不同水分条件下小麦生理性状与产量的灰色关联度分析

为了解干旱胁迫条件下小麦冠层温度、旗叶光合性状的变化特点及其对产量的影响,以小麦回交导入系(IL)群体[(鲁麦14×晋麦47)×鲁麦14]BC3F5代的160个株系及其亲本为材料,分析了雨养和灌溉条件下,开花期和灌浆期冠层温度、冠气温差、旗叶叶绿素含量和叶绿素荧光动力学参数等性状的相关性以及不同性状与产量的灰色关联度。结果表明,在两种水分条件下IL群体多数性状表现超双亲,性状变异系数为1.19%～48.30%,性状均值偏向轮回亲本鲁麦14;雨养条件下抗旱亲本晋麦47的冠层温度及叶绿素荧光动力学参数比水地品种鲁麦14表现稳定,IL群体的性状稳定性(D值)超过轮回亲本。两种水分条件下,荧光动力学参数之间相关性表现复杂,Fv与Fm、Fo/Fm与Fv/Fm之间相关性最高,相关系数大于0.991。灰色关联度分析结果表明,两个发育时期的Fv/Fm和灌浆期的冠层温度对产量的影响较大,可以作为选择抗旱高光效小麦的重要评价指标。     

过量表达Trxs对铝胁迫下转基因大麦幼苗根系抗氧化酶系的影响

为了解硫氧还蛋白的过量表达对提高植物抗铝毒能力的作用,以过量表达硫氧还蛋白S基因(Trxs)的转基因大麦为材料,采用水培法研究0.05 mmol/L AlCl3胁迫条件下转基因大麦株系(LSY-11-1-1)幼苗根系谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)等抗氧化酶活性的变化,以及蛋白质和膜脂氧化损伤程度.结果表明,(1)在0.05 mmol/L AlCl3处理下,大麦幼苗根中蛋白质羰基含量和丙二醛含量显著高于非胁迫处理样品,但是转基因大麦的蛋白质羰基含量和丙二醛含量显著低于非转基因对照,如在铝胁迫处理的6、24、48、72和96 h时转基因大麦幼苗根中蛋白羰基含量分别只有对照的68.13%、52.39%、56.18%、58.02%和60.48%,MDA含量分别是对照的71.26%、74.47%、83.05%、73.65%与75.31%.(2)胁迫处理下大麦根系GSH-PX、CAT和APX等抗氧化酶活性出现不同程度的增加;与非转基因对照相比,转基因大麦幼苗根系抗氧化酶系的活性普遍高于对照,如GSH-PX活性在处理的3、24、48、72和96 h时分别是对照的1.1、1.2、1.8、1.6和1.6倍;APX在活性高峰时分别是对照的121%(3h)和119%(96 h);CAT活性在胁迫处理的3、12、24、48和72 h分别比对照提高了62%、11%、7%、34%和17%,而且转基因幼苗根系CAT活性高峰(处理3 h)比对照提前出现21 h(处理24 h)出现.这些结果表明过量表达Trxs可以有效地提高上述抗氧化酶类的活性,缓解铝毒对大麦根系蛋白质和膜脂的氧化损伤,从而提高转基因大麦幼苗对铝胁迫的抗性.     

土壤肥力对高产小麦品种烟农1212旗叶叶绿素荧光特性和产量的影响

为了解土壤肥力对小麦旗叶叶绿素荧光特性和籽粒产量的影响,以高产小麦品种烟农1212为材料,比较分析了常年小麦产量水平为12 000和9 000kg·hm-2的高低两种土壤肥力条件下麦田土壤贮水消耗量、小麦旗叶叶绿素含量、叶绿素荧光参数、叶面积指数和籽粒灌浆速率的差异。结果表明:(1)高肥力下小麦全生育期60～100cm土层土壤贮水消耗量显著高于低肥力。(2)相对于低土壤肥力,高土壤肥力显著增加了小麦旗叶开花后21～35d的叶绿素相对含量和实际光化学效率(ΦPSⅡ)、开花后28d和35d的最大潜在光化学效率(Fv/Fm)、光化学猝灭系数(qp)以及开花后14～35d相对电子传递速率(ETR)。高土壤肥力下小麦在孕穗期、开花期、开花后21～35d具有较高的叶面积指数。(3)高土壤肥力可显著提高灌浆中后期的籽粒灌浆速率,显著增加籽粒产量及其构成因素、水分利用效率和氮肥偏生产力。由此可见,高土壤肥力能够改善小麦光合能力,有利于产量形成,进而提高产量和促进水肥高效利用。     

转TrxS基因对啤酒大麦种子贮藏蛋白含量的影响

为探讨导入TrxS基因对大麦籽粒氮代谢的作用,以转TrxS基因啤酒大麦纯合株系为材料,分析了TrxS基因的导入对大麦籽粒蛋白酶活性、醇溶蛋白和谷蛋白含量的影响.结果表明,转基因大麦籽粒的蛋白酶活性增加,发芽第3～5 d转基因大麦种子的蛋白酶活性分别比对照增加42.86%、19.35%和25.76%;发芽第2～4 d醇溶蛋白和谷蛋白的降解平均比对照下降快5.92% 和7.10%.     

