一个新的玉米黄化突变体的初步研究

对新发现的玉米黄化突变体的形态特征进行观察,发现突变体茎秆纤细,叶片细长。光合色素含量测定结果表明,突变体叶绿素a(cla),叶绿素b(clb),类胡萝卜素(caro)和总叶绿素(chl)含量均极显著低于正常自交系,caro/chl显著高于正常自交系,推测突变体为总叶绿素缺乏型突变。用透射电镜对叶绿体超微结构进行观察,发现突变体叶绿体内部有较多嗜锇颗粒,叶绿体结构松散紊乱,基质片层间隙大,有扩张趋势,但基粒数目及垛叠层数在突变体与正常自交系间无明显差异,叶绿体数目在突变体与正常自交系间无显著差异。说明该突变体叶色改变可能与光合色素含量的减少及叶绿体基质片层的结构有关或与叶绿体内大量嗜锇颗粒的存在有关。     

水稻叶色突变体ygr的遗传分析与基因定位

叶色突变体是研究水稻叶绿体发育、光合色素合成与降解的理想材料。前期研究在水稻保持系大面积繁殖时发现一株转绿型淡黄叶突变体ygr,为了阐明其叶色调控机理,本试验比较了ygr与野生型的主要农艺性状和光合色素含量,并对该突变体进行了遗传分析和基因定位。结果表明,与野生型相比,ygr的始穗期推迟2 d,株高、单株有效穗数、穗长、穗粒数、结实率和千粒重等主要农艺性状均无显著差异,而苗期和抽穗期的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素等光合色素含量均显著降低。遗传分析表明,ygr叶色突变性状受单隐性核基因控制,暂时将其命名为YGR。以ygr与日本晴杂交的F_2群体作为定位群体,将YGR基因定位在水稻第1号染色体分子标记WY8到WY20之间,其遗传距离分别为0.2 cM和0.5 cM。本研究结果为该基因的克隆和功能分析以及解析其突变机制奠定了基础。     

大豆芽黄新突变体vl-1的光合特性与基因定位

为发掘大豆叶色新基因资源,探讨叶绿素合成及光合作用机理,本研究以南农99-6芽黄新突变体vl-1和野生型(WT)品种南农99-6为试验材料,分析突变体与野生型形态、叶绿体结构、色素含量及光合特性,并进行遗传和基因定位研究。结果表明,突变体vl-1幼叶呈黄色,其类胡萝卜素、总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b含量均极显著低于野生型,叶绿体内基质片层排列疏松且减少,原片层体居多;突变体vl-1成熟叶片的叶色转绿,其光合色素含量、叶净光合速率、气孔导度、蒸腾速率与野生型均无显著差异,但胞间CO2浓度显著低于野生型。突变体vl-1与2个正常叶色亲本杂交衍生遗传群体叶色分离比例分析表明,芽黄受1对隐性核基因控制。利用科丰1号×突变体vl-1 F2群体将芽黄基因vl1定位于第8号染色体顶端SSR标记BARCSOYSSR_08_0037和BARCSOYSSR_08_0073之间,物理距离为628 kb,该区段未见大豆叶色基因定位的报道,共包含76个预测基因。本研究结果为揭示大豆芽黄的遗传机制奠定了理论基础。     

铁肥虹吸输液对缺铁失绿苹果叶片光合生理指标和荧光参数的影响

为了进一步探索矫正苹果缺铁失绿症途径,采用铁肥虹吸输液方法,研究了铁肥虹吸输液对缺铁黄化叶片复绿,叶片解剖结构、 色素含量、 光合生理指标和叶绿素荧光参数的影响。结果表明,虹吸输液处理的复绿苹果叶片单个细胞叶绿体数目比对照增加了3.6个,淀粉粒有所减少;叶绿体内基粒结构更清晰、 垛叠增多;线粒体内嵴数量增多、 清晰度提高;叶绿体和线粒体的被膜结构得到修复。虹吸输铁后失绿程度由2.00级恢复到0.49级;铁肥虹吸输液显著提高了叶片的光合速率、 气孔导度,降低了细胞间隙的CO2浓度。输铁处理其PSⅡ原初光能转化效率（Fv/Fm）和PSⅡ潜在活性（Fv/Fo）均为最高。缺铁失绿苹果叶片叶绿素a、 叶绿素b含量分别比未输液对照增加2.97倍和3.18 倍。说明采取铁肥虹吸输液的方法能够矫正苹果缺铁失绿症。     

