杂种小麦及其亲本光合碳同化特性的研究

供试化杀型(CHA), T型三系杂种小麦及各自亲本在旗叶一生中的净光合速率(PO、叶绿素含量(Ch1)和可溶蛋白含量(Sp)均在全展时达到最大值,以后逐渐下降。在春季生育期中群体光合速率(CAP)的变化趋势呈单峰曲线,于开花期达到最大值。与亲本和对照相比,杂种小麦在生育期间于上述性状上多表现正向优势,且优势随生育进程不断增     

不同穗重型水稻品种剑叶光合特性的研究

以6个典型的不同穗重类型水稻品种为材料, 对其部分光合生理特性进行了研究. 从光合日变化上看, 重穗型品种冈优527一天中不同时间的净光合速率均显著高于中穗型品种汕优63和轻穗型品种密阳46, 特别是中午光合"午睡"现象较轻; 从光-光合曲线看, 其量子效率差异较小, 饱和光强下冈优527的净光合速率比汕优63和密阳46分别高9.6%     

高静水压诱变水稻突变体的农艺性状及光合特性

比较了经高静水压力处理已萌动的水稻(Oryza sativa L.)粤香占筛选的突变株系粤压Ⅰ号、突变1、突变2和对照粤香占的农艺性状和光合特性.与对照相比，突变株系株高、有效穗数、收获指数等性状都存在明显差异，空秕粒率降低，理论产量有不同程度的提高，籽粒的长/宽比值也均较对照提高.突变株系光补偿点和光饱和点升高，孕穗-     

夏玉米光合特性对氮素用量的反应

随氮素用量增加,植株下位叶、穗位叶和上位叶的光合速率（P_n）、叶绿素含量（Chl）、可溶蛋白含量（Pro）、Hill反应活性、Ca²⁺-ATPase活性、Mg²⁺-ATPase活性和PEPCase活性均不断增大。植株不同叶位Pn和Pro随生长进程均不断下降;不同叶位Chl的变化动态表现为下位叶在各测定时期之间差异较小、穗位叶和上位叶为单峰曲线。Hill反应活力、Ca²⁺-ATPase活性和Mg²⁺-ATPase活性的变化规律不同,随生长进程表现不断下降、单峰曲线和双峰曲线等不同形式。各叶位PEPCase活性均表现单峰曲线型变化。随氮素用量增加,叶源量、生物产量和籽粒产量不断增加。适量施氮具有全面改善玉米光合效率和内在生理、生化过程的作用。Ca²⁺-ATPase活性是影响光反应活力的重要因素;在叶片生长前中期,P_n受到PEPCase的影响较小,主要受到光反应活力和暗反应效率的调控。可采用叶源量作为玉米单株生产力的参考诊断指标。     

超高产水稻生育后期剑叶光合生理特性变化的研究

笔者研究了黑龙江省第一积温带5个产量不同的主栽品种生育后期剑叶叶绿素含量、净光合速率和RuBP羧化酶活性变化规律。结果表明：超高产品种生育后期的剑叶叶绿素含量、光合速率和RuBP羧化酶活性均高于常规品种,品种间差异显著。因此,将剑叶生育后期叶绿素含量、净光合速率和RuBP羧化酶活性的变化研究,作为寒地粳稻高光效育种和超高产育种中的一项措施是可行的。     

张杂谷干物质积累及光合特性的研究

以张杂谷3号、张杂谷5号和冀张谷5号为试验材料,对其群体干物质积累和光合作用日变化进行了系统的研究。结果表明,在生育中期张杂谷3号和张杂谷5号的净光合速率与蒸腾速率成正相关且均高于冀张谷5号。而在这一时期干物质的累积量也明显高于冀张谷5号。在生育后期张杂谷3号、张杂谷5号光合能力强,叶面积衰减率、净同化率、光合势、群体生长率、茎鞘物质的偷出与运转协调(实粒/叶、粒重/叶)均高,故其干物质累积量高。张杂谷3号和张杂谷5号在抽穗一成熟期的干物质累积量较冀张谷5号分别高出28.5%和38.3%,差异极显著。     

