大豆/玉米间作对大豆叶片光合特性和叶绿素荧光动力学参数的影响

通过大田试验,研究了间作种植模式导致的遮阴对大豆叶片光合特性和叶绿素荧光动力学参数的影响.结果表明:间作处理增加大豆叶绿素含量、表观量子效率和CO2 补偿点,显著降低大豆叶片的羧化效率(CE)、光补偿点( LCP) 和光饱和点( LSP).间作大豆叶片净光合速率(Pn)日变化由"双峰"型变为"单峰"型,日光合总量显著低于单作.间作大豆叶片气孔导度(Gs) 提高, 蒸腾速率( Tr) 下降, 胞间CO2浓度(Ci)升高.此外,间作大豆叶片Fv、Fv/Fm和Fv/F0显著降低.大豆在间作导致的遮阴条件下通过提高表观量子利用效率,减少暗呼吸消耗,以利于植株在弱光环境下光合产物的积累.     

干旱胁迫下氮肥对玉米叶片生理特性的影响

采用盆栽控水试验,研究干旱胁迫下氮肥水平对玉米光合作用及保护酶活性的生理响应。结果表明,与正常灌水处理相比,干旱胁迫降低玉米叶片的气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ量子产量(φPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP);增加胞间CO2浓度(Ci)、非光化学猝灭系数(qN)和丙二醛(MDA)含量;保护酶活性(SOD、POD和CAT)升高。干旱胁迫下适量施氮(225 kg/hm2)提高玉米叶片的Gs、Tr、Fv/Fm、φPSⅡ和qP;降低Ci和qN;同时显著提高保护酶活性(SOD、POD和CAT),降低膜质过氧化程度,全面改善叶片光合功能和内在的生理特性。不施氮肥和过量施氮(450 kg/hm2)均表现出与适量施氮处理相反的变化趋势。     

不同大豆品种幼苗叶片光合及叶绿素荧光 特性对套作遮荫的响应

选用4个耐荫性有差异的大豆品种为材料,通过与单作比较,研究了不同大豆品种幼苗叶片光合及叶绿素荧光特性对套作遮荫的响应差异。结果表明,套作遮荫提高了大豆叶片叶绿素含量、总叶绿素与类胡萝卜素比值（Chl(a+b)/Car）、胞间二氧化碳浓度（Ci）、水分利用效率（WUE）、叶片初始荧光（Fo）、PSⅡ有效光化学量子产量（Fv′/Fm′）和实际光化学效率（ΦPSⅡ）;使叶绿素a与叶绿素b比值（Chla/b）、类胡萝卜素(Car)含量、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、气孔限制值（Ls）、蒸腾速率（Tr）、PSⅡ最大光化学量子产量（Fv/Fm）、光化学荧光猝灭系数（qP）、非光化学荧光猝灭（NPQ）呈减小趋势。套作遮荫降低了大豆地上部分干物质积累量,其干物质积累量与Pn呈极显著正相关。耐荫性相对较好的材料,如贡选1号和南豆12在套作遮荫下Pn下降较少,且有着相对较高的Chlb、Car分子组成比例、Fo和Fv/Fm。     

外源钙对干旱胁迫下甜菜幼苗生长的影响

为了解 Ca²⁺对干旱胁迫的缓解作用,对甜菜品种‘KWS1176’幼苗喷施 0、5、10、20 mmol/L 4 个CaCl₂水平溶液处理,测定对干旱胁迫下的甜菜幼苗生长、生理生化特性的影响。结果表明：(1)叶面喷施 CaCl₂溶液可有效缓解干旱胁迫对甜菜幼苗生长造成的损伤。其中,10 mmol/L CaCl₂溶液处理下甜菜幼苗株高受到的抑制最小,长势最好,与 0 mmol/L相比提高 41.24%。(2)Ca²⁺可缓解干旱胁迫对甜菜幼苗光合特性的抑制。叶面喷施 10 mmol/L CaCl₂溶液对幼苗叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间二氧化碳浓度(Ci)的缓解效果最佳,与 0 mmol/L相比,Pn、Tr、Gs分别提高70.62%、112.50%、67.00%,Ci 降低 32.77%。(3)干旱胁迫抑制了甜菜幼苗抗氧化酶活性,而 Ca²⁺可缓解其抑制作用。过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(AP...     

