水稻、稗草叶片超微结构与光合性能关系的研究

应用电镜研究了水稻及稗草灌浆期旗叶片的超微结构，并测定了单位叶面积叶绿体含量，叶绿素含量及光合强度，结果表明，叶绿一及光龛中度不但和单个叶绿体光合膜系统有关，更主要的是受单位叶面积内总光合 影响。水稻叶肉细胞不且多为多环形复式细胞，胞质丰富，内含较多叶绿体，单位叶面积内光合膜系统发达，韧皮部各种细胞内存在发达的胞间连丝，有利于光合产物由叶肉细胞共质体运输至筛胞分子，水稻叶片光合性能较高。稗草叶肉细     

不同绿豆品种的叶片解剖结构

选取开花结荚期间光合性能及活性氧代谢存在明显差异的不同绿豆品种,以石蜡切片研究其主茎节位各功能叶片解剖结构特征,探讨其植株衰老过程中叶片解剖结构的动态变化。结果表明,绿豆植株开花后,随生育进程,主茎开花节位叶片自下向上逐渐衰老,叶肉细胞逐渐解体,栅栏组织排列趋向紊乱,叶片厚度、栅栏组织厚度以及栅栏组织厚度与叶片厚度的比值均趋于减小;不同绿豆品种叶片解剖结构的动态变化存在着显著差异,高产品种叶片相对较厚,栅栏组织较发达,结构较紧密,生育后期叶肉细胞解体较慢。综合分析表明,绿豆叶片解剖结构的变化与其产量水平是密切相关的,功能叶片较厚、栅栏组织较发达的绿豆品种具有相对较高的产量潜力。     

不同架式温室葡萄冠位叶片及叶绿体结构的变化

【目的】研究温室葡萄不同受光架式和冠位叶片组织结构及其叶绿体超微结构的变化,为温室葡萄栽培提供理论依据。【方法】以温室的棚架、单篱架、双篱架葡萄为试材,分别采用光学显微和电子显微镜技术观测不同架式和冠位叶片的显微结构和叶绿体的超微结构。【结果】温室葡萄棚架受光优于篱架,篱架下部叶片受光极差,阴天对篱架受光的影响比棚架大,对下部影响比上部大;温室葡萄叶片的总厚、栅栏组织厚、组织密度CTR值及栅栏海绵组织比值等光合组织结构有所退化,但不同受光架式间和冠位间有差异。棚架的叶片质量均匀,光合组织发达,篱架的下部叶片结构严重退化;叶片总厚、栅栏组织厚与光照强度呈显著正相关;葡萄棚架叶片和篱架上部叶片的叶绿体数、基粒数、基粒片层数明显高于篱架下部的叶片。【结论】温室葡萄采取棚架栽培时整体叶片的叶绿体发育正常,而篱架下部叶片因长期弱光胁迫导致叶绿体结构发生异常变化。     

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。     

植物生长物质对大豆叶片形态解剖结构及光合特性的影响

2006年度在黑龙江八一农垦大学实验农场大田栽培条件下,以大豆垦农4号为试材,选用植物生长物质为2-N,N-二乙氨基乙基己酸酯(DTA)、氯化胆碱(CC)和SOD模拟物(SOD_M),于开花始期叶面喷施,对大豆叶片形态解剖结构和光合指标进行了研究。结果表明,各处理的叶片栅栏组织厚度及栅海比增加,栅栏组织细胞排列的紧密程度为SOD_M＞DTA ＞CC＞CK;各处理不同程度地增加了单个细胞的叶绿体数、单个叶绿体中的基粒片层数和淀粉粒数,降低了叶绿体中的嗜锇体数;SOD_M、DTA分别显著、极显著增加了叶绿体的基粒数;各处理普遍提高了生育后期叶片Chl a、Chl b和Chl(a+b)含量,增加了Chl b/a比值;在较干旱条件下,与对照相比,各处理能使叶面积指数和光合势达到最大值时间提前,增加了籽粒干物质积累时期的总光合势,提高了净光合速率。     

低温弱光对西葫芦叶片光合特性及显微结构的影响

在不同温度和光照条件下研究了低温弱光对西葫芦幼苗叶片解剖结构的影响。结果表明:低温弱光处理使得西葫芦叶片上下表皮细胞密度、细胞直径、气孔大小以及气孔密度均变小,栅栏组织厚度及叶片厚度均减小,海绵组织也变得更为疏松,栅栏组织/海绵组织的比值减小,细胞间隙变大。低温弱光处理后西葫芦幼苗叶片光合速率及叶绿素含量下降较明显。     

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.     