水稻白条纹转绿突变体wsl887的鉴定和基因定位

温敏型水稻叶色突变基因的挖掘可以丰富水稻遗传资源,且为研究低温调控叶绿体发育机制的材料。本研究利用⁶⁰Co射线辐射诱变贵州地方稻种资源桥港珍珠米,获得一个新的白条纹转绿突变体wsl887。通过表型鉴定和主要农艺性状调查可知,在自然条件下wsl887叶幼苗呈现白条纹表型,成熟后主要农艺性状与野生型相比均无显著差异;在20℃条件下wsl887叶片呈现白化,光合色素含量显著降低;在25℃条件下wsl887叶片呈现白色条纹,光合色素含量显著升高;在30℃条件下wsl887叶色与野生型无明显差异,光合色素含量无显著差异。透射电镜观察显示,在20℃条件下,wsl887叶肉细胞中无叶绿体或者叶绿体发育畸形;在30℃条件下,wsl887叶绿体数量和形态均恢复正常。qRT-PCR分析表明,wsl887在20℃和30℃条件下,与野生型相比,部分光合色素代谢途径基因、光合作用及线粒体电子传递相关基因的表达水平呈现不同程度的变化。遗传分析表明,wsl887突变体的表型受一对隐性核基因WSL887控制,该基因被定位于2号染色体上的SSR标记RM262和RM5427之间,物理距离为743.6 kb。该白条纹转绿突变体wsl887是一个新的温敏型叶色突变体,在自然条件下其主要农艺性状没有发生显著变化,未对植株产量造成影响,因此在杂交水稻上具有较大的应用价值。在不同温度条件下,由细胞质编码的基因表达量均显著减少,由此推测该突变基因可能与细胞质中叶绿体的发育有关。本研究结果为进一步克隆wsl887突变基因和研究基因功能奠定了一定的理论基础。     

空间环境对草地早熟禾诱变效应研究Ⅱ--光合特性和叶绿素含量

“神舟3号”飞船搭载草地早熟禾(Poa pratensisL.)‘Nassau’干种子,地面种植后筛选出突变株系PM1、PM2和PM3,分别测定其光合作用光响应曲线、CO2响应曲线及叶绿素含量。结果表明,PM1和PM3株系与对照相比,叶绿素a与b绝对含量降低,且光合能力有所降低。PM2株系比对照叶绿素含量显著增加,且叶绿素a/b比值比对照明显降低,但其表观量子效率较CK低,光合能力也有所降低;3个突变株系的近CO2饱和点均比CK高,CO2补偿点差异不大,羧化效率PM2     

水稻光温敏不育系gy157S的叶色表型鉴定与候选基因分析

为探明光温敏不育系gy157S黄绿叶基因gy157S(t)调控水稻叶色的分子机制及应用潜力,本研究对水稻光温敏核不育系gy157S进行不同温度处理,观察其表型、叶绿素含量以及叶肉细胞的变化情况,并对其进行遗传分析、基因定位和候选基因分析。表型鉴定结果发现,与对照C815S相比,20℃条件下gy157S叶片呈现黄绿色表型,光合色素含量极显著降低,叶绿体发育缺陷严重;30℃条件下gy157S叶片呈现淡绿色表型,光合色素含量仍然显著降低,仍有部分叶绿体发育畸形。遗传分析结果表明,gy157S的黄绿叶表型受一对隐性核基因控制;群体分离分析（BSA）和连锁分析结果将该基因定位于第3号染色体RM15678和RM15824之间,物理距离为2.4Mb;候选基因功能分析、测序和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)结果显示,编码铁氧还蛋白OsFdC2的基因OsR498G0306815500.01在第7外显子上存在单核苷酸多态性（SNP）变异,导致编码氨基酸发生改变,可能是引起黄绿叶突变表型的位点。本研究结果为阐明gy157S(t)基因对叶绿体发育和叶绿素合成的分子调控机制奠定了基础。     