硅对干旱胁迫下花生幼苗生长和生理特性的影响

为探讨外源硅对干旱胁迫下花生生长的影响,以花育22为试验材料,研究外源硅对干旱胁迫下花生的营养生长及生理特性的影响。结果表明:花生幼苗期干旱7d显著抑制花生营养生长,花生净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO_2浓度(Ci)、实际光化学效率(Φ_(PSII))、最大光化学效率(F_v/F_m)和光化学淬灭系数(qP)及抗氧化酶活性(CAT,SOD,POD)降低,花生叶片叶绿素含量、非光化学淬灭系数(NPQ)和丙二醛(MDA)含量升高。与单独干旱胁迫相比,干旱胁迫下施硅处理后,花生幼苗的鲜干质量、Pn、Gs、Ci、ΦPSII、Fv/Fm和qP及抗氧化酶活性均显著升高,而叶绿素含量、MDA含量、Tr和NPQ显著下降,说明干旱胁迫下施硅后可以有效促进花生幼苗的生长,提高光能转化率和光合速率,提高叶片抗氧化酶活性,降低膜脂过氧化程度,增强花生的抗旱能力,缓解干旱胁迫对花生的伤害。     

干旱及复水对油菜苗期光合及叶绿素荧光特性的影响

以西藏当地推广的油菜代表品种芥菜型油菜(Brassica juncea L.)年河1号、白菜型油菜（Brasscia rapa L.）青油17号和甘蓝型油菜（Brasscia napus L.)藏油5号为材料,设置持续干旱1周和2周的2个干旱处理及干旱后复水1周、2周、3周的3个时期,研究苗期干旱及复水对油菜光合及荧光特性的影响。结果表明：（1）干旱胁迫造成油菜实际光化学效率（ФPSⅡ）、表观光合电子传递速率（ETR）、光化学淬灭系数（qP）、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）均下降,且随干旱时间延长而降低。PSⅡ反应中心完全关闭时荧光产量(Fm）、最小荧光（Fo）随干旱时间延长而升高。PSⅡ原初光能转化效率（Fv/Fm）、PSⅡ的潜在活性（Fv/Fo）相对变化小,下降不显著。（2）干旱后复水1～2周时,油菜气体交换参数较前期干旱处理均有升高,复水2周后升高幅度大于1周,尤其是干旱2周处理后复水时参数值大幅度升高;复水3周时,油菜气体交换参数呈下降趋势,净光合速率明显下降。（3）干旱后复水1～2周时,油菜PSⅡ、ETR、qP值较对照均有升高,复水1周后较2周后的升高幅度大,尤其是干旱2周处理后复水时,它们的升高幅度大于干旱1周处理后复水的情形;Fm、Fo较对照仍有升高,复水3周各荧光参数值下降。复水后Fv/Fm、Fv/Fo值变化相对较小。     

下种方式和水分胁迫对甘蔗叶片光合特性的影响

研究了水分胁迫条件下桂糖11号和新台糖16号2个甘蔗品种不同下种方式叶片的气体交换参数净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和叶绿素荧光参数基础荧光(Fo)、非光化学猝灭系数(qN)、光化学效率(Fv／Fm)、光合作用电子传递的量子产额(Yield)的表现。在反复干旱区，桂糖11号剥叶不砍种处理，新台糖16号剥叶砍种浸种消毒处理有较高的Pn、Gs和Fv／Fm，2个品种不剥叶不砍种处理都有较高的Pn、Gs、qN、Yield和较低的Fo。直接水分胁迫、反复干旱2种水分胁迫方式2个品种剥叶砍种处理具有较高的Fo和较低的qN、Fv／Fm，Pn最低，气孔限制值(L)也低。这些表现与甘蔗的抗旱性呈密切联系．     