施氮水平对啤酒大麦叶片光合、SPAD和叶绿素荧光特性的影响

为给啤酒大麦高产栽培提供依据,选用苏啤3和单2两个大麦品种为试验材料,在江苏南京和盐城,研究了不同施氮水平对大麦光合、叶绿素含量和叶绿素荧光特性及产量的影响.结果表明,在0～225kg·ha-1施氮量范围内,两个大麦品种叶片叶绿素相对含量(SPAD)、净光合速率(Pn)、最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSII)均随着施氮量的提高而提高,施氮量再提高,上述参数又呈下降趋势.大麦籽粒产量亦呈现相同的趋势,最终以225 kg·ha-1施氮量处理的大麦籽粒产量最高.分析表明,光系统Ⅱ(PSII)较高的φPSII是适宜施氮量下提高大麦叶片Pn的重要生理基础,而适宜施氮量下较高的叶片Pn是本试验中啤酒大麦高产的生理基础.     

叶肉细胞特异表达焦磷酸化酶基因OsIP1在不同源库类型水稻品种中的效应

 将水稻自身焦磷酸化酶基因OsIP1置于叶肉细胞特异表达启动子下,利用农杆菌介导法将嵌合基因cyFBPase:OsIP1分别导入“源限制型” 水稻品种中超123和“库限制型” 品种农垦57。 根据荧光定量PCR结果和农艺性状,筛选高表达且农艺性状没有明显改变的T2转基因纯合株系,用以检测和分析在水稻叶肉细胞中特异性过表达水稻焦磷酸化酶基因的效应。初步的研究结果显示：1）在营养生长期,转基因株系的最高茎蘖数和穗数比各受体亲本均有不同程度的提高,尤其是在分蘖性较强的品种上;2）在籽粒灌浆结实期,叶片、叶鞘中可溶性总糖、蔗糖和淀粉含量在整个灌浆期的变化趋势与对照相似,且多数转基因植株叶片和叶鞘中的蔗糖含量（除了灌浆高峰期时的叶鞘）均显著高于对照;3）转基因株系单株干物质量较野生型对照有显著提高。单株产量呈现不同程度的增加,其中“源限制型”品种中超123转基因株系单株产量较对照增幅达显著水平。     

不同大麦品种的叶粒使用价值研究

通过对不同类型的12个秋播大麦品种春季麦苗刈割产量的比较、抽穗后剑叶及倒二叶叶绿素含量变化的测定、单株籽粒产量及有关性状的考种,初步确定适宜本地区叶用、籽粒用价值的大麦品种。     

垄作栽培对小麦旗叶光合及叶绿素荧光特性的响应

为进一步探索垄作栽培小麦的增产机理,以传统平作为对照,研究了垄作对小麦旗叶光合、SPAD值以及叶绿素荧光特性和产量的影响。结果表明,与传统平作相比,垄作小麦后期光合速率优势明显;开花后垄作小麦旗叶叶绿素含量始终高于传统平作,开花10d后差异达显著水平;垄作和平作小麦旗叶叶绿素荧光参数Fv/Fm、Fv/Fo、Fv、Fm在测定时期内均呈现下降趋势,且垄作高于平作;垄作小麦产量、穗粒数和千粒重较平作显著增加。说明小麦垄作栽培有利于优化小麦光合性能及产量构成,从而实现高产。     

花后高温胁迫下外施多胺对不同耐热性小麦产量性状及旗叶生理的影响

为探究多胺对高温胁迫下小麦产量性状及旗叶生理的缓解效应,以耐热品种新春6号和热敏感品种新春31号为材料,通过田间人工模拟高温条件,测定分析了花后高温胁迫下外源精胺(Spm)和亚精胺(Spd)喷施后小麦产量性状、净光合速率(P_n)、叶绿素含量、叶绿素荧光参数、旗叶表面温度等指标的变化。结果表明,高温胁迫导致新春6号和新春31号的穗粒数分别降低18%和26%,穗粒重分别减少25%和32%,理论产量分别下降29%和37%,且与正常温度对照差异均达显著水平;高温胁迫下外源Spm和Spd喷施能提高小麦旗叶P_n、叶绿素含量、相对含水量(WC)以及灌浆后期的非光化学猝灭系数,显著降低旗叶激发能分配不平衡性和旗叶表面温度。综合来看,外源Spm缓解高温胁迫对小麦灌浆伤害的效果优于Spd,其调控作用与叶片P_n、WC和气孔开闭密切相关。     

