转基因抗虫杂交棉KB02高产生理特性研究

为了探明转基因抗虫杂交棉KB02高产机理,以抗虫杂交棉KB02 F1及KB02 F2与两亲本和太D5 F1、鄂抗棉13为材料,研究了转基因抗虫杂交棉KB02的生理特性（叶绿素SPAD值、SOD活性、POD活性与MDA含量）。结果表明,本试验条件下,盛铃末期（8月17日左右）为棉花叶片从生理功能旺盛到衰老的转折时期;吐絮初期（9月10日左右）棉花叶片的POD活性与籽棉产量呈负显著相关关系,相关系数(r)是-0.8925*;随着植株的衰老（8月17日—9月10日左右）,不同品种的SOD、POD活性和MDA含量都逐渐升高;9月10日左右,转基因抗虫杂交棉KB02F1的植株叶片叶绿素含量和SOD活性较高,而POD活性与MDA含量较低,显示了较其他品种抗衰老的特性,最终获得了最高产量3828 kg/hm2;KB02F2在抗衰老的生理特性和产量上有所衰退,但仍强于常规棉及亲本。     

棉花上部叶片叶绿素SPAD值动态变化研究

为了探索利用叶绿素SPAD值在不同生育阶段进行棉花营养诊断的方法,以2个早熟品种（‘中棉所36’、‘中棉所50’）和2个中熟品种（‘中棉所41’、‘鲁棉28’）为对象,研究了棉花主茎倒1至倒4叶在全生育期的叶绿素SPAD值动态变化,并研究了氮、磷施用量对鲁棉28蕾期、花期和吐絮期主茎功能叶的SPAD值影响。结果表明：2个早熟品种的棉花主茎叶全生育期SPAD值呈现倒一叶<倒二叶<倒三叶<倒四叶的规律,2个中熟品种在盛铃期以前主茎4片叶SPAD值也呈现和早熟品种一样的规律,但盛铃期以后SPAD值叶序变化不规则。在吐絮前,棉花主茎倒四叶SPAD值可以作为棉株营养诊断的参考,早熟品种棉花主茎倒一叶或倒二叶吐絮前10天和吐絮后10天左右的SPAD差值大小可以作为棉株衰老程度的参考值,中熟品种棉花主茎倒三叶吐絮前15天和吐絮后15天左右的SPAD差值大小可以作为棉株衰老程度的参考值。本试验条件下,纯氮用量高于270 kg/hm2,吐絮期主茎功能叶SPAD值与不施氮处理差异极显著,高氮处理利于主茎功能叶在吐絮期维持较高的SPAD值;纯P2O5用量在120 kg/hm2即能使吐絮期主茎功能叶维持较高的SPAD值,增加磷肥用量SPAD值反而下降。     

棉花叶片自然衰老和病害胁迫时SOD、POD活性与光合特性的变化

棉花主茎叶片的超氧物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性、叶绿素含量及净光合速率等因叶龄不同而变化。主茎下部衰老叶片的SOD、POD活性明显降低、叶绿素含量减少、光合作用功能衰退。同时,棉株受到病害胁迫时,叶片的SOD活性也会明显下降,但是,POD活性则上升。当发病植株恢复正常生长后,棉花叶片的SOD、POD活性仍能恢复正常。     

氮钾营养对棉花主茎功能叶衰老的生理效应研究

在大田试验条件下,以转基因抗虫棉鲁棉研28为材料,设置适氮适钾(N2K2)、适氮轻钾(N2K1)、轻氮适钾(N1K2)、无氮钾(N0K0)4个处理,研究氮钾营养对转基因抗虫棉主茎功能叶叶绿素含量、叶绿素荧光参数、蛋白质含量和抗氧化酶系统特征的影响。结果表明,盛铃期一天内棉花主茎功能叶荧光参数Fv/Fm、ФPSⅡ、qP总体呈现高、低、高的"V"字型变化趋势,以ФPSⅡ最为明显。不同处理间各荧光参数多以N2K1处理值最高,N0K0处理最低。盛铃期叶绿素含量N2K2、N1K2和N2K1分别比N0K0高38.0%、24.0%和20.7%。处理间主茎功能叶蛋白质含量、SOD活性在生育中后期均以N0K0最低,MDA、ABA含量则以N0K0最高。说明维持一定氮钾营养水平利于保持棉花中后期主茎功能叶生理活性,从而有效延缓衰老。     