不同类型冬小麦品种灌浆期抗高温的光合机理分析

为揭示灌浆期小麦抗高温的光合机理,以高产多抗型小麦品种济麦22和高产优质型小麦品种济麦20为材料,于2012-2014年冬小麦生长季进行田间试验,测定和分析了两个品种间分蘖数、穗数、成穗率、产量以及灌浆期内田间30~36℃条件下旗叶净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、光化学荧光淬灭系数(qP)、原初光能转换效率(Fv/Fm)、PSII的实际光化学效率(ΦPSII)、荧光非光化学淬灭(NPQ)和超微结构的差异。结果表明,在灌浆期高温条件下,与济麦20相比,济麦22的基粒片层紧实,外膜结构完整;旗叶Pn、Tr和Gs分别增加了14.0%、22.5%和57.8%,ΦPSII和qP分别提高了7.9%和6.1%,Fv/Fm变化不大,NPQ降低了18.9%,产量提高了1.4%,说明灌浆期内,济麦22在高温条件下,叶绿体结构完整,以热耗散形式损失的光能少,光能利用率高,光合同化和适应高温胁迫的能力强,产量高。     

花期干旱对不同基因型大豆叶绿素荧光特性的影响

利用叶绿素荧光动力学测定技术,测定开花期干旱不同基因型大豆品种叶绿素荧光参数的变化.以3个不同基因型大豆品种为材料,应用OS52FL调制式叶绿素荧光仪研究在开花期干旱胁迫下,各荧光参数的变化及用方差分析进行综合评价.结果表明,大豆开花期受旱后,可变荧光与最大荧光比(Fv/Fm)、可变荧光与初始荧光比(Fv/Fo)、非光化学淬灭系数(NPQ)均降低,而电子传递速率(ETR)升高,说明光系统Ⅱ(PSⅡ)受到了伤害,使得PSⅡ原初光能转换效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、起光保护作用的热耗散降低,光合电子传递速率升高.且荧光参数之间具有相关性.花期干旱胁迫后,各参数存在基因型差异,新大豆1号在花期干旱条件下,光合机构受破坏较轻,其吸收的光能能较多的用于光化学转化能力,抗旱能力强.因此,花期干旱胁迫下,叶绿素荧光参数的变化与大豆品种抗旱性有关,利用大豆叶绿素荧光特性对干旱胁迫的反应差异鉴定品种抗旱性是可行的.     

播期对大豆开花期和鼓粒期叶片光合特性及产量的影响

为研究播期对大豆光合特性及产量的影响,以中熟型大豆黑农48为试材,依托2017年哈尔滨农试站3个播期试验,分析大豆开花期和鼓粒期光合参数、气象和产量数据。结果表明:(1)不同播期大豆开花期和鼓粒期叶片的光合特性差异显著。净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)适播比早播、晚播有所增加,Pn、Tr和WUE适播比早播、晚播分别提高14.86%和15.67%、1.06%和1.35%、14.37%和14.83%;叶片气孔导度(Gs)、胞间CO_2浓度(Ci)和叶绿素含量(SPAD)随着播期推迟变化不同,与适播相比,早播、晚播条件下Gs变化幅度分别为17.72%和-20.35%、Ci变化幅度分别为9.53%和3.72%,随着播期推迟Gs呈降低趋势,而Ci呈先降后增变化;而在鼓粒期随着播期推迟SPAD降低。(2)光合参数间的相互影响、协同作用影响大豆的生长状况和产量的形成。Pn与Tr、WUE、光合有效辐射(PAR)存在极显著的正相关,与Ci存在极显著的负相关,逐日气温(Ta)与Tr、Gs与Ci分别存在显著、极显著正相关,Ta、Gs分别通过影响蒸散和Ci起间接作用,在大豆生殖生长期,气温、光合有效辐射和土壤水分是影响Pn的主要气象因素。(3)适播有较高的Pn、WUE、干物质积累及向籽粒转化率,适时播期可充分利用光、温、水等气候资源,促进光合效率,大豆产量增加明显。     

