的动态变化。提出大田作物自身的同化作用引起冠层内ＣＯ２浓度降低，会成为群体光合生产力的限制因素。     

甜菜不同基因型品种光合特性比较

发展甜菜生产进一步提高其产量和含糖率,对发展工农业生产、增加农民收益有重要的意义。以丰产型和高糖型甜菜品种为材料,研究比较不同基因型品种光合特性及其与产质量形成的关系。结果表明：不同基因型甜菜在各生育期叶片SPAD值、光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度和蒸腾速率的动态变化趋势不同,且存在显著差异。苗期丰产品种的胞间CO₂浓度低于高糖品种。叶丛快速生长期丰产品种气孔导度低于高糖品种。块根及糖分增长期丰产品种光合速率高于高糖品种。糖分积累期丰产品种叶片SPAD值低于高糖品种,胞间CO₂浓度高于高糖品种。叶丛快速生长期、糖分积累期丰产品种蒸腾速率低于高糖品种。     

大豆和小麦不同基因型的碳同位素分馏作用及水分利用效率

26个大豆基因型和18个小麦基因型的叶片和种子的稳定碳同位素分馏值(△13C)在正常供水和缺水的田间条件下皆有明显的基因型差别。土壤干旱降低△13C值，提高水分利用效率(WUE)并增大了不同基因型间的差值。抗旱性不同的基因型的叶片和种子的△13C平均值及相应的WUE与抗旱性大小之间表现一定的规律性变化，抗旱性强的基因型的     

不同施氮水平下两种品质类型小麦植株氮素形态的变化特征

籽粒氮素获取能力对提高小麦产量和品质非常重要。选用小麦品种豫麦47(高籽粒蛋白含量,15.5%)和豫麦50(籽粒蛋白含量12.4%),研究了不同施氮水平下小麦植株不同器官营养性N素（AN）、功能性N素（FN）和结构性N素（SN）的变化及其基因型差异。结果表明,花后籽粒从营养器官获取氮素的能力以及利用营养器官氮素形成产量的能力,高蛋白品种豫麦47均显著高于低蛋白品种豫麦50。施氮水平对3类N素含量的影响小于品种效应,且3类N素的品种间差异在花后显著大于花前。在叶片和茎秆中,豫麦50的AN含量从拔节至灌浆期持续下降,而豫麦47持续升高;籽粒中,豫麦50的AN含量花后表现下降（由1.98~2.35 mg g^–1下降到1.38~1.70 mg g^–1）,而豫麦47先降（由5.51~5.70 mg g^–1陡降至花后17 d时的1.15~1.38 mg g^–1）后升（由1.15~1.38 mg g^–1缓慢上升至成熟时的1.29~3.29 mg g^–1）。FN含量,两品种间在叶片和茎秆中的差异不显著。SN含量,在叶片和茎秆中两品种不同生育阶段变化趋势基本相同,均先升后降,以开花期最高,但豫麦47比豫麦50花后表现大幅度的显著下降;在籽粒中,两品种均呈现一定的下降趋势。但豫麦47开花时SN含量（3.70%~4.28%）极显著高于豫麦50（1.38%~1.74%）,因此,其花后下降幅度也极显著大于豫麦50,3个施氮水平下成熟期比开花期豫麦47分别下降49%、49%和49%,而豫麦50仅下降7%、23%和21%。说明豫麦47籽粒比豫麦50具有较强的从营养器官获取氮素的能力,其开花时籽粒具有较高的SN含量,胚及胚乳细胞分裂对AN的需求较大,为籽粒从营养器官获取较多氮素提供了较大的“源动力”。SN合成决定着氮素的流动方向,是驱使氮素流动的重要因素;叶片和茎秆SN的分解物是花后转运氮素的主要来源。     

小麦穗部光合速率和颖壳抗氧化酶活性对光辐射强度变化的响应

为了给小麦高光效和高抗逆相结合的高产品种选育提供理论依据,在大田条件下,以黄淮地区3个小麦主栽品种为研究对象,探究了不同小麦品种穗部光合速率和颖壳抗氧化酶活性对一天中光辐射强度变化的响应。结果表明,在不同生育时期,百农4199、矮抗58和周麦18的穗部光合速率(Pn)以及颖壳超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性均随着一天中光辐射强度由弱到强再到弱的变化而呈现先升后降的趋势,颖壳丙二醛(MDA)的含量随着光辐射强度变化呈现先降后升的趋势。从品种比较来看,在抽穗期、开花期、花后10 d、花后20 d的7:30、11:30、13:30和17:30,百农4199的穗部光合速率分别比矮抗58高出15.72%,27.99%,28.01%和62.46%、33.49%,15.09%,20.94%和17.97%、37.90%,21.41%,6.30%和40.11%、9.34%,10.70%,17.27%和19.32%;分别比周麦18高出12.45%,19.74%,25.36%和58.58%、14.89%,3.13%,22.52%和13.48%、40.64%,...