弱光逆境对番茄幼苗形态、生理特征及叶片超微结构的影响

以两个不同生态型的番茄变种为试材,分别在对照(400～450 μmol/(m~2·s))和弱光逆境下(75～100 μmol/(m~2·s))研究番茄形态、生理指标及叶绿体超微结构的变化.结果表明:弱光显著抑制了番茄的生长,普通大果番茄(美粉二号)和樱桃番茄(红圣果)总的干物质含量分别下降了22.43%和28.87%,二者的壮苗指数分别比对照下降33.53%和51.48%,说明弱光条件下的植株发生了徒长.弱光下叶片光合色素含量显著增加,Chla/b则显著下降,有利于叶片捕获有限的光能.弱光逆境下番茄叶片净光合速率(Pn)下降,气孔导度也随Pn降低,但胞间CO_2浓度增高,表明弱光下番茄光合作用的限制因素是非气孔因素.弱光使番茄叶片厚度薄,栅栏组织与海绵组织比值减小.电镜观察结果表明,番茄叶片栅栏细胞内叶绿体数目及淀粉粒数目成比例减少,叶绿体和淀粉粒减小,叶绿体内基粒数和单个基粒中的片层数增加,这是弱光逆境对番茄叶绿体超微结构影响的首次报道.揭示了弱光与番茄生长及其光合系统结构性能之间的关系,为番茄耐弱光品种的选育提供理论参考.     

不同品种小麦灌浆期旗叶光合特性及光合基因表达对臭氧浓度升高的响应

利用开放式臭氧(O₃)浓度升高平台,以不同小麦品种(烟农19和扬麦16)为供试作物,研究了O₃浓度升高条件下不同品种灌浆期叶片光合特性和光合基因表达的差异。结果表明,与对照处理相比,O₃浓度升高处理达75d导致小麦灌浆期叶片光合响应参数表观量子效率、最大净光合速率和叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量下降,使得小麦灌浆期叶片总可溶性糖、蔗糖、果糖、葡萄糖含量增加。通过荧光定量PCR测定发现, O₃浓度升高还引起小麦叶片叶绿体编码基因psaA、psbA和rbcL基因表达下调。不同小麦品种光合生理指标和叶绿体基因表达水平的变化幅度不同,烟农19的响应幅度均大于扬麦16。该研究结果可为O₃污染环境下不同小麦品种光合响应差异机制和小麦耐性品种的选育提供理论依据。     

5个园林绿化树种的叶片解剖结构与光合生理及抗旱性

采用石蜡切片法,对5个园林绿化树种的叶片解剖结构和光合生理指标进行观测,主要包括叶片厚度、表皮厚度、角质层厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、叶片结构紧实度、光合色素、光合速率、蒸腾速率等。结果表明:5个园林绿化树种的栅栏组织均较为发达,但其厚度性状存在一定差异性,叶片上下表皮排列紧密,均由一层细胞组成,上表皮细胞厚度下表皮厚度,上表皮角质层和下表皮角质层厚度排序依次为文冠果新疆杨大叶白蜡黑核桃夏橡,气孔大小排序与其相反;5个园林绿化树种的光合生理指标之间差异不明显;5个园林绿化树种抗旱排序为文冠果新疆杨大叶白蜡黑核桃夏橡。     

水稻生育后期叶片早衰突变体的光合特性与叶绿体超微结构观察

以旗叶早衰的水稻突变体(psf)与其野生型对照(浙恢7954)为材料,对两者在水稻抽穗开花后旗叶衰老过程中的光合速率、叶绿素荧光和叶绿体超微结构比较分析表明,旗叶早衰突变后的每穗实粒数、结实率、千粒重和单株产量均不同程度降低,以对每穗实粒数和结实率的影响程度最明显; 在水稻灌浆期间,psf旗叶的叶绿素含量、叶绿素a/b值、净光合速率(P_n)、PSII潜在活性(F_v/F_o)和最大光化学效率(F_v/F_m)均比其野生型对照明显降低,且随着抽穗开花后天数的推移,供试材料间的差异幅度呈逐渐拉大趋势; psf叶肉细胞中的叶绿体排列、形态大小及其类囊体结构在水稻抽穗开花期基本正常,但随着叶片衰老过程的推进,psf叶肉细胞中的叶绿体相继会出现沿细胞壁周缘化、外部形态缩皱变形、嗜锇颗粒增多变大、类囊体膜系统退化、片层结构完全解体等变化。其中,叶绿体沿叶肉细胞壁排列的周缘化与外形结构的球状化表现,与叶绿体类囊体膜系统损伤和开始降解之前的净光合速率(P_n)下降有关,而由类囊体膜系统受损所带来的F_v/F_m和F_v/F_o下降过程,则相对滞后于P_n和叶绿素含量下降的起始时间。     