弱干旱下H2O2稳态调控大豆抗旱性的信号作用研究

研究弱干旱胁迫下H₂O₂稳态调控大豆抗旱性的信号作用,为大豆抗旱栽培提供理论依据。以大豆科丰1号为材料,用0.5%和5%的PEG-6000模拟不同程度的干旱,测定干旱胁迫下大豆叶片中相对含水量、膜脂过氧化程度、活性氧水平、抗氧化酶活性以及抗坏血酸-谷胱甘肽（AsA-GSH）循环中抗氧化剂含量及相关酶活性。结果表明：干旱胁迫增加了大豆叶片中活性氧的含量,促进了叶片膜脂过氧化,降低了叶片相对含水量;弱干旱胁迫下叶片H₂O₂积累并在抗氧化酶和抗氧化剂的共同作用下形成持续的稳态,产生信号作用,诱导植株在更强干旱胁迫下抗氧化酶活性以及AsA含量的进一步提高,显著降低了丙二醛和H₂O₂含量,提高了抗旱性,维持了叶片相对含水量的稳定。该信号作用同时具备时效性,会随着弱胁迫时间的延长而减弱。     

不同降雨条件对不同耐旱型大豆根系的影响

为了明确耐旱型大豆根构型的特异性,田间条件下,以不同耐旱型大豆为研究对象,探讨不同降雨条件对大豆根系特性的影响。结果表明:干旱胁迫降低了各时期大豆植株的根和地上部生物量;同一地点,R2和R4期取样,辽豆14的根和地上部生物量高于辽豆21。随着生育进程的推进,根冠比值逐渐增大;一般而言,V4~R4期,干旱胁迫提高了植株的根冠比。苗期干旱胁迫显著提高了大豆根长,但结荚期和鼓粒期干旱胁迫均降低了大豆根长、根表面积。大豆根长占比以细根为主,平均根直径≤2.5 mm的根长比例均在90%以上。根表面积占比也主要以细根为主,但大豆根体积分配比例较高的却主要是根系直径2.5 mm的粗根。研究结果进一步丰富了耐旱基因型大豆根器官应答干旱胁迫的理论知识,对大豆抗旱生产栽培具有重要的理论价值和实践意义。     

不同嫁接方式下大豆对干旱胁迫的响应

为明确大豆地上和地下部分对干旱胁迫的响应及对产量的影响,以用于大豆抗旱改良,利用耐旱型品种 辽豆14与干旱敏感型品种辽豆21进行相互嫁接,采用盆栽试验,在结荚期进行水分胁迫处理（土壤含水量保持在 田间持水量的50%）13 d后,测定大豆叶片相关生理指标和各器官生物量。结果表明,水分胁迫使辽豆21自身嫁接 植株叶片的叶色值、叶面积、PSII 系统光化学量子产量Y（II）,调节性能量热耗散Y（NPQ）、最大电子传递速率 ETRmax、半饱和光强下最小饱和光强Ik显著降低,非调节性能量热耗散Y（NO）显著提高。无论以哪个品种为砧木, 与辽豆21相比,辽豆14作为接穗始终具有较高的叶色值、叶面积、Y（II）,Y（NPQ）、ETRmax和Ik,从而获得较高的植 株生物量。另外,干旱条件下,辽豆14作为砧木具有较高的根系活力,能使辽豆21接穗的叶面积、Y（II）,Y（NPQ）、 ETRmax和Ik显著提高,最终获得荚重的增加。由此说明,大豆PSII性能和物质生产能力主要由地上部叶片特性决 定,但干旱下大豆的生长也会受到根系生理活性的影响。     

大豆GmLecRlk基因耐盐功能分析

凝集素类受体蛋白激酶属于类受体蛋白激酶（RLKs）家族,在植物的抗病防御反应、生长发育、胞内信号传导以及非生物胁迫反应过程中发挥重要作用。实验室前期对过表达抗逆转录因子GmNFYB1大豆进行转录组测序,获得了差异表达基因GmLecRlk(Glyma.07G005700),其开放阅读框长度为546 bp,编码181个氨基酸,蛋白结构域分析显示其含有两个丝氨酸/苏氨酸激酶结构域,属于一种G型凝集素类受体蛋白激酶。实时荧光定量PCR结果显示,GmLecRlk基因在大豆的根、茎、叶、荚中均有不同程度的表达,在根中表达量最高;200 mmol/LNaCl处理下,GmLecRlk的mRNA丰度先降低后升高,在12 h时达到最高值,表明该基因参与大豆对盐胁迫的响应。利用发根农杆菌K599获得GmLecRlk过表达转基因发状根复合植株,在盐胁迫处理下,其存活率高于对照;在拟南芥中异源表达GmLecRlk基因,转基因拟南芥在盐胁迫处理下的萌发率、绿化率和根长均高于野生型拟南芥。综上所述,GmLecRlk参与大豆对盐胁迫的反应,过量表达基因能提高大豆和拟南芥的耐盐性,为培育和改良抗盐大豆新品种提供新的途径...     

