HgCl2短时处理对蚕豆叶片光合作用的效应

以不同浓度HgCl₂溶液涂抹蚕豆(Vicia faba L.)叶片30 min后, 测定进入叶片组织的汞含量、叶片的气体交换和叶绿素荧光。随着外施HgCl2溶液浓度的增大, 进入叶片组织的汞含量增加。当HgCl₂溶液浓度高于10 mg L^-1时, 处理显著抑制蚕豆叶片的净光合速率(P_n)和表观光合量子效率(AQY), 且随着浓度增加, 抑制程度也加强。同时, HgCl₂溶液处理能够显著降低PSⅡ光量子产量(DF/ F_m’)和表观光合电子传递速率(ETR), 增加叶片的叶绿素荧光非光化学猝灭(NPQ)。 结果表明, 低浓度HgCl₂短时间处理导致蚕豆叶片P_n降低的主要原因是由于HgCl₂抑制了光合电子传递过程。     

培养液NO3－/NH4+比对甜菜幼苗NO3－、NH4+吸收特性的影响

采用标准偏高糖型甜研7号与标准偏丰产型甜研8号2个二倍体纯系品种及水培方法，研究了子叶期（11 d）甜菜对NO₃^－和NH₄⁺ 的吸收特性以及不同NO₃^－/NH₄⁺ 比对苗期（31 d）甜菜吸收特性的影响。发现了子叶期甜研7号较甜研8号对NH₄^＋有较大的Vmax，有利于NH₄⁺的吸收。低NH₄⁺浓度比促进甜菜对NO₃^－的吸收。而且甜研7号受到的影响相对大于甜研8号。不同NO₃^－/NH₄⁺ 也影响甜菜对NH₄⁺ 的吸收速率，2品种所受的影响并不相同。2品种遗传特性不同导致了甜研7号对NH₄⁺ 的吸收较甜研8号敏感。高浓度NH₄⁺ 的存在促进了甜研7号与甜研8号对NH₄⁺ 的吸收。说明可以通过调节甜菜对NO₃^－与NH₄⁺ 的吸收与同化关系来调控甜菜的氮代谢，以提高甜菜的产量与质量。     

不同光照强度对三种藤本植物光合作用的影响

研究植物光合作用、气孔导度和蒸腾作用对光照强度的响应对于评价植物的光能和水分利用效率以及植物在不同光照条件下的生长具有重要意义。以3种藤本植物蔓长春花、西番莲和凌霄为实验对象,研究其在不同光强下的气体交换和叶绿素含量,并根据非直角双曲线模型估算其光合参数。结果显示,西番莲的光饱和点和最大净光合速率分别为1850μmol CO₂/(m²·s)和10.9μmolCO₂/(m²·s),明显高于其他2种植物。蔓长春花有较强的耐阴性,其光饱和点为580μmol/(m²·s),明显低于其他2种植物,3种植物的表观量子效率并无明显差异,因此对弱光的利用能力相似。蔓长春花的叶绿素含量明显高于西番莲,但西番莲有相对较高的叶绿素a/b。西番莲有较宽的光适应范围,对弱光和强光的利用能力均较强,比蔓长春花和凌霄具有更强的光合能力。     

利用“永久F2”群体定位抗赤霉病QTL

为了研究抗赤霉病侵染性的遗传, 利用感赤霉病品种南大2419和抗赤霉病品种望水白杂交单粒传获得的重组自交系群体132个株系间的随机配对组合, 构建了一个包含198个株系的“永久F2”群体。通过两年抗侵染田间试验和QTL作图, 定位了6个抗侵染QTL, 其中抗性等位位点源于望水白的Qfhi.nau-4B和Qfhi.nau-5A以及源于南大2419的Qfhi.nau-2B的效应较为稳定。Qfhi.nau-4B和Qfhi.nau-5A的效应较大且以加性效应为主, 前者存在部分显性基因效应。此外, 还检测到4对显著的互作位点。这些结果进一步说明赤霉病抗性遗传的复杂性, 同时也表明在利用望水白进行抗赤霉病育种时早代选择抗侵染性是可行的。     

