5个甘蔗新品系叶绿素荧光参数的比较

[目的]比较了5个甘蔗新品系的光合生理特性,以期为高光效甘蔗亲本或种质的筛选和栽培提供理论依据。[方法]选择云蔗02588、云蔗14658、云蔗14599、云蔗17613和云蔗17637为参试新品系。采用手持便携式SPAD-502 Plus叶绿素仪、PAM-2500便携式荧光仪测定参试品系叶片的叶绿素含量(SPAD值)、叶绿素荧光参数、单产及蔗糖产量。通过相关性分析、主成分分析、隶属函数法和灰色关联度分析对参试品系进行综合评价。[结果]5个品系的SPAD值和叶绿素荧光参数均存在显著或极显著差异。相关分析表明,初始荧光(F₀)与最大荧光(F_m)、潜在光化学效率(F_v/F₀)与最大光化学效率(F_v/F_m)呈极显著正相关;PSⅡ光能捕获效率(ΦPSⅡ)分别与光合量子产量[Y(Ⅱ)]和光化学淬灭系数(qP)呈极显著正相关,与非光化学淬灭系数(qN)呈显著负相关。主成分分析表明,前3个主成分累计贡献率达91.078%,代表了绝大部分数据的信息;灰色关联度分析表明,F...     

NaCl胁迫对葡萄砧木光合特性与叶绿素荧光参数的影响

为探究葡萄（Vitis sp.）砧木对盐胁迫的响应机制,以耐盐葡萄砧木品种101-14M（V. riparia×V. rupestris）和盐敏感品种188-08（V. berlandieri × V. riparia）的一年生苗为试材,比较研究了0、4、6、8、10 g·kg-1的NaCl胁迫对2种砧木叶片叶绿素含量、光合气体交换参数和叶绿素荧光参数的影响。结果表明：随着盐浓度升高,净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度和蒸腾速率显著下降,同时最大荧光产量、最大光化学效率、实际光化学效率和光化学淬灭系数也呈下降趋势,初始荧光产量、非光化学淬灭系数和叶绿素含量表现为先升高后降低。在6 g·kg-1 NaCl胁迫下,188-08光合速率降低主因由气孔限制转向叶绿素限制,并在8 g·kg-1 NaCl胁迫下PSⅡ受到严重损伤;而101-14M叶片在8 g·kg-1盐胁迫下主要因叶绿素限制造成光合受限,并在10 g·kg-1盐胁迫下PSⅡ反应中心遭受损伤。     

山葡萄"左优红"与"北冰红"叶绿素荧光参数的日变化比较研究

[目的]探讨同一栽培地区2个山葡萄品种的荧光差异,为山葡萄高效栽培及优良品种选择提供技术支持。[方法]用植物效率分析仪（Pocket PEA）测定了山葡萄＂左优红＂与＂北冰红＂的叶绿素荧光参数,采用Excel、SAS等软件进行数据分析。[结果]在一天中,＂左优红＂和＂北冰红＂Fo均在中午出现最低值,说明＂左优红＂和＂北冰红＂可通过增强非辐射能量耗散来消耗过剩的光能,从而避免光合器官遭受破坏;＂左优红＂Fv/Fm高于＂北冰红＂3.9%,差异显著,表明＂北冰红＂对光抑制比＂左优红＂敏感;＂左优红＂的PI值比＂北冰红＂高30.4%,差异显著,表明＂左优红＂比＂北冰红＂具有更高的光能转化效率。[结论]山葡萄＂左优红＂的抗逆性高于＂北冰红＂。     