A β-ketoacyl-CoA Synthase OsCUT1 Confers Increased Drought Tolerance in Rice

Drought stress is one of the major environmental factors affecting crop growth and productivity. Cuticular wax plays essential roles in protecting plants from environmental stress via forming a hydrophobic barrier on leaf epidermis. In this study, we analyzed nine members (OsCUT1?OsCUT9) of β-ketoacyl-CoA synthase, the rate-limiting key enzyme for cuticular wax synthesis in rice by homology search and domain prediction. The expression levels of OsCUT genes under different abiotic stresses were investigated and OsCUT1 down-regulated by abiotic stress was selected for further function validation. Compared to the wild type, overexpression of OsCUT1 (OX-OsCUT1) exhibited significantly increased drought resistance. Epicuticular wax was increased on the leaf surface of OX-OsCUT1 and the chlorophyll leaching experiment showed that the cuticular permeability was decreased in the OX-OsCUT1 plants. Moreover, overexpression of OsCUT1 didn’t result in the significant changes of major agronomic traits. In total, these results suggested that OsCUT1 is a promising gene for engineering rice plants with enhanced drought tolerance.     

一个调控大豆根瘤数量的GmWUS2基因功能研究

豆科植物的结瘤固氮作用在农业上具有减肥增效、改良土壤等重大意义.WUS基因在植物分生组织中具有重要作用.基于已公布的大豆基因组数据对该基因进行生物信息学分析,表明大豆WUS基因(GmWUS)和模式植物拟南芥WUS基因(AtWUS)的编码蛋白在氨基酸序列上相似度较高,但在酸性区域存在较大差异.从大豆品种天隆1号基因组中扩...     

干旱胁迫及复水下朱槿生长及根际土壤微生物多样性的变化特征

以朱槿品种‘紫牡丹’为试验材料,采用盆栽试验,研究了苗期重度干旱胁迫及复水对其根系生理特性的影响,并运用高通量测序技术分析干旱胁迫及复水下朱槿根际土壤微生物多样性的变化特征。结果显示：与正常处理（CK）相比,重度干旱胁迫及复水处理（T2）的总根长、根表面积及根尖数等根系生长指标呈现显著减少的结果,但与重度干旱胁迫（T1）处理相比,均显著增加。通过对朱槿根际土壤样品中细菌群落结构的研究发现,属分类水平上,厌氧绳菌属（Anaerolineaceae）,酸杆菌属（Acidobacteria）、酸微菌属（Acidimicrobiales）、幽门螺杆菌属（Sphaerobacter）、链霉菌属（Streptomyces）等是不同处理土壤样品中的优势菌群。T1处理下的嗜青霉属（Algiphilus）、奥利螺旋菌属（Aureispira）、绿线菌属（Chloronema）、扁棒壳属（Acrospermum）为不同处理下的特殊细菌。真菌方面,属的分类水平上发现,粪壳菌属（Sordariale）、散囊菌属（Eurotiales）、拟青霉属（Pseudallescheria）、格孢腔菌属（Pleosporales）、枝孢霉属（Cladosporium）等是不同处理土壤样品中的优势菌群;T1和T2处理下的样品中,侧角藻属（Goniomonas）、齿盘菌属（Lamprospora）和索罗迪夫斯菌属（Sorodiplophrys）为不同处理下的特殊真菌属。其中,有促生作用的细菌如酸微菌属( Acidimicrobium)、厌氧绳菌属（Anaerolineaceae）嗜青霉属（Algiphilus）以及具有一定生防作用真菌如拟青霉属（Pseudallescheria）、枝孢霉属（Cladosporium）等均可以合理的应用在农业生产中,为植物的抗干旱胁迫以及提高朱槿在干旱胁迫下的水分利用做出贡献。     