水稻“斑马叶”突变体B411叶绿体超微结构的观察

采用透射电镜技术,对水稻突变体B411"斑马叶"出现过程中叶片的叶绿体超微结构进行了研究。结果表明,在叶片包于叶鞘内的心叶期,叶片绿区叶绿体呈纺锤形,类囊体片层纵向整齐排列;黄区叶绿体呈不规则椭圆形,类囊体片层排列不规则。在叶片抽出叶鞘1d的嫩叶期,叶片绿区叶绿体类囊体片层增多并垛叠形成基粒结构,它们沿长轴整齐排列;黄区叶绿体类囊体膜断裂,片断化。在成熟期,叶片绿区叶绿体类囊体片层变得丰富和形成许多基粒结构;叶片黄区叶绿体内部结构严重解体,整个叶绿体呈高电子密度的囊泡状结构。在复绿期,叶片黄区逐渐变成绿色,叶绿体结构恢复正常,类囊体膜系统重建,且有序地沿叶绿体长轴方向排列,在基质中形成淀粉粒,表明其光合能力恢复。     

三个转Bt基因抗虫杂交棉杂种优势的解剖学分析

选取湘杂棉3号、南抗3号和鲁棉研15等3个大面积推广的强优势转Bt基因抗虫杂交棉及其亲本为材料,剖析盛花期主茎功能叶（倒4叶）的叶片结构、叶表皮气孔特征以及主茎功能叶的叶脉、叶柄、铃柄和对应的果枝叶叶柄等器官的维管束组织结构。结果表明,3个F1及亲本共9个材料的主茎功能叶（倒4叶）主叶脉中的维管束形态有三分支型、两分支型和无分支型3种,杂种及亲本之一的维管束都为三分支型,说明三分支型的维管束是显性遗传。F1功能叶主叶脉、功能叶叶柄、果枝叶叶柄、铃柄的维管束性状（导管总数、单个导管面积、维管束总面积、维管束组织比）和叶片厚度、叶片栅栏细胞大小的优势表现因组合而异。主叶脉、功能叶叶柄、果枝叶叶柄、铃柄的维管束以及叶片厚度、叶片栅栏细胞大小的优势与杂种的产量优势可能没有关系或相关性较小。3个F1的下表皮单位叶面积气孔总面积均表现超亲优势。果枝叶可能比主茎功能叶对铃的发育影响更大。     

不同时期灌溉对华北平原春玉米穗粒数的影响

干旱胁迫是限制华北地区春玉米穗粒数形成的关键因子,探究不同时期灌溉对穗粒数的影响,对提高该地区春玉米产量和水分利用效率具有重要意义。在2014—2016年进行3年大田试验,设置拔节期、大口期、抽雄期、吐丝后15 d灌水和不灌水对照(CK),明确不同时期灌水对土壤水分变化、吐丝期穗位叶光合速率、穗粒数的影响及其相互关系。结果表明,在干旱和关键生育时期缺水的年份,灌水处理可以提高春玉米穗粒数,其中花期灌水较其他处理提高了1.4%～97.0%(2014年和2015年);而在多雨的2016年,各个灌水处理间穗粒数差异不显著。拔节期和大口期灌水促进了春玉米营养生长,提高了叶面积指数和生物量,但春玉米花期遭遇干旱胁迫仍会降低穗粒数。花期灌水处理在营养生长阶段受干旱胁迫影响,叶面积指数和生物量都降低,但保证了吐丝—授粉—籽粒建成关键阶段有充足的水分供应,其吐丝期光合速率较其他处理提高5.2%～32.8%。回归分析结果表明,吐丝期充足的土壤水含量可以显著提高春玉米光合速率(P=0.0034)和穗粒数(P=0.0137),但过多降水(降低光辐射)会影响光合作用及籽粒结实。因此,花期灌水是干旱年份保证春玉...     