不同小麦品种对灌浆期高温的响应差异

为探究小麦对花后高温的生理响应,以黄淮海地区的16个小麦品种为材料,测定灌浆期高温对小麦旗叶可溶性蛋白质含量、可溶性糖含量、丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响,分析千粒重和产量的变化,并比较品种灌浆后期抗高温能力的差异。结果表明,高温处理7d后小麦旗叶可溶性蛋白质含量、可溶性糖含量和SOD活性均高于田间自然生长小麦(对照),而MDA含量则低于对照;高温处理15d后小麦旗叶可溶性蛋白质含量、MDA含量和SOD活性较对照明显升高,而可溶性糖含量则下降。高温处理后各品种千粒重和产量均降低,豫麦49-198和郑麦366产量显著降低。相关分析、主成分分析、隶属函数法和聚类分析结果表明,济麦22和石麦19灌浆期耐热性均较高;旗叶可溶性蛋白质含量、可溶性糖含量和籽粒千粒重3项指标可作为小麦耐热性评价指标。     

迟播对冬小麦灌浆后期高温胁迫下旗叶光合能力和产量的影响

为了解迟播对冬小麦灌浆后期高温胁迫下旗叶光合的调控效应,在大田条件下设置2个播期(常规播期10月8日、推迟播期10月22日)和2种灌浆期温度(开放式增温、自然温度),分析了迟播小麦旗叶光合能力的变化及其对灌浆后期高温胁迫的响应。结果表明,灌浆期高温降低了小麦旗叶光合速率、花后干物质生产量、粒重和产量。与常规播期相比,迟播提高了高温胁迫下小麦旗叶叶绿体类囊体膜不饱和脂肪酸指数,保持类囊体膜相对稳定,减轻高温对旗叶光合机构的损伤;增强了旗叶活性氧清除能力,保障能量传输,减少热耗散,提高光化学反应中可利用能量的分配比例,保持较高的光合系统同化力;提高了气孔导度和胞间CO_2浓度,增加光合作用底物供应。总之,迟播小麦的旗叶可在灌浆期高温胁迫下保持较高的光合能力,有利于提高粒重和产量。     

半干旱区保护性耕作对旱作春小麦光合特性和产量形成的影响

为探究黄土高原半干旱区保护性耕作提高春小麦产量的光合生理机制,依托黄土高原半干旱区2001年建立的不同耕作措施长期定位试验,于2019年研究了传统耕作(T)、传统耕作秸秆翻入(TS)、免耕秸秆不覆盖(NT)、免耕秸秆覆盖(NTS)四种耕作措施对春小麦叶片光合相关性状、干物质积累和产量的影响。结果表明,小麦叶片叶绿素含量和叶面积指数在抽穗期达到峰值,保护性耕作延缓了花后叶片衰老,其中NTS处理的叶片叶绿素含量和叶面积指数在乳熟期均显著高于其他处理;耕作措施对开花期小麦旗叶RuBP羧化酶活性没有影响,但在灌浆期免耕和秸秆还田均提高了RuBP羧化酶活性,其中NTS处理的RuBP羧化酶活性是T处理的1.95倍;秸秆覆盖对小麦旗叶光合速率、蒸腾速率、气孔导度影响显著,NTS处理可有效改善春小麦开花期和灌浆期的光合性能,其中NTS处理的开花期旗叶光合速率、蒸腾速率、气孔导度比T处理分别提高了19.2%、30.7%、23.0%;免耕处理(NT和NTS)下花后干物质积累对籽粒贡献率较耕作处理(T和TS)提高了41.7%,秸秆还田处理(TS和NTS)花后籽粒干物质积累量及花后干物质积累对籽粒产量贡献率较不还田处理(T和NT)分别提高了71.2%和35.7%;NTS处理有效促进了小麦花后干物质积累和转运,显著增加了穗数和千粒重,使产量较T处理提高了18.7%。因此,在黄土高原半干旱区应用免耕秸秆覆盖的保护性耕作措施可促进春小麦旗叶花后光合作用、干物质积累及其向籽粒分配,延缓灌浆后期叶片衰老和叶绿素降解,协调和优化光合性能、光合时间、光合面积之间的关系,从而提高产量。     

低温对杂交水稻及其亲本剑叶77K荧光的影响

 以大田栽培的三套杂交水稻组合汕优63、青优早和秀优57为材料， 研究了低温(5℃)与光照(210 μmol m^-2 s^-1 PFD)对杂交水稻F₁及其亲本剑叶77K荧光的影响。结果表明：低温引起77K荧光参数F0、Fm、Fv下降，可变荧光Fv的变化能反映三套杂交水稻组合间的抗冷性的差异。F₁的抗冷性居父母本之间。同时发现，在低光照下低温处理引起Fo，Fm，Fv上升，但未改变Fv／Fm，Fv／Fo的比值。证明在低温下，低于水稻生长光强210μmol m^-2 s^-1 PFD的光照对PSⅡ的最初光能转化效率和光能传递速率影响不大， 即对光合作用的光化学过程未产生光抑制现象。由此可见，取样于田间强光照下的水稻剑叶，在5℃和210μmol m^-2 s^-1 PFD 处理下，210μmol m^-2 s^-1 PFD可能有利于水稻对低温的适应， 从而减轻叶片的光化学过程的伤害程度。     