NaCl 胁迫对棉花叶片衰老特征的影响及其生理学机 制简

 以叶片衰老快慢不同的两个棉花品系L21和L22为材料,研究了NaCl胁迫对棉花叶片衰老的影响及其相应的生理学机制。温室内水培棉苗,待第5片真叶展开20 d后用含125 mmol·L^-1 NaCl的营养液处理棉苗,以不含NaCl的营养液处理为对照。结果显示,NaCl胁迫下L21和L22叶片中叶绿素含量和光合作用速率下降,叶片和根中的Na⁺含量上升、K⁺含量降低;NaCl胁迫还增加了棉株体内脱落酸（ABA）含量、降低了玉米素核苷（ZR）含量。表明K+含量降低以及ABA含量升高、ZR含量下降是NaCl胁迫促进棉花叶片衰老的重要原因。     

氮肥和DPC用量对棉花叶片叶绿素含量和SPAD值的影响

 在大田条件下研究了氮肥和缩节胺（DPC）用量对中早熟棉花品种豫杂35和早熟品种银山1号叶片叶绿素含量、SPAD值的影响。结果表明,随着施氮量或DPC用量的增加,两个品种的叶片叶绿素含量和SPAD值均呈增加趋势。叶片叶绿素含量和SPAD值呈正相关关系,但生育后期叶绿素含量的下降明显快于SPAD值,表现为吐絮期的叶绿素含量显著低于盛铃期,而吐絮期的SPAD值与盛铃期差异不显著。因此,在DPC化控条件下,仍可使用SPAD值进行棉花叶色诊断,但应注意生育后期SPAD值与叶绿素含量的不同趋势。     

不同小豆品种(系)叶片衰老与活性氧代谢

以高产小豆品种(系)2000-75、冀红9218和低产品种(系)红宝1号、湾选1号为材料,研究小豆开花至成熟期主茎开花节叶片的叶绿素含量、可溶性蛋白含量、酶促防御系统保护性酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和丙二醛(MDA)积累量的变化规律。结果表明,小豆开花后,随着衰老进程的推进,主茎开花节位叶片自下向上依次衰老,其叶绿素、可溶性蛋白含量、SOD、CAT活性均呈下降趋势,POD活性、MDA积累量持续上升。与低产品种(系)相比,高产品种(系)主茎开花节位叶片衰老缓慢,生育后期仍保持较高的叶绿素、可溶性蛋白含量和SOD、CAT活性,籽粒产量高。相关分析表明,小豆产量与生育后期各节位叶片的叶绿素、可溶性蛋白含量、SOD、CAT活性呈极显著正相关,POD活性和MDA含量与产量呈现显著负相关。研究表明,小豆生育后期,有效控制和延迟叶片衰老,对籽粒产量形成具有重要作用。     

低温对转Bt基因棉杀虫蛋白表达及其氮代谢的影响

 以2个转Bt基因抗虫棉,泗抗1号（常规种）、泗抗3号（杂交种）为材料,研究了低温对转Bt基因抗虫棉叶片中杀虫蛋白表达量和氮代谢的影响。2007年,于盛蕾期、盛花期、盛铃期,将盆栽棉花18 ℃低温下处理24 h。2008年,在18 ℃低温下处理48 h。研究结果表明,低温胁迫显著降低转Bt基因抗虫棉品种叶片中杀虫蛋白表达量。但盛铃期,下降幅度最大。其中低温胁迫24 h后,泗抗1号下降23.7%,泗抗3号下降28.1%;低温胁迫48 h后,2个品种分别下降52.9%和47.6%。叶片中丙酮酸转氨酶（GPT）活性、游离氨基酸、可溶性蛋白含量与蛋白酶活性在低温胁迫下表现相同趋势。以上结果表明,低温可能导致叶片可溶性蛋白的合成量降低,从而导致杀虫蛋白表达水平的下降。但对可溶性蛋白的分解并未有明显影响。     