一个新的水稻白化转绿突变体G_9的特性研究

利用60Coγ射线离体诱变籼稻光温敏核不育系广占63S,获得一个新的白化转绿突变体G9。该突变体从出苗到4叶1心期,叶色表现出明显的白化现象,从第4新生叶开始,新老叶片开始转为正常绿色,到6叶1心时秧苗完全转绿;在2叶期,其叶片叶绿素含量极少,随着叶色转绿,叶绿素含量开始显著增加,4叶期约为亲本的1/4,而至6叶期,突变体和亲本的总叶绿素含量无显著差异。遗传分析表明,该突变体的叶色白化转绿变异受一对隐性核基因控制。用144个SSR标记分析了突变体和亲本的SSR组型,未发现两者之间存在差异,说明该突变体确系诱发突变而来,两者存在很好的近等基因特性。对G9/AM6的F4代的农艺性状进行比较,发现突变基因对幼苗总根数、白根数、最长根长度和苗期株高均有显著影响;对植株分蘖能力、成熟期株高、单穗实粒数、结实率、千粒重、单株产量均有显著影响,而对有效穗数无明显影响。     

水稻温敏型紫叶突变体PLM12及其遗传研究

PLM1 2系通过平阳霉素与γ射线复合处理从早籼品种陆青早 1号中诱变获得的温敏型紫叶突变体 ,其突变性状的表现需要较高的温度环境。与原亲本相比 ,PLM1 2的多个主要农艺性状均发生了不同程度的改变。研究认为 ,叶片转紫后光合能力大大下降、光合产物严重不足是导致每穗实粒数大幅度减少、结实率与千粒重显著降低的主要原因。分析认为PLM1 2紫叶突变属于核遗传 ,由 1对隐性主效基因控制 ,同时受若干微效基因修饰     

低能重离子诱导的狐米草(Spartina patens)突变系生物量与光合能力比较

为从狐米草低能重离子突变系中筛选出生物量大、光合能力强、并可在滩涂生长良好的牧草用突变系,在室外模拟沿海滩涂环境中种植狐米草,检测各突变系的叶长、叶宽、茎高、茎直径、地上部分生物量以及各突变系单位面积的光合能力等指标。结果显示:各突变系的叶片均比对照大,茎也比对照高且粗,但地上生物量只有N1、N3和N5突变系高于对照;多数突变系在光能的吸收、传递与光化学转换方面的能力要高于对照,但只有N1、N2、N3、N5和N9等5个突变系的单位面积光合速率高于对照。综合生物量与光合能力的检测结果,N1、N3和N5突变系在生物量与光合能力方面相对有较高的优势。这为适合我国沿海滩涂生长的优良狐米草牧草突变系筛选提供了依据。     

水仙生长过程中叶片光合性能与叶绿体超微结构的变化

试验测定了水仙抽莘、开花、凋花、花后4个时期叶片光合速率、蒸腾速率、叶绿素和蛋白质含量等,并观察了叶片叶绿体超微结构的变化。结果表明,随水仙的生长发育,其叶片含水量、气孔导度明显降低,净光合速率、暗呼吸速率及光合／呼吸比值迅速下降,蒸腾速率和水分利用率也随之降低,叶绿素含量显著上升,叶绿素a/(?)b比值缓慢降低,可溶性蛋白质含量也呈下降趋势。电镜观察显示叶片叶绿体超微结构在抽莘期基粒、基质片层结构发达而清晰,开花期则膨胀松散,凋花期表现萎缩,而在花后生长期片层结构解体。     

