转PEPC基因水稻花粉株系不同生育期的光合生理表现

以父本转玉米PEPC基因水稻、母本粳稻9516和杂交后代稳定的花粉株系JAAS45为材料,研究了JAAS45及其亲本的不同生育期的光合色素含量、净光合速率和水分利用效率。结果表明:分蘖期以后,杂交后代JAAS45的单位叶面积Chl含量超过母本9516,并一直维持着较高水平,与PC相近。在整个生育期,JAAS45和PC的叶绿素a/b一直高于9516。JAAS45苗期的净光合速率(Pn)与9516相近,而到了分蘖期,其Pn超过了9516,尤其到了抽穗及灌浆期,其Pn还超过了PC。从苗期到抽穗期,JAAS45的水分利用效率(WUE)与PC相接近,明显高于9516。这些结果说明,JAAS45具有较高的光合能力和水分利用效率,与父本PC相似。通过转PEPC基因水稻和杂交稻的亲本杂交,可将玉米PEPC基因转移到普通水稻品种中,培育出高光合效率和高产的水稻品系。     

导入外源玉米C_4型NADP-ME基因对小麦光合效能的影响

为研究玉米C_4型NADP-ME基因对小麦光合特性的影响,以T_3代转NADP-ME基因小麦株系10T(9)-1-1和10T(9)-225-4及其对照周麦23为试材,进行了分子特征鉴定、光合生理特性分析和单株产量性状调查,并对其作用机制进行了初步解析。结果表明,外源基因已整合到转基因小麦的基因组中,并能正确转录和翻译;与对照周麦23相比,两个转基因株系在4个测定时期旗叶NADP-ME酶活性均明显提高,而旗叶净光合速率(P_n)则明显下降;尤其在花后第7天,两个转基因株系的酶活性较对照分别提高1.33倍和1.13倍,P_n分别较对照下降17.26%和10.35%;千粒重和籽粒产量较对照均显著下降。与对照周麦23相比,转基因株系10T(9)-225-4利用强光和同化CO_2能力下降,光合效率下降;旗叶气孔张开率和气孔导度均显著下降;苹果酸含量降低了5.6%,丙酮酸含量则提高了17.1%;外施苹果酸可恢复其光合速率。以上研究结果表明,玉米C_4型NADP-ME基因的导入降低了小麦的光合特性,苹果酸含量降低引起的气孔导度下降可能是导致转基因小麦光合效能降低的原因。     

转育PEPC基因的杂交水稻的光合生理特性

用高表达的转PEPC基因水稻HPTER-01作父本,与水稻不育系培矮64S、29130S、7001S以及恢复系5129、437进行杂交,获得505株后代材料,鉴定出42株高PEPC活性和高光合效率的植株。与其母本相比,这些材料的PEPC活性和净光合速率（Pn）提高,CO2补偿点降低,且Pn和PEPC活性呈正相关,r=0.6660**。从光合日变化上看,转育水稻一天     

转PEPC基因水稻种质的稳定光合生理特性

本文运用稳定和放射性碳同位素研究了第8代转PEPC基因水稻，并测定其光合速率和荧光特性，结果表明该种质为C₃植物，但C₄原初光合产物增多，表现出C₄光合特性有所改善；转PEPC基因水稻种质已稳定，为我国的高光效育种提供了一个新的种质资源。     

不同缺素处理对贵州地方水稻品种光合生理特征影响的研究

以从江红皮糯、榕江矮糯、惠水黑糯、从江黑糯、苟央当和黎平无名禾6份贵州地方水稻以及常规品种EY 105为材料,采用营养液培养法,3叶1心期分别进行氮、磷、钾、钙、镁、铁、硫、锌、铜等元素缺乏处理,研究不同营养元素缺乏对供试水稻品种的叶绿素含量(Chl)气孔导度(Gs)和净光合速率(Pn)的影响.结果表明,除惠水黑糯叶片叶绿素含量在缺磷处理升高外,其他缺素处理时水稻叶片叶绿素含量均下降.不同缺素处理对不同水稻品种气孔导度的影响存在差异.除缺钾、磷外其他各种缺素处理下,水稻叶片净光合速率较完全营养液处理降幅差异显著.叶片气孔导度变化与净光合速率变化表明,净光合速率降低不仅与气孔导度下降有关,还与其他非气孔因素有关.综合各指标分析,惠水黑糯、从江红皮糯、从江黑糯和榕江矮糯相对其他品种对不同缺素胁迫具有较强抵抗能力.     

