不同光照强度下3种萱草属植物的光合特性与叶绿素荧光特性

采用盆栽试验,设置全光照的20%、40%、70%、100%光照强度4种处理,研究不同光强环境下北黄花菜、‘金娃娃’萱草和小黄花菜的叶绿素含量、光合特性和叶绿素荧光参数的变化规律,探讨3种植物的耐阴能力和耐阴机制。结果表明：3种植物的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素(a+b)总量随着遮光程度的提高呈现上升趋势,北黄花菜和‘金娃娃’萱草在40%光照强度下达到最大,小黄花菜在20%光照强度下达到最大;3种植物的叶绿素a/b、光饱和点、光补偿点和最大净光合速率的变化趋势呈相反趋势;3种植物的F0随着遮光程度的提高呈先下降后上升的趋势,Fv/Fm、Fv’/Fm’随着遮光程度的提高呈先下降后上升的趋势、qP和NPQ随着遮光程度的提高呈下降趋势。小黄花菜的叶绿素含量、各项光合指标和叶绿素荧光参数指示其耐阴性更强,可以作为林下地被和不良光照环境的优选植物材料。3种植物的耐阴性大小为小黄花菜>‘金娃娃’萱草>北黄花菜。     

正常叶与鸡脚叶杂交棉光合和叶绿素荧光参数的比较

在大田栽培条件下,研究比较了正常叶和鸡脚叶两种叶型杂交棉的叶片光合特性和叶绿素荧光参数。结果表明,正常叶品种在开花后以及结铃期白天各个时段的叶片光合速率(Pn)均高于鸡脚叶品种。主要原因是正常叶品种开花期叶片E和Cs较大;吐絮后叶片SPAD值和ФPSⅡ较高,E和Cs又较低。而且在结铃期的白天,叶片的E、Cs和Fv/Fm、φPSⅡ较高,有利于维持较高的叶片Pn。因此,棉株有机营养供应较为充足,单株结铃较多,铃重较大,子棉和皮棉产量均高于鸡脚叶品种。其中,豫杂35比标杂A2、标杂A1皮棉产量分别增加10.5%、14.2%;中棉所29比标杂A2、标杂A1分别增加2.4%、5.8%。     

遮光对谷子光合性能及快速叶绿素荧光动力学特征的影响

为探讨弱光胁迫下谷子光合生理响应,以衡谷13号为材料,在幼苗期设置7种不同遮光处理（遮光0、10%、20%、30%、40%、50%、70%）,在拔节期和灌浆期测定叶绿素含量、叶面积、净光合速率、产量和快速叶绿素荧光动力学参数的变化。结果表明,谷子叶绿素含量、叶面积、净光合速率、产量在遮光率高于20%时开始下降。荧光参数暗适应后初始荧光（F_o）、最大荧光（F_m）和可变荧光（F_v）在遮光后增大,PSⅡ反应中心最大光能转换率（F_v/F_m）、PSⅡ反应中心潜在活性（F_v/F_o）、光合性能指数（Pi_Abs）先随着遮光率的增大逐渐上升,遮光率为30%时达到最高,之后下降,遮光率为70%时低于对照。非光化学淬灭系数（NPQ_Lss）随着遮光程度的增大逐渐降低。     

甘蓝型油菜黄化突变体的光合特性及叶绿素荧光参数分析

调查油菜自发黄化突变体(NY)、野生型(NG)及其正反交后代材料(F₁和rF₁)的光合色素含量、光合特性、叶绿素荧光参数及农艺性状,分析五叶期各参数的变化规律。表明,突变体叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和总叶绿素均大幅减少,其中叶绿素b减幅最大;净光合速率显著降低,胞间CO₂浓度升高,但气孔导度与野生型等相当,表明光合速率不受气孔限制;光补偿点和光饱和点升高,暗呼吸速率与野生型等相当,表观量子效率和光补偿点处量子效率显著降低;CO₂补偿点、光呼吸速率和羧化效率均显著降低,CO₂饱和点则显著升高;突变体的荧光参数,包括F_o、F_m、F_v/F_m、F_v'/F_m'、Φ_PSII、q_p、NPQ和ETR均显著降低,说明光合色素含量降低导致PSII反应中心捕光能力弱和光化学转化效率低,使叶片光合速率降低。突变体的黄化持续时间较长,对生长发育产生影响较大,单株籽粒产量只有野生型的57.09%,但与正常材料组配F₁的光合特性和农艺性状均能恢复到正常水平。     