酸雨与镉对大豆幼苗光合作用复合影响的模拟试验

采用生化分析方法、叶绿素荧光测定系统及透射电镜技术,测定不同强度酸雨与镉胁迫对大豆幼苗叶绿素含量、Hill反应速率、Mg2＋-ATPase活性、荧光参数及叶绿体结构的复合影响。结果表明,与对照相比,单一酸雨和镉作用下,各指标随胁迫强度变化趋势为叶绿素含量（Hill反应速率和Mg^2＋-ATPase活性）降低,初始荧光＂先降后增＂,最大光化学效率和最大量子产量＂先增后降＂。酸雨与镉复合作用下,叶绿素含量的变化表现为上述单一作用的相加效应,Hill反应速率、Mg^2＋-ATPase活性变化为单一作用的协同效应,荧光参数对酸雨与低（高）含量镉复合作用的响应表现为单一作用的拮抗效应（协同效应）。酸雨与镉复合作用下,叶绿体超微结构受到损伤。结合各指标变化进一步得出,叶绿体结构损伤是酸雨和镉对大豆幼苗叶绿素含量及光合光反应,乃至光合作用受抑的内在原因之一。     

小麦黄绿近等基因系主要生理特性及叶绿体形态结构的比较

探索小麦(Triticum aestivum)叶绿素合成及叶绿体形成发育的遗传和生理机制对小麦高光效育种具有重要意义.为研究叶色变异形成的生理机制及其对叶绿体形成发育的影响,本研究以新创制的3个黄绿小麦近等基因系(near-isogenic lines,NILs)(黄化系1-20YY、黄绿系1-20YG和绿色系1-20GG)为材料,研究不同发育时期的叶片可溶性物质含量和抗氧化酶系统活力等性状,并对其叶绿体形态结构进行了比较分析.结果表明,叶色黄化对叶片可溶性糖含量和可溶性蛋白质含量的影响远大于其对游离脯氨酸含量的影响,除苗期黄化系1-20YY的可溶性糖含量和可溶性蛋白质含量显著低于黄绿系1-20YG和绿色系1-20GG(P＜0.05),各发育期黄绿系1-20YG的可溶性糖含量和可溶性蛋白质含量与绿色系1-20GG的差异不显著.同时,叶色黄化对叶片抗氧化酶系统的活性有一定的影响,其中对过氧化物酶(peroxidase,POD)活性的影响大于其对超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和过氧化氢酶(hydrogen peroxidase,CAT)活性的影响.从3个NILs的叶绿体形态结构比较分析结果可以看出,黄化系1-20YY叶绿体多呈不规则状且分布趋向叶肉细胞中央,其基质类囊体和基粒类囊体不发达且联结不紧密,与绿色系1-20GG叶绿体形态结构差异明显;而黄绿系1-20YG叶绿体形态与绿色系1-20GG有差异,多呈近球形,但其超微结构与1-20GG系基本一致,基质类囊体和基粒类囊体较发达且联结较为紧密.研究结果为进一步探讨叶色黄化的生物学机制提供了基础资料.     

水稻白转绿突变体的特性、遗传及其育种应用

对通过辐射诱变获得的具有白化转绿特性的水稻光温敏核不育突变体的遗传及其生物学特性进行了研究。结果表明,这些突变体可分为3种类型：白化转绿类型(W2、W3、W4和W10),白化转黄绿类型(W9)和白化转绿后期转白复绿类型(W1和W7)。这些突变体的白转绿特性都是受一对隐性基因控制,具有与原不育系“培矮64S”相似的农艺性状和育性转换特性,它们的杂种具有与原杂交稻相似的株叶形态,分蘖和株高生长动态,但是它们的产量构成因素依不同的突变系而表现不同,其中W1、W2和W3的杂种具有与原杂交稻相似的产量潜力,具有较好的育种应用价值。     