干旱胁迫对胡杨光合和叶绿素荧光参数的影响

以1 a生胡杨实生苗为材料,采用盆栽实验研究了不同保水剂处理下幼苗的叶片水势、光合和叶绿素荧光参数的变化,并探讨了胡杨对干旱胁迫的适应机制.结果表明,随着保水剂用量的减少,土壤水分含量降低,水吸力上升,干旱胁迫加重,叶片水势,Pnmax,AQY,LSP,Pn,WUE,Gs,Tr随着干旱胁迫的加重而降低,Ci则呈上升趋势.表明胡杨Pn的下降是由于非气孔限制因素.土壤水分的变化对Chl(a+b),LCP和尺Rd无影响.不同干旱胁迫条件下,Pn,WUE,Gs,Tr随光强的增加而上升趋势,Ci则呈下降趋势.Fv/Fm,Fv/Fo,ΦPSⅡ,ETR和qP随着干旱胁迫的降低而上升趋势,NPQ则呈下降趋势.说明增加保水剂用量可以降低干旱胁迫,从而提高光能捕获率、光合电子传递活性和光能转化成化学能的效率.随着保水剂用量的降低,干旱胁迫加重造成光抑制,增加的NPQ表明多余的光能以热的形式耗散摔,防止了光合器官的破坏.     

水分胁迫对葡萄叶绿素荧光参数的影响

本研究通过设置土壤含水量为15%、10%、5%三个水分胁迫处理,测定各处理的叶绿素荧光,研究水分胁迫对葡萄叶绿素荧光参数的影响.结果表明:随着胁迫强度的加强,可变荧光(Fv)下降 ,PSⅡ的原初光能转换效率(Fv/Fm)和光量子产额(Yield)减少,光电子传递效率(etr)降低;恢复过程中,15%胁迫容易恢复,10%胁迫较易恢复,5%胁迫不能恢复.Fv 、Fv/Fm、etr、Yield对胁迫和恢复反应敏感,都可以作为葡萄抗旱品种快速鉴定的指标,Fv的可靠性最强.光化学淬灭系数(qp)和非光化学淬灭系数(nqp)在胁迫初期都逐渐变大,在胁迫后期出现相反对应的变化趋势,在恢复过程中比较稳定,反应了葡萄在受到水分胁迫时的光合调节和自我保护能力,但qp和nqp不宜作为快速鉴定抗旱品种的指标.     

水分胁迫对葡萄叶绿素荧光参数的影响

通过设置土壤含水量为15%、10%、5%三个水分胁迫处理,测定各处理的叶绿素荧光,研究水分胁迫对葡萄叶绿素荧光参数的影响。结果表明:随着胁迫强度的加强可变荧光(Fv)下降,PSⅡ的原初光能转换效率(Fv/Fm)和光量子产额减少,光电子传递效率(etr)降低;恢复过程中,15%胁迫容易恢复,10%胁迫较易恢复,5%胁迫不能恢复。Fv、Fv/Fm、etr、Yield对胁迫和恢复反应敏感,都可以作为葡萄抗旱品种快速鉴定的指标,Fv的可靠性最强。光化学淬灭系数(qp)和非光化学淬灭系数(nqp)在胁迫初期都逐渐变大,在胁迫后期出现相反对应的变化趋势,在恢复过程中比较稳定,反应了葡萄在受到水分胁迫时的光合调节和自我保护能力,但qp和nqp不宜作为快速鉴定抗旱品种的指标。     

喷钙对干旱胁迫下葡萄光合作用及叶绿素荧光参数的影响

[目的]研究外源钙对干旱胁迫下葡萄叶片光合及荧光的影响,探讨钙在干旱胁迫下对叶片光系统的保护机制。[方法]以两年生红地球葡萄为试材,设置干旱、干旱喷钙、CK、CK喷钙4个处理,测定叶片光合及叶绿素荧光参数。[结果]喷施外源钙处理减缓了干旱胁迫下叶片叶绿素的降解,保持了较高的SPAD值;显著提高了叶片的净光合速率(Pn)等光合参数,维持了干旱胁迫下光系统Ⅱ(PSⅡ)较高的活性,光化学猝灭系数(q P)、PSⅡ的天线转换效率(Fv’/Fm’)、光系统Ⅱ最大光化学效率(Fv/Fm)、电子传递速率(ETR)均显著高于对照,初始荧光(Fo)显著小于对照。外源钙通过调节气孔开闭,保持较高的气孔导度;减缓叶绿素的降解,增加光合电子传递,维持较高的ФPSⅡ,进而有效缓解了干旱对葡萄叶片光合作用的抑制,维护了干旱胁迫下光系统Ⅱ的活性。[结论]该研究可为提高葡萄的抗旱能力提供参考。     