谷子和玉米叶片光合荧光参数对烟嘧磺隆胁迫的响应差异

为探明谷子和玉米对烟嘧磺隆胁迫差异的光合生理机制,采用盆栽试验,选用谷子（张杂10号和晋谷21号）及玉米（迪甜8号和农大108号）为试验材料,在四叶一心期喷施5个不同剂量的烟嘧磺隆,分别在处理后7d和15d测定幼苗株高、叶面积、SPAD值、净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）、胞间CO₂浓度（C_i）、叶片最大光化学产量（F_v/F_m）、实际光化学效率[Y(Ⅱ)]、光化学猝灭系数（q_P）和非光化学猝灭系数（NPQ）的变化。结果表明,除7.5g/hm²的烟嘧磺隆处理之外,张杂10号、晋谷21号和迪甜8号的株高、叶面积、SPAD值、P_n、G_s、T_r、F_v/F_m、Y(Ⅱ)和q_P在用药后7d和15d时均显著低于对照,各指标在用药浓度15.0~60.0g/hm²处理之间的下降幅度均随烟嘧磺隆剂量的升高而增大;而C_i和NPQ却呈相反趋势。在15.0~120.0g/hm²处理之间,处理后7d和15d农大108号的所有指标均与对照差异不显著。综上所述,谷子对烟嘧磺隆的抗性弱于玉米,品种间也存在差异,部分原因是烟嘧磺隆显著降低了敏感品种叶片的叶绿素含量,虽然增加了光能热耗散,但PSⅡ功能还是受到抑制,导致光合能力下降。     

新优质谷子杂交种张杂谷15号

张杂谷15号是张家口市农业科学院利用自育光温敏谷子不育系A2为母本,与自育优质抗病恢复系阳高3号父变异株为父本配组育成的两系杂交谷子新品种.该品种于2013年、2014年参加国家谷子区试,2年产量结果均居参试品种第1位.2014年在区域生产试验中产量居参试品种第1位,产量表现突出,并于2013年在全国第十届优质食用粟评选中被评为一级优质米,2015年通过全国谷子品种鉴定委员会鉴定.     

不同密度、油菜素内酯和2,4-D丁酯对谷子光合特性及产量的影响

采用3因素二次通用旋转组合设计方法,探讨外源24-表油菜素内酯、种植密度、2,4-D丁酯对张杂谷5号光合特性与产量的影响。结果表明,单因素种植密度、2,4-D丁酯用量对叶绿素含量、净光合速率、叶面积指数和产量有显著影响;单因素24-表油菜素内酯对叶绿素含量和产量有显著影响。在所研究的3个因素中,24-表油菜素内酯和2,4-D丁酯的交互作用对4个指标均有显著影响;24-表油菜素内酯和种植密度的相互作用显著影响叶面积指数和产量。此3因素与产量间回归关系极显著,可用于实际生产预测。使张杂谷5号产量达最大的农艺方案为:24-表油菜素内酯浓度0.127mg/L,种植密度为33.1万株/hm²,施2,4-D丁酯736.5mL/hm²,预期产量为6629kg/hm²。     