一个空间诱变的温度敏感型冬小麦叶绿素突变体的初步研究

通过空间诱变创制的冬小麦叶绿素突变体Mt18的叶色表现为对温度敏感的绿-白-绿的变化过程,能够正常成穗结实,但其株高、有效株穗数、穗长、株粒数、株粒重、千粒重都显著低于原始亲本。电镜观察表明,变白前期突变体叶绿体数目和结构与原始亲本未见明显差异;变白期突变体叶绿体内基粒类囊体数和基粒片层数较少,甚至完全消失,基质类囊体清晰可见;复绿期突变体叶绿体数目少于原始亲本,细胞内大部分叶绿体结构恢复正常。叶绿素荧光动力学参数分析表明,当光照强度为110μmol·m-2·s-1时,突变体Mt18的非光化学淬灭系数显著低于原始亲本,非调节性能量耗散的量子产量显著高于原始亲本,而光系统Ⅱ的最大量子产量、光系统Ⅱ的潜在活性、光化学猝灭系数、实际量子产量和调节性能量耗散的量子产量在不同时期变化不同。另外,不同的光照强度条件下,突变体的电子传递速率、光化学淬灭系数、实际量子产量的变化也不相同。上述结果证实,温度敏感型冬小麦叶绿素突变体Mt18的叶片颜色和光合特性随着叶绿体超微结构的变化而相应改变,变白期叶绿体超微结构存在明显缺陷,光合效率显著降低,较高的光照强度对突变体影响较大,导致产量相关性状显著降低。     

空间诱变后甜椒叶片光合、色素和超微结构的变化

为探索空间条件对植物的诱变机理,以经空间诱变的甜椒(Capsicum frutescens Linn.)第4代植株叶片为主要试验材料,研究其叶片光合指标、色素含量和叶片细胞叶绿体超微结构的变化特点.结果表明:空间诱变后连续4代自交授粉获得的变异体SP06-31植株叶片内,叶绿素a、b,叶绿素a与b的比值和总叶绿素以及类...     

缺铁胁迫对草莓幼苗光合特性及细胞器铁含量的影响

为了探讨缺铁胁迫对草莓（Fragaria ananassa Duch.）幼苗的光合特性及细胞器铁含量的影响,本研究选取4个草莓品种（红颜、 章姬、 甜查理、 童子一号）幼苗,采用溶液培养方法,设置Fe（Ⅱ）-EDTA浓度为0 mol/L、 110-4 mol/L两组处理,分别于处理后0、 4、 8、 12、 16 d对其叶绿素含量（SPAD）、 光合速率（Pn）、 叶绿体铁含量、 根系线粒体铁含量以及叶片铁含量、 根系铁含量、 生物量进行分析。结果表明,缺铁胁迫显著降低草莓幼苗叶绿素含量、 光合速率、 叶绿体铁含量、 叶片铁含量、 根系铁含量、 生物量,并且不同品种间差异达显著水平（P0.05）;缺铁胁迫对根系细胞线粒体铁含量影响较小。草莓的叶绿体铁含量与叶片铁含量、 叶片净光合速率和生物量呈极显著正相关（r=0.93**, r=0.87**, r= 0.72**）, 根系线粒体铁含量与叶片铁含量、 叶片净光合速率和生物量呈极显著正相关或显著正相关（r= 0.83**, r= 0.72**, r= 0.52*）。本试验条件下,供试草莓品种红颜受缺铁胁迫的影响大于其他3个品种。     

狐米草(Spartina patens)低能重离子突变系营养成分分析

为从经低能重离子诱变的狐米草突变系中筛选出适合在滩涂生长、营养丰富的牧草株系,在前文比较了模拟滩涂环境种植的各突变系生物量和光合能力的基础上,本文进一步检测了几种主要有机和无机营养成分含量以及几种主要重金属污染元素在各突变系地上部分的积累量。结果显示,除N5、N10、N3突变系的粗蛋白含量较对照系有明显提高(分别提高了26.95%、18.87%和10.91%)、N4突变系的无氮浸出物含量略高于对照系(2.84%)外,所有突变系的有机营养含量与对照系或没有明显差别或略低;其无机营养含量均较对照系有明显提高,其中N1、N3、N5等突变系的含量相对较高。表明低能重离子束诱变改变了狐米草的经济性状,其中,N5和N3突变系因生物量大、光合能力强、营养丰富,较适合于沿海滩涂种植。     

