大豆叶片光合、蒸腾等生理特性的品种间比较研究

在25个大豆品种的鼓粒期,测定了植株主茎自上而下数第3片已完全展开叶的光合速率、暗呼吸速率、蒸腾速率、叶片对水分扩散导性、叶片对CO_2扩散导性、比叶重、叶绿素含量及水分利用效率。结果表明:所测性状在供试品种间均存在着极显著的差异性。在表型、遗传及环境相关分析的基础上,对有关性状间作偏相关分析的结果指出,椭园叶型品种的暗呼吸速率及叶CO_2扩散导性与其光合速率呈极显著偏正相关,并比叶重及叶水分扩散导性与其蒸腾速率呈显著或极显著偏正相关;披针叶型品种的比叶重、叶绿素含量及叶CO_2扩散导性均与其光合速率呈显著或极显著偏正相关,而且比叶重与其蒸腾强度的偏相关也达极显著水平。此外,在两种叶型品种中,光合速率均与蒸腾速率和水分利用效率呈极显著偏正相关,但蒸腾速率则与水分利用效率呈极显著偏负相关。本文还对大豆高光效生理育种及抗旱育种的目标进行了讨论。     

黄淮海地区大豆光合特性及高光效种质筛选

本文旨在研究黄淮海大豆种质资源的光合气体交换特性,从中筛选高光效种质,为开展培育大豆高光效品种等研究奠定基础。在大田条件下,以150份来自黄淮海地区的大豆种质资源为试材,利用LI-6400便携式光合仪测定其盛花期的光合气体交换参数,包括叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率、叶片饱和水汽压亏缺、蒸腾效率以及叶片瞬时水分利用效率。结果表明,150份大豆种质光合气体交换参数间存在较大差异。7个参数的变异系数范围为5.54%~29.56%,其中,蒸腾效率变异系数最高,胞间CO2浓度最低。净光合速率与气孔导度、叶片瞬时水分利用效率呈显著正相关,与叶片饱和水汽压亏缺呈显著负相关;气孔导度与胞间CO2浓度、蒸腾速率呈显著正相关,与叶片饱和水汽压亏缺、蒸腾效率、叶片瞬时水分利用效率呈显著负相关;胞间CO2浓度与叶片饱和水汽压亏缺、蒸腾效率呈显著负相关;蒸腾速率与叶片饱和水汽压亏缺呈显著正相关,与蒸腾效率、叶片瞬时水分利用效率呈显著负相关;蒸腾效率与叶片瞬时水分利用效率呈显著正相关。进一步利用主成分分析选出3个主成分（气孔因子、水分因子、光合因子）,方差累积贡献率达93.64%。聚类分析将150份大豆种质划分为12个类群,其中第Ⅱ类群包括23份大豆种质,表现高气孔导度、高水分利用率和高光合效率。因此第Ⅱ类群可作为适合育种需要的高光效大豆种质。     

甘薯植株形态、生长势和产量与品种抗旱性的关系

对水分胁迫下甘薯（IpomoceabatatasLam.）植株形态、生长势和产量性状等指标与品种抗旱性关系的研究结果表明,水分胁迫下不同甘薯品种叶片厚度（包括栅栏组织、海绵组织的厚度及叶片总厚度）、藤叶和块根烘干率比对照均有所增加,叶片大小、叶面积指数（LAD、比叶面积SLA）、主蔓长、主蔓粗、节间长、藤叶和块根重量（鲜、干重）均不同程度减小。栅栏组织厚度、经济系数LAI、分枝数、块根干重及块根烘干率的相对值（占对照%）与品种抗旱性呈显著或极显著正相关（=0.5566～0.9352∶P<0.05,0.01）,主蔓长、节间长及SLA的相对值与品种抗旱性呈显著或极显著负相关（r=-0.5289～-0.737;P<0.05,0.01）,带有直立或缠绕性株型的比纯粹匍匐型品种的抗旱性强。     