局部根区灌溉对裸燕麦光合特征曲线及叶绿素荧光特性的影响

为探讨局部根区不同灌溉方式下裸燕麦(Avena nuda L.)光合能力下降的生理机制,采用盆栽及渗水盘供水方法,比较了交替根区灌溉(APRI)、固定根区灌溉(FPRI)和常规灌溉(CTRI)下,裸燕麦旗叶相对叶绿素含量(SPAD值)、光合特征曲线及叶绿素荧光动力学特性的差异。与CTRI处理相比,局部根区灌溉(包括APRI和FPRI处理)降低了叶片SPAD值、净光合速率(P_n)和初始羧化速率(CE),但APRI处理未明显降低初始量子效率(α)、PSII最大量子效率(F_v/F_m)、PSII实际光化学效率(Ф_PSII)、电子传递效率(ETR)和光化学效率 (q_P)。在2种局部根区灌溉模式中,APRI较FPRI显著提高了叶片SPAD值(P<0.05),而且APRI的叶片最大净光合速率(P_max)、α、光饱和点(LSP)、光能利用率(LUE)、C_i/C_a、CE、CO₂饱和点(C_i,sat)、初始荧光(F_o)、最大荧光(F_m)、Ф_PSII、ETR、q_P和非光化学效率(NPQ)均高于FPRI。APRI和FPRI的光合速率降低与气孔因素有关,FPRI光合速率降低还与PSII结构损伤有关;局部根区灌溉提高了裸燕麦干旱胁迫逆境下的耐受能力,APRI有利于保持更高的光合速率。     

极细链格孢激活蛋白对大豆光合特性、叶绿素荧光参数及产量的影响

为探讨激活蛋白对大豆生长、产量的影响,以大豆冀豆17为研究对象,利用光合仪与称重法测量了不同浓度极细链格孢激活蛋白(1,2,3,4,5,6μg/m L)处理后大豆的光合特性、叶绿素荧光参数及产量。结果表明,随着施用的极细链格孢激活蛋白浓度的增加,大豆叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、最大光化学量子效率(Fv/Fm)、有效量子效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(q P)呈先上升后下降的趋势。施用1,2,3,4μg/m L浓度的极细链格孢激活蛋白不仅提高了大豆叶绿素含量,而且增加了大豆叶片的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率,同时还能提高叶绿素荧光的最大光化学量子效率(Fv/Fm)、有效量子效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(q P)。其中以3,4μg/m L浓度的处理效果最好。施用更高浓度的激活蛋白(5,6μg/m L),上述光合特性与叶绿素荧光促进效果下降或者消失。施用中浓度激活蛋白(3,4μg/m L)大豆产量增加了11.21%~14.76%。结果表明,喷洒合适浓度的极细链格孢激活蛋白是一种促进大豆增产的有效措施。     

基于名优谷子品种晋谷21全基因组重测序的分子标记开发

小米因其营养丰富日益受到重视, 而小米的品质是民众选择小米时最为关注的指标。晋谷21米质优异, 但由于缺少基因组信息, 严重阻碍了其优异米质形成机制的研究。本研究利用高通量测序技术, 对晋谷21全基因组进行重测序, 获得了14.95 Gb高质量测序数据。进一步将其与豫谷1号参考基因组比较, 发掘了169 037个InDel位点和1 167 555个SNP位点, 其中长度在13~50 bp之间适于琼脂糖凝胶电泳检测的InDel位点为14 578个。选择其中1个SNP位点和68个InDel位点验证, 表明利用二代测序技术开发的InDel和SNP标记真实可靠。基于名优谷子晋谷21重测序数据开发的InDel和SNP分子标记具有通用性, 可用于其他谷子、狗尾草和谷莠子等种质资源的相关研究。同时, 开发了一个晋谷21特异的InDel标记2G5501976, 利用该标记即可快速鉴定待测材料是否为晋谷21及其衍生品种。本研究初步揭示了晋谷21的基因组特征, 不仅为深入解析其优异米质形成的分子机制奠定了基础, 而且为相关分子标记辅助育种、遗传分析和基因克隆提供了分子标记资源。     