葡萄抗寒性鉴定及综合评价方法研究

为了寻求有效的方法来鉴定葡萄品种的抗寒力,试验以12个葡萄品种一年生成熟枝条为试材,分别在-15、-18、-21、-24、-27、-30、-33℃下进行低温胁迫处理,以0℃沙藏的枝条为对照,测定不同低温胁迫下供试品种的电导率、可溶性糖和脯氨酸含量,同时用聚类分析法和隶属函数法对供试葡萄品种的抗寒性进行综合评价.结果表明:随着处理温度的降低,各品种枝条的相对电导率、可溶性糖含量、脯氨酸含量逐渐升高.综合鉴定结果为:砧木‘双红’、‘北冰红’、‘左优红’为高抗(HR);‘775’、‘雷司令’、‘霞多丽’、‘巨峰’为中抗(MR);‘梅鹿特’、‘黑比诺’为低抗(LR);‘赤霞珠’、‘红地球’、‘白比诺’为不抗(S).综合聚类分析和隶属函数法,再结合相关性分析,可以有效地鉴定不同葡萄品种的抗寒性.     

硒对盐胁迫下葡萄光合及叶绿素荧光特性的影响

[目的]研究硒对盐胁迫下葡萄光合特性及叶绿素荧光参数的影响,为生产实际提供理论依据.[方法]以两年生火洲黑玉葡萄为材料,采用营养液培养法,当葡萄苗长到50 cm时,用4 g/L NaCl胁迫,同时设3个硒缓解处理,处理12 d后测定叶片中的叶绿素含量、叶绿素荧光参数及气体交换参数等指标.[结果]随着硒浓度的增加,葡萄叶片叶绿素含量逐渐上升;葡萄叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和水分利用率(WUE),PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、潜在光化学效率(Fv/Fo)和实际光化学效率(ΦPsⅡ)先升后降,胞间CO2浓度(Ci)、气孔限制值(Ls)和非化学猝灭系数(NPQ)先降后升,均在施硒浓度为10 mg/L时达到极值.[结论]施硒量在5 ～ 10 mg/L具有较好缓解盐胁迫对葡萄危害的作用,以10 mg/L处理的缓解效果最好.     

干旱胁迫及复水对野牡丹光合和叶绿素荧光参数的影响

为探究野牡丹的耐旱能力,以野牡丹(Melastoma candidum D.Don)为材料,采用盆栽模拟干旱的方法,持续干旱12 d后复水处理,分别在干旱第3、6、9、12天测量数据,以干旱0 d为对照组,对比不同程度干旱胁迫下及复水后野牡丹光合和叶绿素荧光参数的变化。结果表明,随着干旱程度的不断增加,植物净光合速率(P_n)、气孔导度(g_s)、胞间CO₂浓度(C_i)以及蒸腾速率(T_r)降低,水分利用效率(WUE)先上升后下降;植物叶片最大光化学效率(F_v/F_m)、光化学淬灭系数(qP)、光合电子传递速率(ETR)降低,非光化学淬灭系数(NPQ)有所上升,各项指标经过复水处理后均能恢复到干旱第3天水平。从野牡丹光合和叶绿素荧光参数随不同干旱胁迫的变化及复水后各项指标均能有所恢复可知,野牡丹具有一定的耐旱性。     