棉花茎枝叶形态模型研究

 在2005－2006年盆栽试验基础上,系统分析了生态因子对棉花主茎叶、果枝叶和主茎节间、果节形态发生的影响,量化了温度、氮素、水分、化控（DPC）等与棉花各器官形态建成的关系,构建了基于有效积温（GDD）、以Logistic模型为基础的棉花主茎和果枝的叶片长度、宽度、叶柄长度及主茎节间、果节长度和粗度形态发生的动态模型。利用不同氮素水平、不同品种、水分、化控试验资料对模型进行了检验。结果表明,棉花主茎和果枝的叶片长度和宽度、叶柄长度及主茎节间、果节长度和粗度的模拟值与观察值之间均方差根（RMSE）分别为0.66 cm、0.87 cm、0.77 cm、0.57 cm、0.77 mm、0.43 cm、0.55 cm、0.43 cm、0.73 cm、0.56 mm,棉花器官形态发生的模拟值与观测值具有较好的吻合度,说明模型具有较好的预测性和准确性     

棉花主茎叶SPAD值与氮素营养诊断研究

选用美棉33B和泗棉3号两个叶色深浅差异明显的品种,设置氮素水平（0、120、240、360和480 kg hm^-2纯氮）试验,研究棉花主茎叶SPAD值的叶位分布,对棉花进行氮素营养诊断。结果表明,棉花主茎顶部4张定型叶片的SPAD值对施氮水平反应的敏感程度存在显著差异,随施氮量增加,棉花主茎顶1、2、3、4定型叶SPAD值的大小位次发生明显变化,其中以顶1定型叶对施氮量增加的响应最为敏感,顶4定型叶最为迟钝。利用顶1定型叶与顶4定型叶SPAD值的相对差值,可较精确地诊断棉花的氮素营养水平,并能克服品种和生育时期不同的影响,是一种具有普适性的棉花氮素营养诊断指标。     

彩色棉主茎功能叶片生理特性比较研究

 以棕色棉皖棉38号、绿色棉皖棉39号和白色棉皖棉25号为材料,研究了2个彩色棉品种主茎功能叶片主要生理特性的差异。结果表明,彩色棉主茎功能叶片的叶绿素、可溶性蛋白质及可溶性糖含量全生育期变化趋势与白色棉一致,均在盛花期达到极大值,但全生育期3个指标净值均低于白色棉,且在盛花期以后迅速降低;彩色棉品种超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性在整个生育期变化较为相似,SOD、POD活性在盛花期达到高峰后下降。与棕色棉相比,绿色棉的SOD、POD、CAT的活性除初花期较高外,其余3个时期均低于棕色棉;初花期棕色棉的MDA含量较高,吐絮期绿色棉较高。由此可知,绿色棉在受到逆境伤害的时候,功能叶片会提高保护酶的活性,降低逆境对棉株的损伤。吐絮期绿色棉保护酶活性下降较快,出现早衰现象。     

棉花源库比对中、下部果枝叶生理活性及铃重的影响

以转基因抗虫杂交棉中棉所29(CCRI29)为材料,通过去叶和去蕾处理,研究改变源库比对大田棉花中、下部果枝叶生理活性的影响。结果表明：减库处理可以提高中、下部果枝叶片中蛋白质的含量,促进后期果枝叶中叶绿素的合成,延长叶片功能期。减源处理促进中、下部果枝叶生长前期果枝叶中叶绿素含量,表现出暂时性的超补偿效应,但是在果枝叶生长后期,叶绿素含量快速下降;并且减源处理不利于叶片中蛋白质的合成。提高源/库比、降低源/库比均降低了中、下部果枝叶中SOD和POD活性,对MDA含量的影响为：减源＞CK＞减库。源库比例的改变影响叶片的寿命和功能,改变棉花源库比,打破了源库平衡,其叶片的生理活性也会发生相应变化。受源器官生理特性变化的影响,不同处理单铃重差异较大,表现为：减库＞CK＞减源。     