大豆品种抗旱性早期鉴定方法

为探讨鉴定大豆品种抗旱性的简易方法,依据吸水后48h的发芽率对109个大豆种质材料进行抗旱性分级。继而在萌发期、营养生长期(V3)和生殖生长期(R4)进行盆栽控水试验,根据抗旱等级验证大豆植株的抗旱性。结果发现,大豆品种间抗旱性存在显著差异。种子吸水量与抗旱性无关,吸水后48h发芽率与抗旱性密切相关。幼苗侧根数量、主根长度和根系干重与抗旱性呈显著(P0.05)相关。对萌发后幼苗供水24h后,随即停水24h,反复干旱处理,抗旱品种存活率显著高于普通品种。在V3期对盆栽植株进行暂时萎蔫(土壤含水量为9%～11%)的水分胁迫处理,发现停水后普通品种叶片首先发生萎蔫,且株高、茎直径及叶面积下降的程度均高于抗旱品种。水分胁迫下,抗旱品种株高、茎直径和叶片面积均显著(P0.05)高于普通品种,其中茎直径和叶片面积达到极显著水平(P0.01)。在R4期暂时萎蔫的水分胁迫下,抗旱品种根的生物量和分枝的生物量显著(P0.05)高于普通品种。鼓粒期(R6)普通品种发生永久萎蔫、植株死亡,而抗旱品种仍能保持生长能力。研究结果表明,大豆种子48h发芽率可作为大豆品种抗旱性的鉴定和筛选方法,鼓粒期大豆对水分胁迫最敏感。     

玉米叶部形态指标与抗旱性的关系研究

研究了中度水分胁迫下不同抗旱型品种的叶部形态特征及其与抗旱性的关系。结果表明：叶片衰老指数、叶片卷曲指数与抗旱性呈显著负相关;叶形值、叶向值与抗旱性呈显著正相关。灰色关联度分析结果表明,叶向值、叶形值与抗旱性的关系较叶片卷曲指数、叶片衰老指数更为重要,以上叶部形态指标是抗旱性鉴定的重要指标之一。     

花生抗旱性有关生理指标的研究初报

在正常供水条件下花生叶片的水势差异不著，而水分胁迫条件下花生叶片的水势差异显著。不灌区的叶片水势与相对单株生产力呈极显著的正相关，与萎靡次数存在明显的负相关。不灌区的叶片质膜相对透性与相对单株生产力呈显著的负相关，与萎靡次数存在明显的正相关，叶片水势与叶片质膜相对透性二者呈极显著的负相关。     

不同品种紫玉米产量、花青素含量及生理指标研究

以7个紫玉米杂交组合为试材,对子粒产量、产量构成因素、花青素含量、花青素产量、生理指标等进行研究。结果表明,紫玉米不同品种间产量差异较大,影响产量的主要因子是果穗大小和出籽率;不同品种间花青素含量差异较大,花青素含量与子粒产量共同决定单位面积花青素产量;子粒花青素含量与子粒产量呈极显著负相关关系,子粒花青素含量与花青素产量呈极显著正相关关系;叶片花青素含量与光合速率呈负相关关系,叶片花青素含量与叶绿素含量呈负相关关系,开花期和灌浆期叶片花青素含量与叶片可溶性糖含量相关性不显著。     

不同年代育成大豆叶片氮含量的变化及其与净光合速率的关系

为了解大豆品种遗传改良过程中叶片氮含量的变化及其与净光合速率的关系,对吉林省1923年-2004年间育成的21个大豆品种的叶片氮含量和光合特性进行了研究。结果表明,叶片氮含量与育成年代在R2期和R6期呈极显著或显著正相关,但在R4期呈不显著负相关。在R2期和R6期,大豆品种间叶片单位叶面积氮含量增长率明显大于净光合速率增长率,导致了氮素光合利用效率与育成年代呈极显著或显著负相关;在R4期,现代品种叶片单位叶面积氮含量低于老品种,而净光合速率仍高于老品种,导致了氮素光合利用效率与育成年代呈显著正相关。叶片氮含量高,叶绿素含量就高,净光合速率也高,但氮素光合利用效率却低;可将R4期氮素光合利用效率作为高产品种选育的一个指标。       

玉米品种穗轴重和出籽率等性状的相关及遗传关系研究

以先玉335的亲本及2个美系材料和自选系为试验材料,组配16个杂交组合,在保苗61 530株/hm2的条件下进行产量比较,同时分析子粒水分、穗轴重、出籽率等相关数据,进行简单相关和遗传分析。结果表明,杂交种穗轴重与出籽率呈极显著负相关;出籽率与双亲平均穗轴重、父本穗轴重呈极显著负相关,与双亲平均出籽率、父本出籽率呈极显著正相关;百粒重与产量呈显著正相关,与子粒水分呈显著负相关,与父本百粒重呈显著正相关;产量与父本百粒重呈极显著正相关,与双亲平均百粒重呈显著正相关。穗轴重、百粒重遗传累加效应极显著,超高亲效应明显;出籽率以遗传累加效应为主,存在超亲效应。组配新组合途径可以直接利用PH6WC及Reid系统的美系材料与自选系组配,从而获得高出籽率的品种。     