山葡萄无色花色素双加氧酶基因（LDOX）cDNA的克隆与表达

为获得山葡萄LDOX基因的全长序列,采用RT-PCR与SMART RACE技术克隆LDOX基因,并对该基因进行生物信息学分析。结果显示,山葡萄LDOX基因全长1 353bp,其中开放阅读框(ORF)为1 068bp,编码355个氨基酸,氨基酸序列的分子质量为40.19ku,等电点为5.61;VAmLDOX基因(GenBank登陆号:FJ645769)属于双加氧酶基因家族,不含信号肽,VAmLDOX蛋白属于不稳定亲水蛋白,二级结构中随机卷曲含量最高;山葡萄VAmLDOX氨基酸序列与欧亚种葡萄、苹果、大豆、三花龙胆和紫苏等的同源性系数分别为99%、81%、80%、77%和75%;半定量RT-PCR分析显示,在山葡萄果实着色过程中,VAmLDOX在不同时期的果皮中均有表达,在转色期的叶片、茎、果肉中也均有表达,且表达量相近。     

山葡萄及其种间杂种的酿酒特性研究

【目的】研究山葡萄及其种间杂种的酿酒特性。【方法】以吉林省柳河地区3个山葡萄品种(双红、双优、左山一)和1个杂种(公酿1号)为材料,对其成熟度控制和生理成熟时的果穗结构进行研究,并探讨了霜冻及冰冻对山葡萄果实还原糖和总酸含量及果穗的影响。【结果】浆果达到生理成熟时,供试品种的还原糖含量均较低,而总酸含量均较高,双红、双优、左山一和公酿1号的还原糖含量分别为151.0,136.8,129.0和184.5 g/L,总酸含量分别为20.9,18.6,25.0和17.6 g/L。达到生理成熟的果穗中,4种葡萄中除公酿1号的果梗含量(35.5 g/kg)较低外,其余品种果梗、果皮和种子及公酿1号的果皮和种子含量均远大于一般酿酒品种。在霜冻及冰冻条件下,供试葡萄果实的还原糖、总酸含量均呈上升趋势,可通过霜冻和冰冻的方法提高山葡萄及其杂种的还原糖含量。【结论】供试品种浆果生理成熟后,公酿1号含糖量能满足酿造优质葡萄酒的要求,双红、双优浆果通过霜冻及冰冻处理后,也能达到酿造优质葡萄酒的要求。公酿1号不能作为冰酒酿造原料。     

山葡萄C4H基因的克隆表达及遗传转化分析

通过生物学技术来研究C4H基因在山葡萄着色过程中的作用,进而揭示山葡萄果皮着色的分子机理;利用RT-PCR技术克隆了山葡萄C4H基因的全长cDNA序列,并对该蛋白进行生物信息学分析,预测其功能;利用实时荧光定量PCR检测C4H基因在山葡萄8个不同转色时期的表达量,将克隆获得的山葡萄C4H基因完整的ORF连接到原核表达载体pET28a上,转化到大肠杆菌E.coli BL21(DE3),并通过不同浓度的IPTG诱导表达, SDS-PAGE检测表达产物.为了验证山葡萄C4H基因的功能,构建了表达载体pC C4H并转化农杆菌GV3101.用菌液浸泡花序法对拟南芥进行遗传转化,在含50 mg/L Kan的培养基上对T_0代种子进行筛选.克隆获得的山葡萄C4H cDNA全长1 735 bp,开放阅读框1 518 bp,编码505个氨基酸,该基因表达产物分子质量为57.70 KDa,等电点值9.06.C4H基因在山葡萄果皮转色各个时期均存在表达;该基因原核表达产物与预期大小一致,表明原核表达成功,拟南芥遗传转化先后得到3个阳性幼苗.对移栽成活的2株抗性植株进行PCR检测为阳性, 2株叶片颜色均变成紫红色;经花色素苷质量浓度的测定表明其质量浓度比对照组植株高出3倍.在拟南芥中花色素苷质量浓度虽然较低,但还是能少量合成,说明其花色素苷生物合成途径是开通的,只是积累的量较少.     