棉花叶片衰老生理研究进展

随着转基因棉花的大面积推广,棉花早衰发生加重,已经成为制约棉花发展的重要因素,有关早衰的研究成为学者关注的焦点。综述了近年来国内外有关棉花叶片衰老生理的研究结果,主要包括衰老过程中各种生理生化指标的变化特征,以及防止棉花叶片衰老的各种调控措施。文中概述了一些常用的棉花叶片衰老生理生化指标,如叶绿素、蛋白质、丙二醛(MDA)、活性氧清除系统(SOD、POD、CAT)、激素(生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸、乙烯、多胺)等。大量研究表明在棉花叶片衰老过程中叶绿素、蛋白质含量急剧下降,而MDA含量快速上升,活性氧清除系统酶活性产生相应的变化,各内源激素的含量也具有各自变化特点。针对棉花早衰的生理过程,通过采用植物生长调节剂,氮、钾、钙3种肥料,以及水分、光照、温度、气体等环境因子的调节措施来预防叶片早衰以及对出现叶片早衰后的稳产措施。最后对棉花叶片早衰的研究方向进行了展望。     

超高产夏玉米花粒期不同部位叶片衰老与抗氧化酶特性

为探讨超高产玉米叶源衰老特征, 揭示其抗氧化关键酶及膜脂过氧化特性, 为玉米衰老调控和高产栽培提供依据, 本研究在大田条件下, 以我国创高产纪录的夏玉米为例, 从单株水平上对高产纪录试验(EHYR)和普通生产田(MCFF)玉米叶片衰老及抗氧化酶特性比较表明, EHYR产量达19 349 kg hm^-2, 是MCFF的2.28倍。MCFF和EHYR叶片分别在开花后30 d和50 d进入速衰期, MCFF叶片衰老比EHYR提前20 d;速衰期EHYR叶面积降幅比MCFF低5.7%。EHYR在籽粒灌浆后期, 中上部叶片净光合速率较高, 可溶性蛋白含量明显高于MCFF, 而MDA含量则维持较低水平。在叶片衰老过程中, 自开花后20 d开始, EHYR上部和中部叶片SOD活性较高, 下部叶片则以SOD、POD和CAT三者活性较高;MCFF仅中部叶片POD和CAT活性较高。EHYR叶片衰老程度与CAT活性极显著负相关, MCFF叶片衰老与SOD和POD活性显著负相关, 且二者叶片衰老进程中SOD、POD、CAT的直接作用大于间接作用。与MCFF相比, EHYR叶片除具较高SOD和POD活性外, 在籽粒灌浆后期同时保持较高CAT活性和可溶性蛋白含量是降低膜脂过氧化程度, 延缓叶片衰老的重要原因。开花后20 d是EHYR与MCFF叶片衰老出现差异的生理临界点, 因而在此时期之前调控更有利于延缓衰老。     

不同栽培模式下春玉米花后衰老的差异性研究

研究不同栽培模式下春玉米花后衰老的差异性,为解析不同模式的产量差异、评价模式优劣和延衰调控提供理论指导。以‘金山27’为供试品种,设农户(NH)、高产(GC)和再高产(ZGC) 3种栽培模式,测定春玉米根冠生理指标的变化规律。不同栽培模式下玉米各层位叶片衰老速率均表现为NH>GC>ZGC,穗位叶衰老速率小于穗上、穗下第3叶。叶片SOD和POD活性均表现为ZGC>GC>NH,酶活性峰值的出现时间ZGC较NH和GC晚10天左右。叶片MDA含量均表现为NH>GC>ZGC,但在不同阶段差异幅度有所变化。根系活力总体上表现为ZGC>GC>NH,且模式间的差异随根层深度的增加而增加;根系活力随生育进程的推移而下降,其降速表现为NH>GC>ZGC。ZGC模式种植密度较高（9万株/hm2）,合理的养分调控及深松有效延缓了玉米花后的衰老速度,叶片SOD和POD活性强,MDA含量低。同时深松和氮肥后移提高了花后根系活力,保证了增密后的养分供应,为高产的实现奠定了基础。     