四引物分子标记鉴定水稻光合效率基因TAC1的不同基因型

水稻(Oryza sativa)的株型含株高、分蘖、穗型和叶型等性状,其表现与光合效率直接相关。一般地,籼稻(Oryza sativa ssp.xian)株型松散,而粳稻(Oryza sativa ssp.geng)更为紧凑。松散型的籼稻自身遮蔽少,通风好,植株光合效率高;紧凑株型的粳稻适应密植,通过提高单位面积植株数量提高总体光合效率。控制籼粳稻分蘖角度差异的主效基因是TAC1基因。相比TAC1xian,发生在tac1geng的3'非翻译区(3'UTR)的A→G突变导致mRNA稳定性下降,从而影响了粳稻的株型。2个等位基因分别属于单株高光效基因型和整体高光效基因型,处于杂合状态下还可互补,因此建立可精确选择TAC1等位基因的分子标记在育种实践中意义重大。本研究利用扩增受阻突变系统(amplification refractory mutation system,ARMS)的原理,开发出包含4条引物的共显性分子标记,鉴定TAC1的功能单核苷酸多态性(functional nucleotide polymorphism,FNP)。该分子标记命名为tac1fnp,同TAC1完全连锁,一次PCR反应即可精确区分2种等位基因及杂合基因,有助于水稻的高光效分子标记辅助选择育种。     

氮素对山栏稻光合作用、产量性状和氮素利用的影响

为了提高山栏稻产量,确定山栏稻合理施氮量,改进旱作山栏稻施肥策略,从而探寻山栏稻高效高产生态栽培方式,减少稻田氮素污染。本试验设置了四种施氮量处理：N1 (施氮量90 kg/hm²)、N2 (施氮量180 kg/hm²)、N3 (施氮量270 kg/hm2)和CK (传统不施氮处理),研究两个典型山栏稻品种‘山川24’和‘满坡紫’的产量性状、叶绿素含量、光合速率、植株含氮量、吸氮量和氮素利用效率。结果表明,N2和N3处理相比于CK显著提高山栏稻产量、叶绿素含量和光合速率。其中N3处理产量最高,但N2与N3产量差异不显著,N2在成熟期时光合速率更高。叶、茎和穗的含氮量和吸氮量随施氮量增加而显著增加,N2处理在生育后期具有更高的叶含氮量。N3和N2处理的总吸氮量显著高于N1和CK。相较于N3处理,在成熟期时N2处理茎吸氮量较低,能更好地转运茎中的氮到籽粒中去。N2处理的氮素利用效率各指标基本高于N3处理。从产量和氮素利用两个方面考虑,施氮量180～270 kg/hm²是最适合旱作山栏稻的氮素水平。     

几个柑桔品种叶片光合特性比较研究

以4个不同柑桔品种(奈92-1脐橙、沙糖桔、沙田柚和贡柑)为试材,对其田间条件下叶片光合特性进行比较研究。结果表明：1)奈92-1脐橙、贡柑叶片的净光合速率（Pn）日变化表现为“单峰”型曲线,峰值均在早上10：00左右时出现,而沙糖桔、沙田柚则为典型的“双峰”型曲线,且首峰均在早上8：00左右时出现,次峰分别在12：00时和14：00左右时出现;4个柑桔品种的Pn最高值以沙田柚最高,高低顺序为沙田柚>贡柑>奈92-1脐橙>沙糖桔,除沙糖桔无光合“午休”外,其余品种均有明显的“午休”现象。2)叶绿素含量与Pn呈正相关趋势,花青苷则为负相关,而类胡萝卜素与Pn之间相关性不明显。     