F2:3设计全基因组标记的Bayesian分析

数量性状的遗传率低时，常采用F_2:3设计进行遗传分析，但往往忽略异质家系内QTL的混合分布特性。同时，用多QTL模型检测QTL会提高QTL检测的功效。因此，本文在利用F_2:3设计异质F_2:3家系内QTL混合分布特性基础上，提出F_2:3设计全基因组多标记联合分析新方法。该方法充分利用了异质F_2:3家系内的QTL混合分布，并采用多QTL遗传模型。Monte Carlo模拟研究表明，新方法能获得精确的QTL效应和位置的估计。此外，还比较了QTL效应抽样的两种策略。研究表明，新策略能显著提高QTL检测的功效。     

纳米TiO2光半导体溶胶对植物光合机能的影响

TiO₂半导体颗粒的光催化机理类似于人工模拟光合作用,笔者初步探讨了其在植物体上对光合机能的影响;以锐钛型纳米TiO₂光半导体溶胶为材料,在栽培试验中,对黄瓜喷施不同浓度的纳米TiO₂溶胶,然后测定光合参数、根系活力及叶片丙二醛含量的变化;结果表明,黄瓜叶片喷施一定浓度的纳米TiO₂溶胶材料后,在叶片表面形成透明、连续、稳定的TiO₂薄膜,能显著促进光合速率的增加,同时根系活力得到提高。这为纳米TiO₂光半导体材料在农业上的应用提供了一定的理论依据和技术参考。     

高粱A3细胞质雄性不育发生的细胞学观察及分析

以不育系A₃晋粱5号和相应保持系B₃晋粱5号为材料，对A₃不育系花药发育及雄配子形成过程进行了细胞学观察和分析。结果表明，与A₁、A₂型CMS不同，A₃ CMS孢母细胞减数分裂正常，从四分体形成到幼龄花粉粒发育阶段都未观察到不同于B₃晋粱5号的异常现象。A₃晋粱5号花药经石蜡包埋切片观察，在造孢细胞期、减数分裂前间期及减数分裂期，均未观察到异常现象，不育系花粉母细胞能完成正常的减数分裂过程，四分体正常游离，绒毡层发育正常。但在成熟的花药中，观察到所有的花粉粒皱缩、凹陷、变形。在开花前约1周内的花粉粒成熟期，不育系花粉粒蔗糖—淀粉代谢途径受阻，花粉粒壁上无淀粉粒沉积。A₃ CMS小孢子败育发生在小孢子形成晚期的花粉粒成熟期。     

小麦苗期光合作用及其相关性状的QTL分析

将小麦品种花培3号和豫麦57构建的DH群体的168个株系及其亲本,盆栽于两个环境中,利用324个SSR标记位点构建遗传图谱,对单叶净光合速率及相关参数、叶绿体色素含量和叶绿素荧光参数进行QTL定位和分析。利用基于混合线性模型的QTLNetwork 2.0,共检测到17个加性效应和20对上位性效应位点,其中所有加性效应位点和16对上位性效应位点具有环境互作效应。相关性较高的性状间有一些共同的QTL,表现出一因多效或者紧密连锁效应。在5D染色体上的Xwmc215至Xgdw63区段,检测到控制叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量的3个主效QTL,各位点的遗传效应贡献率较大,增效基因均来源于花培3号,适用于分子标记辅助选择和聚合育种。另外,该区段与控制单叶净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和胞间CO2浓度与胞外CO2浓度比值(Ci/Cr)的QTL的定位区间相近。位于5B染色体控制胞间CO2浓度的QTL是个微效基因,但是QTL与两种环境的互作效应表现的遗传贡献比较大。     

大豆和玉米生长对土壤N2O排放的影响

测定了盆栽试验条件下大豆和玉米生长期间的土壤N₂O排放。种大豆土壤的N₂O排放总量是相同条件下裸土排放总量的5.9倍，在大豆出苗后89 d里，种豆土壤的N₂O排放平均速率显著低于裸土，此后种豆土壤的N₂O排放速率显著高于裸土，种豆土壤N₂O排放总量的93%发生在只占全生育期24%的成熟衰老期。种玉米土壤的N₂O排放峰值出现在玉米出苗后13 d，而裸土的N₂O排放峰值出现在玉米出苗后81 d，裸土的N2O排放总量是种玉米土壤N₂O排放总量的13.5倍；种玉米土壤N₂O排放主要发生在前一半时期里，而裸土的N₂O排放主要发生在后一半时期里。无论在大豆还是玉米生长期间，裸土的N₂O排放速率均与气温呈极显著的正指数相关，而种豆土壤的N₂O排放速率与气温呈极显著的负相关，种玉米土壤的N₂O排放速率与气温没有显著相关性。由此可见，植物生长和植物类型不仅影响土壤N₂O排放的数量，也影响土壤N₂O排放与温度之间关系。     