光和CO2作用下C3和C4作物气孔导度-光合速率耦合关系的差异

气孔控制着光合作用和蒸腾作用两个相互耦合的过程,气孔导度与光合速率的耦合关系是理解陆地生态系统碳循环和水循环及其耦合关系的基础。利用LI-6400光合仪控制光强和CO2浓度变化,分析了C3和C4作物气孔导度-光合速率耦合关系的差异。结果表明:即使CO2浓度变化条件下,Ball-Berry模型也能很好地模拟气孔导度与光合速率二者的耦合关系。气孔导度与净光合速率之间的耦合系数体现了不同作物之间水-碳交换比例的差异,反映了气孔限制和内部生理生化过程限制在不同作物上所占的比例。由于该系数在C3作物和C4作物之间存在明显差异,C3作物中,陆生C3作物和水生C3作物也存在一定差异,因此作物的生态功能类型可以大体划分为3类:C4作物、陆生C3作物和水生C3作物。这种生态功能类型的划分为提高碳循环、水循环以及水碳耦合循环模型在区域尺度上应用的精度是有益的。     

日光温室茄子光合特性的研究

采用美国LI-COR公司的LI-6400便携式光合分析仪测定系统,研究日光温室嫁接茄株盛果期的光合特性,结果表明：茄子中上部叶片光合速率日变化呈双峰曲线,有较明显的午休现象。第一峰值出现在11：30分左右,净光合速率Pn最高值为10.2μmol/(m2·s),第二峰值出现在13：00左右,峰值为9.4μmol/(m2·s)。气孔因素是造成光合午休现象的主要原因,午时高光强、高温和低相对湿度迫使叶片气孔导度降低,表现为胞间CO2浓度降低,水蒸气压差升高,蒸腾速率增加,这些特定的环境与生理变化是导致午休的主要原因。     

施氮量对不同品种高粱光合特性及产量的影响

为探索氮肥对产量、光合特性的调控效果,明确品种-氮肥之间的互作关系,揭示其生理机制,合理匹配氮肥施用量,提高作物产量。本研究以‘龙杂10号’、‘吉杂124号’和‘晋杂22号’高粱品种为试验材料,结合不同施氮量,对不同品种、不同时期高粱叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)以及收获产量进行测定,探究不同品种的最适施氮量。结果表明,各处理下P_n、G_s和T_r显著正相关,与C_i负相关或相关性不显著。‘龙杂10号’和‘吉杂124号’在一炮轰且氮肥为205 kg/hm²时产量最高,分别为7 112.196和11 573.163 kg/hm²,与对照相比分别增长10%和30%‘;晋杂22号’在拔节期追施氮肥205 kg/hm²时产量最高,为11 081.436 kg/hm²...     

转玉米C4光合酶基因水稻株系中的光合C4微循环

用转PEPC、PPDK、NADP-ME、PEPC PPDK等酶基因的水稻株系及原种野生型(WT)为材料, 研究了不同基因型水稻叶片中的C4光合微循环及其功能.用外源OAA或MA饲喂叶切片或离体叶绿体后,光合放氧速率在野生型水稻中增加了50%,在NADP-ME-和PPDK-转基因水稻中增加了50%～54%,在PEPC-和 PEPC PPDK-转基因水稻中增加了100%～150%.证明原种水稻Kitaake叶片中具有一个原初的和有限的C4光合微循环,除PPDK基因、NADP-ME基因外,外源PEPC基因或PEPC PPDK双基因导入原种水稻Kitaake后,可大幅度提高C4光合微循环的运行.水稻中C4光合微循环的增强有降低光呼吸速率(Pr)、增加净光合速率(Pn)的作用,在光能利用上,可增加PSⅡ光化学效率(Fv/Fm)、光化学猝灭(qp)、降低非光化学猝灭(qN)的作用;这些结果为转C4光合酶基因水稻中建立C4微循环系统来提高光合作用效率的可能性提供了依据.     