DPC对棉花叶片发育及活性氧代谢的影响

以中棉所１８为材料，研究了大田条件下ＤＰＣ（缩节安）系统化控对棉叶发育和活性氧代谢的影响，结果表明，ＤＰＣ提高了叶片中叶绿素、可溶性蛋白的含量，降低和减轻了膜脂过氧化产物丙二醛（ＭＤＡ）的积累，提高了超氧物歧化酶（ＳＯＤ）活性，降低了过氧化氢酶（ＣＡＴ）、过氧化物酶（ＰＯＤ）活性，改善了活性氧代谢。ＤＰＣ具有显著延缓叶片衰老的效应，可能与改变了内源激素系统、改善了活性氧代谢有关。     

水稻叶片早衰突变体ospls3的生理特征和基因定位

叶片衰老是作物叶片发育的最后阶段,功能叶早衰将影响作物产量和品质,因此,研究叶片早衰的分子与生理机制对于培育耐早衰优良品种具有重要意义。本研究利用⁶⁰Co辐射诱变籼稻N142,获得叶片早衰突变体ospls3,其叶片早衰始于分蘖期,最先表现为叶尖变褐及叶中上部出现褐色斑点,并向叶基部蔓延而使叶片枯死。生理分析表明,野生型剑叶的叶绿素含量显著低于倒二叶和倒三叶,而突变体的含量则分别低于野生型且依次显著降低;野生型剑叶、倒二叶和倒三叶间的超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量、O₂^?含量和H₂O₂含量基本不变,而突变体的这些活性和含量则依次显著升高;野生型剑叶、倒二叶和倒三叶的可溶性蛋白含量和过氧化氢酶(CAT)活性变化不显著,而突变体则依次降低。遗传分析表明,ospls3受1对隐性基因控制,借助图位克隆技术将该基因定位于第12染色体长臂的RM6953与RM28753之间,物理距离为294 kb,该结果为进一步克隆OsPLS3基因并研究其功能奠定了基础。     

棉花株冠光合特性的研究

本文对棉花盛铃期的株冠结构进行了不同层次的光合特性分析,用放射性同位素整株标记法研究了棉花株冠不同层次光合器官的相对光合强度,~(14)C—同化物的运输和分配以及棉花群体的相对呼吸强度;揭示了棉花盛铃期复杂株冠结构与光合特性的联系,为高产育种和栽培提供了部分理论依据。     

乙矮合剂对不同密度夏玉米花粒期不同部位叶片衰老特性的影响

为探讨乙矮合剂对密植夏玉米叶片衰老及后期早衰的调控机制, 建立华北夏玉米区密植高产稳产化学调控技术, 以中单909和浚单20为材料, 设置乙矮合剂(ECK)和密度梯度处理, 研究密度梯度对夏玉米花粒期不同部位叶片衰老特性的影响与ECK的调控效应。结果表明, 随密度增加, 两品种花粒期单株叶面积减小且降幅增大; 各叶位叶片的叶绿素相对含量和可溶性蛋白含量呈下降趋势; 超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性呈降低趋势; 丙二醛(MDA)含量则呈增高趋势; 上述指标在叶位和品种间存在差异。ECK处理显著提高各密度不同部位叶片SOD、CAT、POD活性和叶绿素相对含量及可溶性蛋白含量, 显著降低MDA含量; 单株绿叶面积降幅减小, 叶片衰老进程延缓, 衰老程度减轻。ECK处理后, 较高密度群体下(7.5~10.5万株 hm^-2), 中单909和浚单20较各自对照分别增产5.59%~6.63%和6.73%~8.10%。因此, 采用合理的种植密度结合喷施乙矮合剂可作为华北夏玉米区高产栽培的重要技术措施。