不同类型玉米品种间子粒脱水速率相关分析

利用10个黄淮海区域有代表性的玉米品种,进行子粒脱水速率相关性状研究。结果表明,子粒水分含量与散粉天数、生理成熟天数、穗轴水分、苞叶水分、百粒重及小区产量具有显著的正相关,与子粒脱水速率呈显著负相关。不同品种所有子粒脱水性状间均存在显著差异。通径分析结果表明,仅苞叶水分这一性状对子粒含水量具有显著的正向直接效应。依据子粒生理成熟期时的水分含量把其划分为3种不同脱水类型,品种不同类型、同一类型不同品种间均具有完全不同的脱水方式。根据研究结果提出,实现机收子粒应该重点考虑3个重要因素,即生理成熟期、生理成熟后子粒脱水速率和种植密度。     

马铃薯不同品种淀粉积累生理基础研究——淀粉积累与磷酸化酶、蔗糖转化酶的关系

本试验以高淀粉品种晋薯２号、中淀粉品种内薯３号、低淀粉品种紫花白为材料，对不同生育时期块茎淀粉含量、淀粉积累速度与淀粉磷酸化酶、蔗糖转化酶活性的关系进行了研究，其结果表明：全生育期３个品种淀粉磷酸化酶活性均呈单峰曲线变化；不同生育时期，各品种淀粉含量与淀粉磷酸化酶活性无明显规律性；不同生育时期，各品种淀粉积累速度与淀粉磷酸化酶活性呈正相关。淀粉含量和温度是影响淀粉磷酸化酶活性的两个重要因素，而温度又起主导作用。全生育期，３个品种的蔗糖转化酶均呈苗期为最高，中期显著下降，后期略有回升的变化趋势；不同生育时期，各品种淀粉含量与蔗糖转化酶活性均呈显著负相关；不同生育时期，各品种淀粉积累速度与蔗糖转化酶活性亦呈负相关。因此，蔗糖转化酶活性可作为马铃薯高淀粉育种早期选择的重要生理指标。     

水分胁迫对马铃薯的生理反应

以中早熟品种“坝薯９号”、中晚熟品种“坝薯１０号”和“乌盟８５１”为试材，研究了干旱对马铃薯的影响，结果表明：①随着水分胁迫时间的延长和胁迫强度的增加，叶片相对含水量和叶水势下降，蒸腾强度减弱，伤流量减少；植株高度、茎粗、叶片长和宽、功能叶间距均降低；块茎单株产量和收获指数降低，块茎干物质含量提高；叶绿素含量与光合作用强度随水分胁迫时间延长而降低，但随胁迫强度的增加而提高．②单株产量与叶水势和收获指数是显著正相关，与块茎干物质含量是显著负相关．③坝薯９号和乌盟８５１是两个耐旱品种．     

水钾耦合对大豆光合特性及其产物积累运转的影响

盆栽条件下,研究了不同生育时期水钾耦合对大豆光合特性及水分利用效率的影响,并对光合速率与各器官干物重进行相关分析。结果表明：苗期与花期控水时,土壤水分及水钾互作极显著影响光合速率（Pn）;结荚期控水时,水分极显著影响Pn。花期与荚期控水后测定的Pn要高于苗期的Pn。水钾耦合对光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）和气孔导度（Gs）的影响趋势相似,即水分效应要优于钾肥,且一般而言同一钾肥水平下,土壤水分的影响表现为：W4>W3、W5>W2>W1。只有当土壤水分供应适宜（W3）时,钾肥的施用提高了植株的Pn、Tr和Gs。水分对植株水分利用效率（WUE）的影响要优于钾肥,且水分为正效应。苗期及开花期控水条件下,植株的Pn与根、茎、叶干物重呈极显著正相关（p<0.01）,且Pn与各器官的相关程度表现为茎>叶>根;结荚期植株Pn与根、茎、叶干物重仍呈极显著正相关（p<0.01）,与荚粒干物重呈显著正相关（p<0.05）。     

追氮对膜下滴灌马铃薯氮素吸收积累规律及利用效率的影响

以紫花白为试验材料,研究了不同追氮处理对膜下滴灌马铃薯氮素吸收积累规律及其利用效率。结果表明:随施氮量的增加,马铃薯对氮素的吸收和积累都呈增加趋势,而氮肥利用率及生产效率都呈递减趋势;施氮量为270.0 kg/hm2时,马铃薯氮素含量、累积吸收量最大;施氮量为67.5 kg/hm2时,氮素利用效率最高;而施氮量为202.5 kg/hm2时,产量最高。马铃薯块茎产量与氮素吸收量、氮素利用率存在显著正相关,而与施氮量相关不显著,氮素吸收量与施氮量呈极显著正相关。     