外源葡萄糖增强高表达转玉米C4型pepc水稻耐旱性的生理机制

为揭示葡萄糖参与植物耐旱性的内在机制,以高表达转玉米C4型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 (phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPC) 基因(C4-pepc)水稻(PC)和受体“Kitaake”(WT)为材料,通过盆栽和水培试验,研究外施葡萄糖联合干旱处理下,功能叶片的光合参数、总可溶性糖及其组分、Ca²⁺、NO含量、己糖激酶活性、B类钙调磷酸酶(calcineurin B-like, CBL)与蔗糖非发酵1 (sucrose nonfermenting-1, SNF1)相关蛋白激酶(SNF1-related protein kinase 3s, SnRK3s)基因表达的变化。结果表明,在盆栽试验中,分蘖期外施3%葡萄糖联合干旱处理对水稻的产量及其构成因子影响不显著,而在孕穗期处理,PC的株高、穗数、每穗实粒重和单株产量均显著高于WT。在水培试验中,外施1%葡萄糖和12% (m/v)聚乙二醇6000 (polyethylene glycol-6000, PEG-6000)模拟干旱处理,均显著提高了PC功能叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(Gs)和羧化效率(CE),叶片内蔗糖和果糖的含量也均显著高于WT。值得关注的是,PC叶片己糖激酶(hexokinase, HXK)活性、CBL1/SnRK3.1/SnRK3.4/ SnRK3.21基因的相对表达量在外施1%葡萄糖联合12% PEG模拟干旱处理下均显著低于12%PEG处理,而NO含量则显著上升。相关性分析也表明,PC中Pn、胞间CO2浓度(Ci)和Gs分别与葡萄糖含量、HXK活性和SnRK3.16基因表达显著相关。外施葡萄糖处理可上调PC糖水平,下调其CBL和SnRK3s基因表达,诱导NO参与叶片气孔调节,从而增强保水能力,保持光合能力稳定,最终表现为耐旱。     

光抑制条件下转PEPC基因水稻的光合表现

用原种粳稻Kitaake和转PEPC基因水稻为材料,比较光合速率、叶绿素荧光参数、叶绿素含量等光合特性的差别.结果表明,转PEPC基因水稻的饱和光强为1200 μmol/m2.s,比原种高200 μmol/m2.s,光饱和光合速率比原种高50%以上.在高光强1400 μmol/m2.s(2 h)下,与原种相比,转PEPC基因水稻的PSⅡ光化学效率(Fv/Fm)下降较少、 光化学猝     

转C4光合基因水稻特征特性及其在两系杂交稻育种中的应用

对 pepc、ppdk和 pepc + ppdk三种转基因水稻农艺性状观察表明,与原种Kitaake相比单株有效穗有不同程度的增多,单株产量相应提高,特别是 pepc和ppdk基因聚合后,单株有效穗和单株产量分别比受体亲本Kitaake提高29.1%和27.0%。三种转基因材料作基因供体分别与受体光敏核不育系培矮64S、2304S和2306S杂交后,这些基因在新的     

盐碱胁迫下外源H2O2对毛白杨生理特性的影响

研究外源H2O2对盐碱胁迫下毛白杨生理特性的影响规律,为提高毛白杨盐碱地造林效果提供理论依据.在盆栽条件下,设置营养液(对照,H1)、营养液+NaHCO3+NaCl(H2)、营养液+NaHCO3+NaCl+H2O2(H3)、营养液+H2O2(H4)4个处理,3次重复.结果 表明,H2与H1相比显著提高了毛白杨超氧阴离子...     