SO2毒害环境下水稻叶片超氧化物歧化酶活性与

为了通过吸收光谱快速测量SO₂胁迫下水稻叶片超氧化物歧化酶活性,采用小区试验研究了SO₂毒害环境下水稻叶片超氧化物歧化酶活性与吸收光谱变量的相关性。结果表明：在整个生育期,相关曲线存在2个的波峰点,位于520~550 nm和720~750 nm 2个波段之间。计算720~ 750 nm和520~550 nm波段光谱吸收率的平均值A₁和A₂,通过A₁和A₂构建比值光谱变量(A₁/A₂)、相加光谱变量(A₁+A₂)及对数相加变量(lgA₁+lgA₂),利用光谱变量反演水稻叶片超氧化物歧化酶活性。研究发现：在水稻整个生育期,对数相加光谱变量与超氧化物歧化酶活性的相关性显著提高。选取对数相加变量构建水稻叶片超氧化物歧化酶活性的模型。为进一步提高吸收光谱快速测量SO₂毒害环境下水稻叶片超氧化物歧化酶活性提出了探索性研究。

     

壳寡糖对干旱胁迫下油菜光合参数的影响

采用酶解法获得壳寡糖, 利用CIRAS-2型便携式光合仪测定干旱胁迫下油菜光合参数。其叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(Gs)、胞间CO₂浓度(Ci)显著降低; 气孔限制值(L_s)显著提高。说明气孔限制是油菜在干旱胁迫下P_n降低的主要原因。用50 mg L^-1壳寡糖溶液喷施油菜的幼苗叶片后发现干旱胁迫下油菜叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)显著提高; 气孔限制值(L_s)显著降低。说明壳寡糖有助于减轻气孔限制引起的净光合速率的降低。壳寡糖还能促进幼苗根系生长。     

开放式空气CO2浓度升高对稻米品质的影响

了解大气CO₂浓度升高对粳稻和籼稻稻米品质的影响,为今后合理筛选育种材料提供依据。以粳稻Asominori与籼稻IR24为材料,田间试验,于2003年和2004年连续2年在FACE（Free Air CO₂ Enrichment,大气CO₂浓度增加200μmol/mol）和正常大气CO₂浓度（约370μmol/mol）下,分析了稻米的加工品质、外观品质和蒸煮食味品质。与对照相比,两年内IR24和Asominori的糙米率、精米率和整精米率等加工品质都显著降低了,降低幅度分别为-3.14%~-0.21%和-3.14%~-0.33%;FACE对水稻粒长、粒宽以及粒形无显著影响;但与对照相比,IR24和Asominori的垩白米率却由对照下的29.63%和30.81%显著降低至18.93%和24.78%;FACE对两品种精米中直链淀粉含量无显著影响,但对RVA(Rapid Viscosity Analyzer)谱中各指标影响显著,其中FACE处理显著提高了两品种的最高粘度,而崩解值、消减值和糊化温度由于受到其它互作效应的影响两年的变化趋势不尽相同,蒸煮食味品质变化复杂;此外,IR24和Asominori的粗蛋白含量由对照下的11.77%和10.23%显著降低至10.97%和9.91%。两年内,IR24和Asominori除加工品质和食味品质表现趋势相同外,外观品质和蒸煮品质表现出籼稻IR24对CO₂浓度升高的响应程度大于粳稻Asominori。     

高粱A2型细胞质雄性不育系小孢子发生的细胞学观察和减数分裂染色体行为分析

高粱A₂型细胞质雄性不育性（CMS）的细胞质来源于IS12662C, A₂细胞质杂交种目前已用于生产。本文以A₂/B₂V4为材料，对A₂ CMS小孢子败育过程作了细胞学观察，并对小孢子败育过程中减数分裂的染色体行为作了分析。研究发现，在A₂雄性不育系A₂V4的花药发育过程中，绒毡层细胞不形成或提前解体；绒毡层细胞畸形化；绒毡层细胞虽发育正常，但小孢子母细胞减数分裂行为异常；这些都导致小孢子退化。A₂细胞质雄性不育花粉母细胞减数分裂行为从后期Ⅰ开始出现异常，同源或姊妹染色体向两极分离时滞后或不分裂；染色体多倍化；一个细胞内出现多核和多核仁现象，最终导致小孢子败育。     