谷子杂交种和常规种耐盐性筛选与研究

为了对谷子杂交种和常规品种进行耐盐性筛选与研究,选用山西、陕西、河北等地的27个常用谷子品种进行了芽期耐盐性筛选试验,对筛选出的芽期耐盐性品种进行了苗期耐盐性鉴定试验,对部分品种进行了盐胁迫条件下出苗和生长试验。结果表明不同谷子品种芽期在0 mmol L-1和150 mmol L-1盐胁迫下,相差很小,在200 mmol L-1盐胁迫下,差距明显。在200 mmol L-1NaCI溶液的环境下,张杂谷3号达到3级耐盐标准、张杂谷DH3达到5级耐盐标准。不同谷子品种在盐胁迫下随着盐浓度的提高,出苗率逐渐下降;随着盐浓度的提高,谷苗生长高度逐渐下降。个别不耐盐的谷子父母本,通过杂交获得的杂交种,耐盐能力得到显著增强。经结果分析,土壤盐度大于千分之三,不适宜谷子的正常生长,含盐量在千分之三以下的轻度盐碱地,是将来选育耐盐谷子品种的重点利用领域。     

不同施肥水平下谷友对晋谷21号光合特性及产量的影响

2011-2012年,采用3因素二次通用旋转组合设计,探讨氮肥、磷肥、除草剂谷友对晋谷21号光合特性与产量的影响。结果表明,单因素氮肥、磷肥用量对叶绿素含量指数、净光合速率、叶面积指数和产量有显著影响,随着施氮、磷量的增加,这4个指标均表现为先升后降的趋势;单因素除草剂谷友对净光合速率、叶面积指数和产量有显著影响,随着谷友量的增加,净光合速率、叶面积指数和产量均表现为先增后减趋势。在所研究的3个因素中,氮肥和除草剂谷友之间交互作用对叶绿素含量指数、净光合速率、叶面积指数和产量的影响达到显著水平。产量与3因素间具极显著的回归关系,且有较高的拟合程度,可预测实际生产。施N 198kg/hm2,施P2O588kg/hm2,施谷友1 956g/hm2的施肥除草模式可使晋谷21号产量最高,此时产量为5 274kg/hm2。     

张杂谷3号的解剖学结构与生物学特性的关系

针对张杂谷3号具有抗性强、产量高的特征,对其叶片解剖结构、叶表皮特征、茎的解剖结构以及穗分化特性进行综合研究,探讨了张杂谷3号与抗旱性、抗逆性以及高产有关的结构特征。结果表明,张杂谷3号为C4植物,叶片具有大维管束、叶绿体浓绿和密集、气孔密度高,叶片表皮毛密集,特化细胞多,气孔内陷的特征。茎具有维管束面积大,穗茎淀粉含量高的特征。谷子穗分化阶段枝梗原基数量多、密集,发育成的谷穗大、穗码密集,以上研究为其抗旱、高产能力的评价以及机理研究提供形态解剖学方面的依据。     

喷施多效唑对糜子生长及光合特性的影响

为了明确多效唑喷施时期和浓度对糜子生长及光合特性的影响,以‘齐黍1号’为研究材料,采用随机区组设计,于糜子分蘖期、拔节期和孕穗期叶面喷施150、300、600和1200mg/L多效唑,以清水作对照。结果表明,叶面喷施多效唑可以改变糜子植株茎秆的形态特征,使株高降低、茎粗增加,从而增强植株的抗倒伏能力。在同一喷施时期,随施药浓度的增加,糜子主茎高逐渐降低,节间增粗,抗倒伏力逐渐增强。在糜子生育时期喷施适宜浓度的多效唑能增加糜子的净光合速率、蒸腾速率及相对叶绿素含量,且随着多效唑浓度的增加均呈先增加后降低的变化趋势;在适宜时期喷施多效唑可提高糜子主穗重及主穗粒重,使糜子显著增产,且分蘖期喷施效果优于拔节期和孕穗期,但浓度过高时会降低增产效果。综合分析,在本试验条件下,分蘖期喷施300mg/L的多效唑可以有效增强糜子的抗倒伏能力及光合指标,提高产量,是较适宜糜子的防倒增产栽培措施。     