6个木薯品种光合特性的研究

利用GFS-3000便携式光合-荧光测量系统,对6个木薯品种在生长发育过程中的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(E)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)进行了研究。结果表明,6个木薯品种的净光合速率（Pn）在生育期变化呈先增后降的曲线,蒸腾速率(E)和胞间CO2浓度(Ci)的升降并不完全受气孔导度(Gs)的影响。经邓肯氏新复极差比较,华南6（SC6）和华南7（SC7）的Pn 显著高于其它各个木薯品种,华南205（SC205）、华南（SC5）的Pn 显著高于华南9（SC9）,而与华南8（SC8）差异不显著     

水稻氮素利用效率的选择效果

利用“Dasanbyeo/IR66746-26-3-2”和“TR22183/IR66167-27-5-6”两个杂交组合探讨了在施氮和未施氮条件下杂交早期世代对产量及氮素利用效率的选择效果。研究结果表明,在杂交早期世代对产量的直接选择效果在未施氮条件下明显高于施氮条件下,并通过产量选择对氮素利用效率进行间接选择无论在施氮区还是未施氮区均有显著效果     

不同氮效率粳稻品种的冠层特征

探明氮高效水稻品种的冠层特征,对于培育和筛选氮高效品种具有重要意义。以2个氮高效品种武运粳30号和连粳7号及2个氮低效品种扬粳4038和宁粳1号作为材料进行大田试验,观察了两类水稻品种的冠层特征及其与产量和氮肥利用率间的关系。结果表明,与氮低效品种相比,氮高效品种总颖花量、结实率、产量和氮肥利用率较高;氮高效品种抽穗期具有较高的单茎茎鞘重、光合速率、光合氮素利用效率、剑叶厚度、比叶重、中上层冠层的光截获量及冠层顶部比叶氮含量、氮消减系数和光氮匹配度,上述主要冠层特征与产量及氮素籽粒生产效率呈显著或极显著正相关。这些冠层特征可作为筛选和培育氮高效水稻品种以及培育高产高效群体的重要指标。     

不同氮肥利用效率水稻基因型剑叶光合特性

选用氮肥利用高效型和低效型具有代表性的12个粳稻品种,研究225 kg hm^-2施氮条件下水稻剑叶光合特性的差异及其与氮肥利用效率、水稻结实性的相互关系。结果表明,齐穗后,氮高效基因型水稻的叶绿素含量、叶片含氮量、净光合速率、光合功能期和叶绿素荧光动力学参数中的最大光化学效率(F_v/F_m)、PS II的潜在活性(F_v/F_o)、实际光化学效率(Φ_PSII)、光化学猝灭系数(q_P)和非光化学猝灭系数(q_N)均显著高于氮低效基因型。相关性分析表明,齐穗后不同时期,剑叶中叶绿素含量、叶片含氮量、净光合速率、剑叶的光合功能期和叶绿素荧光动力学参数值(F_v/F_m、F_v/F_o、Φ_PSII、q_P、q_N)与水稻的氮肥利用效率、结实性均呈极显著的正相关。由此说明,与氮低效基因型相比,氮高效基因型水稻生育后期具有较好的光合特性,较长的光合功能期;同时,其PSII反应中心更加稳定,具有更大的光能转化为电化学能的潜力,非光化学猝灭对光合机构也有更好的保护作用。因而,其在促进植株光合物质积累,提高结实性的同时能通过地上部与地下部的调节反馈增强植株对氮肥的吸收利用。     