小麦叶片衰老的超微立体学研究及6-苄氨基嘌呤的作用

用电子显微镜和立体学方法考察了自然条件下小麦叶片衰老过程中超微结构的立体学参数变化及６－苄氨基嘌呤的调节作用,结果表明：在叶片衰老过程中叶绿体的体积膨胀且由椭球形变为球形,其体密度,面密度和数密度均下降,基粒变小且失去严整性,类囊体膨胀,但每叶绿体中基粒的数目在衰老早期是增加的;ＢＡ能够维持叶绿体和基粒结构,形态的稳定,对各立体学参数均有一定影响。     

Identification and genetic mapping of a novel incompletely dominant yellow leaf color gene, <Emphasis Type="Italic">Y1718</Emphasis>, on chromosome 2BS in wheat

The yellow-green leaf color mutant (Ygm) is a spontaneous mutant derived from the common wheat (Triticum aestivum L.) cultivar Xinong1718. Genetic analysis has shown that a novel single incompletely dominant gene (Y1718) is responsible for the yellow leaf color phenotype. The progeny of Ygm exhibit three distinct leaf color phenotypes, i.e., yellow (Y), yellow-green (Yg), and normal green (G). Y plants have yellow-green leaves in the seedling stage, which become yellow or a strong gold-yellow in the booting stage, with dwarfism and thin tillers until the flowering stage, and underdeveloped thylakoid membranes without well-structured grana in the chloroplasts. Yg plants always have a yellow-green phenotype with a number of well-structured grana that are loosely connected with stroma lamellae in the chloroplasts, where their main agronomic traits are the same as Xinong1718 and G plants, but the seed yield is low. Compared with Xinong1718 and G plants, Y and Yg plants had much lower chlorophyll (Chl) a, Chl b, and carotenoid contents in the booting stage. Molecular analysis using an F₂ population and F_2:3 lines derived from a cross of Yg and Shannong1 indicated that the Y1718 gene is located on chromosome 2BS, where it is flanked by the simple sequence repeat marker Xwmc25 and expressed sequence tag-sequence tagged sites marker BE498358 at genetic distances of 1.7 and 4.0 cM, respectively. Our results facilitate the fine mapping and gene cloning of Y1718 to explore chlorophyll synthesis, metabolism, and development in wheat.     

北疆灌耕灰漠土施钾对棉花钾素营养生理和产量的影响

 选择新疆北疆棉区具有代表性的灌耕灰漠土,采用透射电镜显微技术和常规分析方法,对棉花的钾素营养和钾肥肥效进行了研究。结果表明,施钾可提高棉花冠层功能叶的气孔导度,改善棉花生长中后期功能叶的叶绿体超微结构,使基粒片层数量多且排列整齐致密,而不施钾会导致棉花功能叶片叶绿体过早解体。施钾显著提高了棉花的含钾量,叶和铃壳中钾含量比对照分别增加了13.3%和6.3%。施钾可使果枝数增加11.8%,显著提高皮棉产量,但对纤维品质无明显作用。     

灌水和追氮对冬小麦植株性状和产量的影响

为了明确灌水和追氮对冬小麦茎秆性状和产量的影响,以‘京9428’为材料,分析了不同时期灌水和追氮对小麦茎秆性状及产量和产量构成因素的影响。结果表明,春3、4叶期一次性肥水使基部第一、二节间显著较长,穗下节显著较短,株高显著较低,公顷穗数和穗粒数显著较少,产量显著较低。春3、4叶期灌水后春5叶期灌水追肥的处理,虽然基部节间也较长,但穗下节间显著较长,株高显著较高,公顷穗数和穗粒数显著较多,产量显著较高,其他处理的结果处于以上二者之间;灌水和追氮都能显著提高小麦顶部功能叶光合速率,但春5叶期较春3、4叶期灌水追氮显著提高开花后冬小麦顶部功能叶的光合速率;灌水和追氮时期对单株茎数和单茎干重影响不大。该区域小麦春季肥水以春3、4叶期灌水,春5叶期一次性追肥较适宜。     

覆膜方式和密度对旱地绿豆光合特性及产量的影响

以晋绿豆8号为材料,采用双因素完全随机区组设计,研究不同覆膜方式和密度对旱地绿豆各生育期植株叶面积指数（LAI）、叶绿素相对含量（SPAD）、光合特性及产量的影响。结果表明,在绿豆整个生育期,随着密度增加,叶面积指数（LAI）、净光合速率（Pn）、叶片水分利用效率（LWUE）均增加,蒸腾速率（Tr）降低。与膜上穴播与露地条播相比,膜侧穴播SPAD值分别高4.15%、9.40%,LAI高13.1%、24.5%,净光合速率（Pn）高10.15%、9.93%,蒸腾速率（Tr）高7.5%、11.2%,分枝期到始熟期叶片水分利用效率（LWUE）高3.98%、4.73%。与露地条播相比,覆膜能够明显提高绿豆株高、分枝数、单株荚数;随密度增加,绿豆单株荚数与产量提高明显,膜侧穴播和膜上穴播产量分别提高24.2%、19.9%。其中膜侧穴播（密度16.50万株/hm ²）