H2O2溶液对 2种红葡萄离体叶中主要茋化物含量的影响

比较H2O2诱导后美国红提(‘红地球’)和紫香无核(‘新农4号’)离体葡萄叶片中的白藜芦醇(Res)、白藜芦醇苷(PD)、紫檀芪(PS)、ε-二聚体葡萄素(ε-VF)4种芪化物的含量,为利用葡萄生产废弃叶片的综合利用提供依据.采用H2O2溶液对红提和紫香无核离体葡萄叶片进行诱导,采用高效液相色谱法分析4种芪化物的含量变化.H2O2诱导后的两种离体叶片4种芪化物的积累呈现显著的量时依赖性;2.5％H2O2处理48 h后叶片4种芪化物含量可提高6倍以上,以红提的含量相对较高,总芪化物鲜重达到138.82μg/g.用H2O2诱导后的离体葡萄叶中4种芪化物含量比诱导前有了较为明显的增加.     

干旱胁迫下春玉米叶片对光强和CO_2浓度的反应

为应对干旱灾害对作物生长的影响,寻求玉米叶片抗旱减灾的生理阈值。采用LI-6400便携式光合仪测定不同程度干旱胁迫下春玉米叶片在不同光强和CO_2浓度下的光合生理指标。重度干旱胁迫下Pn在低PAR就达到饱和且偏小;在相同PAR下,Pn呈现正常灌溉轻度干旱胁迫中度干旱胁迫重度干旱胁迫。干旱胁迫加剧,Gs减小趋势明显,Ci瞬间储存量也不同。中度和轻度干旱胁迫受气孔限制影响显著,重度干旱胁迫主要受非气孔限制影响。PAR增强,Tr随干旱胁迫加剧而减小。CO_2浓度增大,温度高于35℃叶片Pn反而减小,30℃左右时Pn最大;CO_2浓度倍增Gs在35℃最小;叶片Ci在30℃和35℃明显小于20℃和25℃;30℃叶片Tr最大。不同程度干旱胁迫对光强反应差异显著;CO_2浓度倍增,叶片光合生理过程也受温度影响。     

镉离子对水丝蚓超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性的影响

制药废水中普遍含有的镉,即使低剂量环境暴露即可引起肾功能损伤、骨矿密度降低、钙排泄增加及生殖毒性,Cd²⁺对生态环境的恶化已经引起了世界各国的普遍重视。试验首先获得了镉离子对水丝蚓24 h LC₅₀的理论值为0.471 mg/L,在0.415~0.535 mg/L浓度区间选择5个浓度的镉离子处理水丝蚓24 h,检测水丝蚓超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的变化。结果表明：在不同浓度镉离子胁迫下,水丝蚓SOD和POD活性均发生不同程度的改变,但是两种酶的24 h连续变化趋势相反。说明二者生物学机制不同,在细胞抵抗外来污染物的过程中,可能分别发挥不同的作用。     

细胞内IP3-Ca2+途径对UV-B辐射下玉米幼苗光合特性的调控机制

使用外加0.15 Wm^-2 UV-B及不同钙效应剂处理玉米幼苗,研究细胞Ca²⁺信号系统对UV-B辐射下玉米幼苗光合作用的调控机理。结果表明,UV诱导的胞内Ca²⁺荧光增强受胞内IP3通道阻断剂肝素(Heparin)、胞内CaM活性抑制剂三氟啦嗪(TFP)抑制,降低玉米幼苗Chl a、Chl b及Chl T含量、原初光能转化效率(F_v/F_m)、PSII活性(F_v/F_o)、Hill反应活力、水分利用效率(WUE),提高胞间二氧化碳浓度(C_i),最终导致净光合速率(P_n)下降;细胞质膜钙通道阻断剂氯化镧(LaCl₃)引发的此效应较小。据此提出,UV-B辐射下,玉米幼苗叶片细胞IP3动员胞内钙库释放Ca²⁺,调节光合色素合成、Hill反应活性、WUE,CaM介导的下游反应调节G_s,是Ca²⁺信号系统最终实现对P_n调控的主要机制。