氮高效利用水稻碳氮代谢物含量的变化特征

采用土培盆栽试验,研究氮高效利用水稻在不同供氮水平下碳氮代谢物含量的变化情况,并探讨其与氮素利用效率之间的关系。结果表明,氮高效利用水稻碳氮代谢物谷氨酸(Glu)、谷氨酰胺(Gln),α-酮戊二酸(2-OG)和蔗糖的含量随生育进程的变化态势与氮低效利用水稻大致相同,但其含量的高低因品种、施氮量不同而异。Glu对氮的响应基本为随施氮量增加而增加。Gln在抽穗期、开花期和2-OG在抽穗期、开花期、成熟期对氮响应呈现先降后升再降的“S”型曲线变化规律;蔗糖在抽穗期随施氮量的增加而减少,而在成熟期表现为增加。抽穗期Gln与Glu呈极显著正相关;氮利用效率(NUE)与开花期的Gln呈显著负相关,与Glu呈显著正相关,与成熟期2-OG呈极显著负相关。施氮量和不同氮利用效率水稻对碳氮代谢物含量有影响,氮高效利用水稻在低氮条件下具有较高的Glu,2-OG和蔗糖含量;抽穗期不同供氮处理Gln含量均明显较高。     

茄子氮效率基因型差异的研究

为了解茄子的氮素吸收利用特性和筛选氮高效基因型,采用田间小区试验和测试分析方法,通过测定茄子产量、氮利用效率、氮响应度和氮素吸收总量等指标,对10个茄子基因型进行了氮效率方面的研究。结果表明,不同基因型茄子的产量、氮利用效率、氮响应度和氮素吸收总量均存在显著差异。根据供试材料在施氮和不施氮处理下氮效率的不同将供试10个基因型划分为5种类型:高氮高效-低氮高效型(HH-LH)包括06-991;高氮高效-低氮中效型(HH-LM)包括06-917;高氮高效-低氮低效型(HH-LL)包括06-961和06-867;高氮中效-低氮低效型(HM-LL)包括06-972,06-947,06-854,06-830和06-909;高氮低效-低氮低效型(HL-LL)包括06-910。对氮效率构成因素通径分析表明,氮素吸收总量对氮效率的直接作用大于氮利用效率的直接作用,氮素吸收总量是决定氮效率的主要因素。     

不同氮效率基因型水稻植株氨挥发速率及其与氮效率的关系

植物组织中氮素气态挥发损失可能与其氮效率密切相关。探讨不同氮效率基因型水稻地上部NH₃挥发特征及其与氮效率的关系,可为氮高效基因型的筛选提供理论依据和技术指标。本试验采用4个氮浓度进行盆栽液培,以扬稻6号、BG34-8、武育粳3号和珍汕97B等4个水稻品种为材料,研究水稻NH₃挥发速率(ammonia volatilization rate, AVR)与氮利用效率的关系。结果表明,各基因型的AVR在各生育期的变化趋势不完全相同,扬稻6号和武育粳3号在幼穗分化期最高,分别为11.0和10.4 mg N h^-1 pot^-1,而BG34-8和珍汕97B的AVR在孕穗期最高,分别为22.5和23.4 mg N h^-1 pot^-1;对相同的基因型,随培养液中氮浓度的增加,植株的AVR增大,氮低效基因型珍汕97B和武育粳3号的增幅大于氮高效基因型扬稻6号和BG34-8;在培养液中氮浓度较高时(80 mg N L^-1)植株地上部AVR与氮素积累量、氮素籽粒生产效率、氮肥农学利用率和氮肥生理利用率呈显著或极显著负相关 (r= -0.6768**、-0.6158*、-0.6667**、-0.8353**)。综上所述,水稻植株的AVR存在基因型差异,氮高效基因型的AVR较低;在高氮浓度液培条件下,较低的AVR可作为氮高效材料筛选指标。     

Intraspecific Variation in Nitrogen Uptake and Nitrogen Utilization Efficiency in Wheat (Triticum aestivum L.)