不同时间割苗对再生大麦生物产量和籽粒功能成分的影响

为寻求功能大麦优质高效生产技术,选用3个优质大麦品种为试验材料,研究了不同时间割苗对再生大麦农艺性状和生物产量及籽粒γ-氨基丁酸、总黄酮、生物碱及抗性淀粉含量的影响。结果表明,延迟割苗提高了干麦苗产量,但显著影响了再生麦的农艺和产量性状。除旗叶宽和茎粗外,割苗降低了再生麦的株高、节间总长度、旗叶长和穗长,显著降低了有效穗数、结实率、千粒重、秸秆产量和籽粒产量。再生麦的秸秆与籽粒产量以1叶1心和3叶1心两个阶段割苗最高,5叶1心期割苗最低,但5叶1心期割苗的干麦苗产量最高。在3叶1心前割苗,再生麦的籽粒功能成分(γ-氨基丁酸、总黄酮、生物碱及抗性淀粉)含量较高。     

水稻生育后期剑叶形态和生理特性的QTL定位

为了探讨水稻生育后期功能叶尤其是剑叶的形态性状及生理特性对水稻高产的影响,利用来源于籼稻珍汕97/HR5后代的重组自交系群体,对水稻生长后期剑叶形态（长、宽、长宽比）、剑叶代谢产物（鲜质量、干质量、含水量）和剑叶叶绿素含量（叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量）进行了考查分析和QTL定位。共检测到26个QTL,单个QTL的表型贡献率为4.77%~31.67%。其中控制剑叶形态的QTL主要位于第1和第4染色体,控制剑叶代谢产物的QTL主要位于第3、7和10染色体,控制剑叶叶绿素含量的QTL主要位于第3、4和9染色体上。其中位于第9染色体上的QTL,在后期功能型超级稻育种上具有一定的应用价值。     

小麦叶片蜡质含量与水分利用效率和产量的关系

为了进一步了解植物叶片蜡质含量与植物抗旱节水性的关系，本试验对6个小麦品种在灌浆后期的旗叶蜡质含量与抗早生理指标进行了相关分析，结果表明，干早条件下小麦灌浆后期叶片蜡质含量与光合速率、叶温、叶片水分利用效率和产量呈显著正相关．蜡质含量高的品种叶片温度高、蒸腾速率大，这与传统现点不同．分析认为蜡质含量高的品种在干早胁迫条件下可能叶片细胞膜稳定性强，气孔不容易发生关闭，因此其叶片水分利用效率和产量较高．蜡质含量除了受遗传因素决定外，还受环境因素影响．     

早稻直播覆膜旱作对灌浆成熟期根叶生理特性及产量的影响

 对早稻直播覆膜旱作与常规水作栽培对灌浆成熟期根叶生理特性及产量的影响进行了比较研究。与常规水作栽培水稻相比，直播覆膜旱作早稻千粒重显著下降，是导致产量明显下降的主要原因之一。而粒重的下降则主要归因于直播覆膜旱作较常规水作水稻灌浆成熟期根叶生理机能的衰退要快，表现为根系活力、叶片叶绿素含量、叶面积指数、净光合速率等下降较快，叶片超氧化物歧化酶、过氧化物酶等保护酶活性迅速下降，而丙二醛含量较高，使籽粒干物质积累受阻，揭示出提高灌浆成熟期根叶生理机能是进一步提高直播覆膜旱作早稻粒重和最终产量的重要途径。     

豫西地区高产条件下夏玉米生理特性研究

以洛玉8号、登海602和洛玉7号为试验材料,对不同品种高产条件下的穗位叶硝酸还原酶、叶绿素含量、叶绿素荧光特性等进行了研究。结果表明,各品种穗位叶硝酸还原酶活性在散粉后27 d左右达到最大,且以登海602品种最大;叶绿素荧光参数Fv/Fm和Fv/F0呈抛物线趋势,在14：00时达到最小值,此时洛玉8号Fv/Fm日变化最大;穗位叶叶绿素含量在散粉后35 d达到最大值,此时登海602最大。综合各品种生理生态指标：各品种在散粉后27~35 d灌浆速率、穗位叶硝酸还原酶活性和穗位叶叶绿素含量最大,因此应该加强在散粉后30 d左右的田间管理,有利于夏玉米获得更高产量。