低氮胁迫对不同谷子品种生长和光合特性的影响

以12个谷子品种为试验材料,用蛭石为培养基,分别用氮浓度为5 mmol/L与0.1 mmol/L 的营养液养处理一个月后,测量鲜重、根长、根冠比、叶绿素含量、光合速率等生理指标。结果表明：低氮胁迫后不同品种的鲜重、叶绿素含量均不同程度降低,但叶绿素a/b升高,所有品种根冠比升高.所有品种的光合速率在低氮胁迫下不同程度降低。综合评价得出：龙谷31、龙谷25、晋谷41、冀谷31耐低氮胁迫能力较强。     

2种植物生长调节剂对糜子光合特性和产量的影响

为探究化学调控技术对糜子叶片光合特性和产量的调控效果,以糜子品种粘丰5号和齐黍1号为试验材料,采用大田试验,设置播种前1mg/L烯效唑（S₃₃₀₇）和50mg/L胺鲜酯（DTA-6）浸种2个处理,以清水浸种为对照（CK）,测定不同生育时期糜子的光合特性、干物质积累、农艺性状及产量构成因素等指标。结果表明,与CK相比,S₃₃₀₇和DTA-6浸种均可提高糜子拔节期和灌浆初期叶片叶绿素相对含量、气孔导度、蒸腾速率和净光合速率;S₃₃₀₇和DTA-6均可增加糜子茎粗,降低株高。S₃₃₀₇可提高灌浆盛期2个糜子品种茎干重、叶干重和穗干重,DTA-6对灌浆盛期糜子叶干重和穗干重有增加作用;S₃₃₀₇可提高2个糜子品种穗粒数;DTA-6增加了粘丰5号有效穗数,提高了齐黍1号穗粒数和千粒重。S₃₃₀₇和DTA-6处理下粘丰5号分别较CK增产11.05%和5.43%,齐黍1号分别较CK增产5.73%和16.24%。因此,S₃₃₀₇对粘丰5号、DTA-6对齐黍1号作用效果更好,增产率最高。     

光碳核肥处理对谷子光合特性和生理生化性能的影响

为探求光碳核肥对谷子光合特性、生理生化性能及产量性状的影响。以‘豫谷28’为试验材料,分析了开花期谷子各项生育指标对不同光碳核肥浓度处理的响应。试验共设4个处理：N0不喷施光碳核肥,设为对照(CK);N1、N2和N3喷施光碳核肥浓度分别为2.25、4.5和6.75 L/hm2 。结果表明,增施光碳核肥后,N1、N2和N3浓度处理下谷子光合特性和生理生化性能及产量均较对照(CK)显著增加,且峰值均出现在N2浓度处理下。其中在N2浓度处理下叶绿素a、叶绿素b、叶绿素(a+b)含量分别较对照(CK)增加了41.8%、53.8%和48.2%,光合速率、胞间CO2浓度、气孔导度和水分利用效率分别提高了30.9%、76.5%、66.7%和38.7%。可溶性糖和可溶性蛋白质含量分别较对照(CK)增加了95.1%和5.4倍;SOD、POD和CAT活性分别较对照(CK)提高了26.7%、86.8%和90.0%;重心高度较对照(CK)降低了8.3%,弯折力和抗倒指数则分别增加了56.5%和69.2%;穗长、穗粒质量、千粒质量、地上生物量和亩产量分别较对照(CK)提高了13.7%、60.4%、5.3%、58.1%和9.2%。综上所述,增施适宜浓度光碳核肥对于增强谷子的光合作用、改善其生理生化性能及提高产量具有重要意义。