水稻核基因控制的叶色变异

水稻叶色突变是一种肉眼明显可见的性状变异,变异的主要原因是基因突变导致叶绿体缺失、结构异常、叶绿素含量和比例发生改变。叶色变异主要由核基因控制,也可由叶绿体基因或核质互作控制。叶色变异对研究光合作用机制、叶色调控机理、叶片发育调控以及稻作生产应用都具有重要的意义。本文对近年来有关水稻核基因控制的叶色突变的类型及来源、遗...     

有机肥和化肥对烟叶气体交换、叶绿素荧光特性及叶绿体超微结构的影响

【目的】本文以烤烟K326为材料,探讨了在不同叶龄时期有机肥与化肥在烟叶气体交换参数、叶绿素荧光特性、叶绿素含量及叶绿体超微结构等方面的差异,以期从光能利用(宏观)及叶绿体超微结构(微观)方面,揭示两种肥料配比对烟叶光合作用的影响机制,同时为探索烟叶高产优质栽培模式提供理论依据。【方法】以蛭石为栽培基质进行盆栽试验。设施用烤烟专用有机肥(N∶P2O5∶K2O为9∶9∶10,有机质≥70%,中、微量元素≥12%)和施用普通尿素两个处理。烟草为工厂化无毒育秧苗,叶龄(叶龄从叶片长约2 cm时算起)15天、30天、45天、60天和75天取样或测定自上而下第6~8片叶。用Li-6400(美国)便携式光合仪测定烟叶的净光合速率,蒸腾作用与气孔导度。使用M系列调制叶绿素荧光成像系统Maxi-Imaging-PAM(德国)测定叶绿素荧光参数。用C-7000透射电子显微镜观测叶绿体超微结构并拍照,用软件Auto CAD 2004计算淀粉颗粒在叶绿体中所占的相对面积比Ra,叶绿体基粒片层的统计方法据Goodenough等改进的Teichler-Zallen法。【结果】有机肥对烟叶叶绿素含量及光合速率的影响显著,在叶龄60天时,其叶绿素含量比普通化肥高136.1%;在叶龄75天时,其烟叶净光合速率、气孔导度及蒸腾速率分别比普通化肥处理高135.3%、84.5%和51.3%,叶绿素荧光参数Y[Ⅱ]和q L分别比普通化肥处理高22.2%和39.5%,Fv/Fm在叶龄60天时比普通化肥处理高18.7%,而NPQ值在叶龄45天时普通化肥比有机肥处理高23.3%。叶绿体内孕育的淀粉粒随叶龄的增加而逐渐膨大,期间伴随着淀粉粒在叶绿体中所占的面积比例(Ra值)越来越大,两处理Ra值差异明显,尤其是在叶龄45天时,化肥栽培下的烟叶Ra值比有机肥栽培高31.8%。有机肥处理的叶绿体呈梭形,长宽比大,而普通化肥种植的叶绿体形态近圆形,长宽比小。【结论】施用有机肥可显著提高烟叶叶绿素含量及光合速率,且随叶龄的增加,有机肥的作用效果日趋明显。叶绿素荧光参数的差异表明,增施生物有机肥可延缓烟株衰老、提高烟叶光能利用效率。两种施肥方式下,淀粉颗粒Ra值的差异不能说明施用化肥可提高烟叶合成淀粉的能力。与普通化肥处理下的烟叶相比,有机肥可显著提高叶绿体基粒垛叠数大于10的片层占基粒垛叠片层总数的百分比。