山葡萄类黄酮-5-O-葡萄糖基转移酶基因(5GT)的克隆表达及遗传转化分析

为探究5GT基因在山葡萄花色苷合成过程中的表达规律及作用,以山葡萄(Vitis amurensis)为材料,利用RT-PCR技术克隆山葡萄5GT基因的全长cDNA序列(GenBank登录号为GU237133),将该基因命名为Vam5GT并对该蛋白进行生物信息学分析预测其功能;利用实时荧光定量PCR检测Vam5GT基因在山葡萄8个不同转色时期的表达规律,将克隆获得的Vam5GT基因完整的ORF连接到原核表达载体pET28a上,转化到大肠杆菌E.coli Bl2(DE3),并通过不同浓度的IPTG诱导表达,SDS-PAGE检测表达产物。并构建表达载体pC5GT并转化农杆菌GV3101.用菌液浸泡花序法对拟南芥进行遗传转化。结果显示:克隆获得的Vam5GT cDNA全长1 497 bp,开放阅读框1 347 bp,编码448个氨基酸,该基因表达产物相对分子质量为49.84 ku,等电点为5.23,是不稳定蛋白。该基因属于UDPGT超基因家族,不包含信号肽。Vam5GT在山葡萄花后4周的果皮中表达丰度最高,其他时期表达逐渐下降;该基因原核表达产物与预期大小一致,表明原核表达成功,在含50 mg/L Kanomycin的培养基上对拟南芥T_0代种子进行筛选,先后得到2个阳性幼苗,转化率为0.05%。对移栽成活的2株抗性植株进行PCR检测为阳性。     

山葡萄PAL基因原核表达载体的构建及表达蛋白纯化

山葡萄苯丙胺酸解氨酶（PAL）是苯丙烷途径的关键酶,在果皮着色中能够调控花色苷合成途径。构建PAL基因原核表达重组质粒pET28a-PAL,并对重组蛋白表达条件进行优化,以山葡萄DNA扩增PAL并连接到pMD18-T,筛选得到阳性克隆后连接到pET28a原核表达载体上,重组质粒转化至E.coli BL21后经不同浓度的IPTG、不同诱导温度、不同诱导时间处理,通过DPS设计正交试验优化重组蛋白的表达条件,并将重组蛋白纯化。结果显示,正交试验不同处理下的蛋白表达差异显著（P<0.05）,诱导因素的影响程度从强到弱分别为IPTG浓度、温度和时间。IPTG诱导浓度对其影响最显著（P=0.015<0.05）,且IPTG浓度为0.6 mmol·L^-1,诱导温度为22℃,诱导时间为5 h时,诱导重组蛋白PAL的效果最佳。成功构建其原核表达载体并使其在大肠杆菌中得到高效表达,为探究PAL蛋白的表达提供参考。     

水因子对东北铁线莲光合特性的影响

【目的】研究水因子对东北铁线莲光合特性的影响。【方法】采用室外盆栽法,在东北铁线莲生长季节设3种供水处理(312,468和624 mm),研究水分供给量对东北铁线莲净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)、气孔限制值(L_s)和水分利用效率(WUE)日变化的影响。【结果】水分供给量为312,468 和624 mm时,P_n日均值为分别为2.83,4.05和3.56 μmol/(m²·s),三者间差异显著（P＜0.05）;不同水分供给量东北铁线莲Pn出现了“光合午休”现象,呈明显双峰曲线。供水量为468 mm处理东北铁线莲日平均G_s与供水量为312和624 mm处理间存在显著差异(P＜0.05)。供水量为312 mm处理的日平均T_r和WUE与供水量为624 mm处理间的差异极显著(P＜0.01)。不同供水量对C_i和L_s日平均值均未产生显著影响。【结论】东北铁线莲的“光合午休”现象主要由非气孔因素引起;吉林省东北铁线莲规模种植区应选择在东北铁线莲生长季节降水量达468 mm 的地区。     