转TERF1和LeERF2双价基因旱稻及其逆境光合特性研究

为了提高旱稻对干旱、盐及低温综合胁迫的抗性，构建了含有抗旱抗盐功能的TERF1和抗盐抗冷功能的LeERF2转录因子的双价植株表达载体；以秦爱、旱65和旱297三种旱稻品种为材料，通过农杆菌介导法将以上两转录因子转入受体材料中，获得了经PCR及Southern检测证实同时整合双价基因的T0及T1转基因植株。T1代转基因植株经不同程度NaCl、PEG、冷单一逆境处理和冷盐综合逆境处理后，仍保持着较高的净光合速率（Pn）和PSⅡ最大光化学效率（Fv／Fm），能量转换机构不易受损，有较强的光保护机制。3个品种的转基因株系对这三种胁迫的抗性均比对照有明显提高。     

转Bt基因抗虫棉叶片光合生产特征的探讨

 2003—2004年在江苏高肥力棉田,对9个转Bt基因棉花品种(系)的生长发育特点及其光合生产特征进行了研究。结果表明,中棉所29等3个转Bt基因杂交种在盛蕾期至盛铃期表现为叶绿素和可溶性糖含量高,净光合速率强,生殖器官干物质高,成铃强度大,蔗糖转化酶活性较高,光合生产表现为全生育期旺盛型;常规转Bt基因抗虫棉GK19和GK99088盛花前叶绿素含量、净光合速率和可溶性糖含量等光合生产特征旺盛;科棉4号和鲁棉研22表现为盛花后叶绿素含量,净光合速率,可溶性糖等光合生产特征旺盛;sGK321和鲁棉研16整个生育期叶绿素含量、叶片光合速率等光合生产特征较弱。相关分析表明,叶片蔗糖转化酶活性和生殖器官干重、成铃强度呈显著正相关,相关系数分别为0.9842^**和0.8699。生产上应根据不同类型Bt棉的光合生产特征,采取不同的促控措施,以发挥光合生产潜力,提高产量。     

外源激素对油菜长柄叶光合特性的影响

对中双9号苗期施用外源脱落酸（ABA）、芸苔素内酯（BR）和激动素（KT）,对处理后不同天数的第8片长柄叶的净光合速率（Pn）、气孔导度、胞间二氧化碳浓度（Ci）及蒸腾速率（Tr）等指标进行测定,同时比较光合关键酶Rubisco的羧化活性。结果表明：（1）KT对光合速率的提高效果明显,BR对延缓光合速率下降有一定作用;（2）气孔导度、Ci以及Tr随Pn产生相应变化,可以得出激素处理前期主要是气孔限制因素导致Pn变化,后期以非气孔限制为主;（3）Rubisco羧化活性与Pn变化趋势基本一致,但激素ABA、BR对Rubisc活性增加有较显著作用。     

转PEPC基因水稻对光氧化逆境的响应

为了解析转PEPC基因水稻的光保护机制,比较了转磷酸烯醇式丙酮羧化酶基因水稻(PEPC基因)和未转基因原种（WT）在夏季晴天10:00时和14:00时（光强最强,气温最高）的净光合速率（Pn）、原初光化学效率Fv/Fm、超氧阴离子（O2．- ）的产生速率以及膜脂过氧化物丙二醛（MDA）的变化,着重研究了自然条件（连体叶片）、人工光氧     

茶陵普通野生稻光合特性研究

以超高产或高产栽培稻两优培九、汕优63、威优46和93-11为对照,测定了湖南茶陵普通野生稻抽穗开花期1 d中不同时间点的净光合速率（P_n）以及Pn对不同光强、不同CO₂浓度与不同温度的响应曲线。结果表明,茶陵普通野生稻的Pn在下午极显著高于对照,在高温（40℃,45℃）胁迫下也是如此;光补偿点为22.3 µmol photons m^-2 s^-1,与对照差异不显著(20.1~23.7 µmol photons m^-2 s^-1),光饱和点为1 810 µmol photons m^-2 s^-1,与对照93-11无显著差异,但极显著高于其他对照材料（1 530~1 628 µmol photons m^-2 s^-1）,表观量子效率(AQY)与对照无显著差异;CO₂补偿点（52.7 μmol mol^-1）稍高于对照（42.7~50.1 μmol mol^-1）,而饱和点(644.5 μmol mol^-1)则明显高于对照(521.1~581.3 μmol mol^-1),羧化效率（0.1511 mol m^-2 s^-1）显著高于对照(0.1277~0.1384 mol m^-2 s^-1);叶绿素含量极显著高于对照。说明茶陵普通野生稻的光合性能强于超高产或高产对照栽培稻,且在高温下表现更为突出。