杂交籼稻外观品质性状与食味品质性状典型相关分析

为了明确稻米外观品质与食味品质的关系,甄选合适的评价指标,为培育外观品质与食味品质综合优良的杂交籼稻品种提供理论参考,以8个不育系与25个恢复系配制的200个杂交籼稻组合为材料,采用简单相关和典型相关分析研究了稻米外观品质性状与食味品质性状的相关关系。结果表明,直链淀粉含量与粒宽、垩白度、垩白粒率呈显著正相关,与长宽比显著负相关;米饭食味综合评分与粒长、长宽比显著正相关,与粒宽显著负相关。典型相关分析得到相关系数达显著水平的两对典型相关变量,累计贡献值为91.329%。在第一对典型变线性组合构成中,U₁和V₁分别以长宽比、直链淀粉含量的权重较大;在第二对典型变线性组合构成中,U₂和V₂分别以粒长、食味综合评分的权重较大。     

橡胶树ICE转录因子对盐胁迫的响应及功能鉴定

ICE（inducer of CBF expression）是类似MYC（myelocytomatosis）的bHLH（basic helix-loop-helix）转录因子,在植物应对低温、干旱、高盐等非生物胁迫中起重要的调节作用。本研究通过qPCR分析橡胶树ICE家族成员的表达模式。结果表明：5个ICE家族成员均响应盐胁迫上调表达。在盐胁迫2 h时,HbICE2、HbICE3、HbICE4和HbICE5显著上调表达;在盐胁迫4 h时,HbICE4和HbICE5的表达量达到最大值,其中HbICE4的上调幅度最大;HbICE1在盐胁迫4 h内无显著变化,但在处理8 h时显著上调表达。过表达这5个ICE家族成员均可不同程度地提高拟南芥的耐盐性,其中过表达HbICE4的植株对盐胁迫的抗性最强,在盐胁迫下,野生型拟南芥（WT）全部枯萎,而HbICE4转化植株的存活率为96.29%,平均单株鲜重为0.03 g,平均单株干重为0.0035 g,在HbICE家族成员转化株系中均表现最高。在盐胁迫下,WT和HbICEs转基因植株的电导率均显著增加,叶绿素含量和相对含水量均显著降低,其中HbICE4转化植株的相对电导率的增加幅度最小,叶绿素含量和相对含水量的降低幅度最小。因此,HbICE4转化植株的抗盐性可能与增强膜系统的稳定性和减缓叶绿素降解和保持相对含水量有关。该研究结果对橡胶树HbICE家族成员的生物学功能有了新的认识,有望为改良农作物耐盐性提供候选靶基因。     

大豆GmDof2.2 提高转基因烟草对盐胁迫的敏感性

Dof转录因子参与植物对非生物胁迫应答。本研究对大豆GmDof2.2进行克隆及耐盐性功能鉴定。实时荧光定量PCR结果显示GmDof2.2在大豆幼苗中可以响应非生物胁迫,GmDof2.2基因开放阅读框全长867 bp,编码288个氨基酸的蛋白,其分子量31.4 kDa,等电点10.23,蛋白质序列中含有一个保守的Dof结构域。GmDof2.2启动子区含有3种胁迫响应相关的顺式作用元件（ARE、MBS和WUN-motif）和3种激素响应相关顺式作用元件（ABRE、P-box和TCA-element）。将GmDof2.2构建植物表达载体并转化烟草,共获得4株GmDof2.2异源表达的转基因烟草株系（OE1-OE4）,OE1中GmDof2.2的表达量最高,其次为OE2。盐胁迫处理后,转基因烟草萎蔫程度高于野生型烟草,转基因烟草叶片的叶绿素、可溶性糖及脯氨酸含量均显著低于野生型烟草,而丙二醛含量则高于野生型烟草。表明GmDof2.2的异源表达提高了转基因烟草株系对盐胁迫的敏感性。本研究为大豆Dof转录因子抗逆机制研究及应用提供理论依据。