Twenty wheat ( Triticum aestivum L.) varieties differing in plant height were grown in soil culture and evaluated for differences in nitrogen uptake and nitrogen utilization efficiency (NUE) at limited (40 kg N ha⁻¹) and normal (120 kg N ha⁻¹) nitrogen supply. Nitrogen uptake showed 1.4- and 1.5-fold varietal variation at harvest for limited and normal N supply, respectively. NUE for dry matter production (NE1) exhibited 1.28- and 1.38-fold genotypic variation while NUE for grain production (NE2) varied by 1.25- and 1.21-fold at limited and normal N supply, respectively. Tall varieties were found to have higher N uptake and NUE for dry matter production, while dwarf cultivars had greater NUE for grain production. Nitrogen uptake was found to be strongly positively associated with dry matter production (r=0.85 and r =0.77 at limited and normal N supply, respectively), indicating an important effect of growth rate on N uptake. NUE for biomass production, as well as for grain production, was reduced as the supply of nitrogen was increased.     

不同施氮量对饲用燕麦光合特性及氮素光合利用效率的影响

为探明不同施氮量下饲用燕麦在晋北地区光合特性及氮素光合利用效率的差异,以4个国内外具有代表性的饲用燕麦品种为试验材料,研究其生物产量、光合特性及氮素光合利用效率的变化特点。结果表明,4个参试品种的干草产量均随着施氮量的增加呈递增趋势,均在施氮量180kg/hm²时最高;随着施氮量的增加,各品种净光合速率和氮素光合利用效率呈持续增加的趋势。综合各项指标可知,晋北地区蒙燕1号、甜燕麦、KONA和坝燕7号4个燕麦品种生产时,田间施氮量可控制在180kg/hm²水平。     

实地氮肥管理提高水稻氮肥利用效率

以籼型杂交稻汕优63和粳稻武育粳3号为材料进行田间小区试验,对实时氮肥管理（RTNM）和实地氮肥管理（SSNM）的农艺表现和氮肥利用效率进行了评价。结果表明,氮空白区的水稻产量为5.5~7.4 t/hm²,说明试验田背景氮颇高。与农民习惯施肥法（FFP）相比,RTNM和SSNM分别增产-4.4％~7.0%和0.2％~9.3%,氮素产谷率分别提高195.7％~297.0%和169.6％~276.4%。2003—2004年在江苏省无锡市两村共计20户稻田中进行水稻SSNM试验示范。2年FFP的氮素产谷率、吸氮利用率和生理氮转化率分别仅有2.8～6.7 kg稻谷/kg N、33.7％～34.7％和8.4～18.6 kg稻谷/kg N;SSNM的施氮量较FFP降低38.7％～41.3％,产量提高2.5％～3.5％,氮素产谷率、吸氮利用率和生理氮转化率分别提高88.3％～117.7％、34.0％～39.5％和46.1％～61.6％。在江苏省大面积推广也取得了类似结果。证明采用SSNM在不降低水稻产量的前提下,提高水稻氮肥利用率是可能的。试验也发现,农户稻田SSNM的氮素产谷率和生理氮转化率的数值依然很低。对水稻氮肥利用率低的原因及提高途径进行了讨论。     

不同氮敏感性粳稻品种的氮代谢与光合特性比较

本文旨在探明不同氮敏感性粳稻品种氮代谢与光合特性。以2个氮敏感高产品种淮稻5号和连粳7号, 2个氮钝感品种宁粳1号和扬粳4038为材料, 设置0和200 kg hm^-2 2个施氮水平, 研究其产量、氮肥利用效率以及地上部生理性状的变化特点。结果表明, 在2种施氮水平下, 氮敏感品种的产量和氮肥利用效率显著高于氮钝感品种。与氮钝感品种相比, 氮敏感品种具有较高的光合速率和氮素积累, 较强的氮代谢酶活性和较高的光合氮素利用效率, 抽穗期茎叶中积累较多的可溶性糖和淀粉, 抽穗至成熟期茎鞘中非结构性碳水化合物向籽粒转运率较高。表明氮敏感品种在较低施氮量下具有较高的生理活性和物质生产效率; 这些特征可作为筛选高产氮敏感水稻品种的重要生理指标。