不同品种茶树叶片功能性状及光合特性的比较

以18个茶树品种(系)为研究对象,测量了茶树叶片的叶面积、叶形指数、比叶面积、干物质含量、叶绿素a、叶绿素b及其比值、叶绿素总量、类胡萝卜素及光合特性,并分析了叶片功能性状和光合特性之间的相关性。结果表明,茶树叶片叶形指数、干物质含量、气孔导度的变异系数低于10%,其余11项指标的变异系数为15.08%~43.22%,表现出较高的多样性水平;比叶面积与干物质含量之间存在显著负相关,叶形指数和叶面积与其他叶片功能指标均无显著相关;干物质含量与光合色素之间存在显著相关,叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a/叶绿素b、叶绿素总量和类胡萝卜素两两之间存在极显著相关性;净光合速率、气孔导度、蒸腾速率两两之间存在极显著正相关,且气孔导度与胞间CO_2浓度呈显著正相关,茶叶光合速率主要受气孔限制的影响;净光合速率与干物质含量之间存在显著正相关,净光合速率、蒸腾速率与光合色素含量之间存在显著或极显著正相关,说明光合色素含量高的品种具有更强的光合能力和干物质积累能力;气孔导度、水分利用效率与叶片功能性状之间相关性不显著。14号茶树品种比叶面积相对较低,同时具有较高的干物质含量、净光合速率和水分利用效率,属于抗旱性较强、光合速率和水分利用效率高的品种,可作为抗旱性强、高光效的茶树品种进一步选育和应用。     

马铃薯氮素营养状况的SPAD仪诊断

以马铃薯品种克新1号为材料,研究了叶片SPAD值、叶片全氮含量、叶绿素含量以及块茎产量随供氮水平的变化规律及相互关系,旨在为使用叶绿素仪进行马铃薯无损伤氮素诊断和推荐施肥奠定基础。研究结果表明,从马铃薯苗期到块茎淀粉积累各个生育阶段叶片的SPAD测定值均与马铃薯叶片含氮量呈显著正相关关系。除苗期外,块茎形成期、块茎膨大期、淀粉积累期的马铃薯叶片含氮量和叶片SPAD值随土壤施氮量的变化均表现为线形加平台的模式。因此马铃薯块茎形成期后叶片的SPAD读数可揭示马铃薯的氮素营养状况。统计分析结果还表明,叶片SPAD值与块茎相对产量呈线形加平台的数量关系模式,据此确定了应用叶绿素仪SPAD-502进行马铃薯推荐施肥的SPAD临界值为块茎形成期47.3、块茎膨大期45.1、淀粉积累期40.2。     

Association of Phytate Formation with Grain Filling in Rice

The grain-filling characteristics of six rice varieties (combinations) and the relationships between their relative biochemistry composition during phytate synthesizing and grain plumpness were studied. Regarding results for ISHR1,ISHR2, R198 and JW21, with good grain plumpness, the two-step-filling in superior spikelets and inferior spikelets was not clear, while for ISHR3 and 559, with poor grain plumpness, it was very clear. From booting stage to flowering stage, the contents of phytate and inositol in varieties with good grain plumpness was obviously higher than those in varieties with poor grain plumpness. While at grain filling stage, the content of inorganic phosphorus in varieties with poor grain plumpness was obviously higher than that in varieties with good grain plumpness. The contents of phytate and inositol from booting stage to flowering stage was highly significantly correlated with the initial filling power (RO), the mean filling rate (RM) and grain filling percentage (PGF), and the content of inorganic phosphorus at grain filling stage was negatively significantly correlated with R0, FM and PGF. Furthermore, effective approach to improving grain filling was put forward.     

Association of Phytate Formation with Grain Filling in Rice

The grain-filling characteristics of six rice varieties (combinations) and the relationships between their relative biochemistry composition during phytate synthesizing and grain plumpness were studied. Regarding results for ISHR1,ISHR2, R198 and JW21, with good grain plumpness, the two-step-filling in superior spikelets and inferior spikelets was not clear, while for ISHR3 and 559, with poor grain plumpness, it was very clear. From booting stage to flowering stage, the contents of phytate and inositol in varieties with good grain plumpness was obviously higher than those in varieties with poor grain plumpness. While at grain filling stage, the content of inorganic phosphorus in varieties with poor grain plumpness was obviously higher than that in varieties with good grain plumpness. The contents of phytate and inositol from booting stage to flowering stage was highly significantly correlated with the initial filling power (R0), the mean filling rate (RM) and grainfilling percentage (PGF), and the content of inorganic phosphorus at grain filling stage was negatively significantly correlated with R0, FM and PGF. Furthermore, effective approach to improving grain filling was put forward.