天山花楸的天然更新及其影响因子

天山花楸是我国新疆天山林区重要的伴生树种,具有较高的观赏价值。通过分析天山花楸的天然更新特征与环境因子的关系,以期为天山花楸野生资源保育和天山花楸的种群扩繁提供理论依据。在踏查调查法的基础上,根据调查区林分坡向、坡位、坡度、海拔的不同设置45个50 m×50 m的标准样地,研究分析了天山花楸的天然更新特点以及影响其天然更新的因素。结果表明：（1）天山花楸在天山中段不同坡向的天然更新分布情况由高到低的分别为半阴坡、阴坡和半阳坡占比各为60.31%、37.98%和1.71%,阳坡没有天山花楸分布。（2）天山花楸在天山中段天然更新的主要海拔范围为1 900～2 100 m,更新株数占调查总数的71.70%。（3）Ⅰ级地径≤0.1 cm、Ⅱ级地径为0.2cm、Ⅲ级地径为0.3cm和Ⅳ级地径为0.4～2cm的幼苗比例占总径级的94.00%,各自分别占比23.15%、29.70%、24.32%和16.83%,Ⅴ—Ⅷ级的总幼苗占总径级的比例仅仅为6.00%,同时Ⅳ级向Ⅴ级径级幼苗的转化率为8.48%,则严重阻碍了天山花楸幼苗的天然更新。（4）天山花楸幼苗的树高与土壤含水量(r=0.99*)、全K(r...     

东北山葡萄酵母菌基因组DNA提取方法的比较研究

利用液氮研磨法、蜗牛酶法和玻璃珠法提取东北山葡萄分离的酵母菌株S60基因组DNA,采用琼脂糖凝胶电泳、微量核酸蛋白测定仪和PCR方法检测基因组DNA的纯度和浓度。结果显示,蜗牛酶法提取的酵母菌基因组DNA纯度最好、浓度最高;液氮研磨法提取的基因组DNA浓度虽然较高,但含有较多的蛋白等杂质;玻璃珠法提取的酵母菌基因组DNA纯度和浓度均最低。     

干旱胁迫下枯草芽孢杆菌对玉米苗期叶片的生理生化调节

为探究干旱胁迫下不同枯草芽孢杆菌对玉米苗期叶片的生理调节作用,通过对干旱与正常水分下玉米根部接种R9-1、R59、R60等3 种不同植物根际的枯草芽孢杆菌及R59+R60组合菌种,测定玉米苗期叶片的抗氧化酶活性、细胞渗透物质、细胞膜氧化产物、H₂O₂、内源激素、相对含水量等生理生化调节物质以及叶片的K、P、N含量。通过主成分分析与相关性分析发现接种枯草芽孢杆菌主要影响玉米苗期叶片的可溶性糖、脱落酸（ABA）、磷（P）含量、超氧化歧化酶（SOD）活性、过氧化氢酶(CAT)活性、过氧化物酶（POD）活性、叶片游离脯氨酸（PRO）含量、叶片相对含水量,其中叶片相对含水量与其他生理表现因子呈显著的负相关关系。干旱胁迫下,接种枯草芽孢杆菌的玉米苗期叶片抗氧化酶活性、细胞渗透调节物质、P、N含量显著降低。接种R9-1、R59降低H₂O₂与ABA含量,接种R60、R59+R60提高ABA含量,接种R59、R60、R59+R60降低吲哚乙酸含量。隶属函数综合分析枯草芽孢杆菌对玉米的调节作用排名为：正常情况下R60＞ R59＞R9-1＞R59+R60＞CK1;干旱胁迫下R60＞R59+R60＞R59＞R9-1＞CK2。综上所述,接种枯草芽孢杆菌玉米苗期叶片的生理表现为抗氧化酶活性、细胞渗透调节物质、P、N含量显著降低,同时R59、R60、 R59+R60均有效提升玉米苗期叶片的相对含水量,说明接种枯草芽孢杆菌玉米苗期受干旱胁迫影响程度较小,所以接种枯草芽孢杆菌具有提升玉米苗期适应干旱胁迫的调节能力,从而保证自身的生长发育。