白桦航天诱变育种研究初报

利用返回式卫星搭载白桦种子进行空间诱变处理,对航天搭载后4个家系白桦的种子活力及1年生白桦苗木分析表明,太空环境对苗高影响达到显著和极显著水平,处理后均表现矮化现象。对白桦种子活力、叶片叶绿素含量、净光合速率、MDA含量和相对电导率的影响未达到显著水平,4个家系的SOD活性均低于对照,其它测定指标由于家系不同而发生不同的变异,总体表现为:航天搭载后对白桦种子活力有促进作用;苗木叶片叶绿素含量有降低的趋势;净光合速率略有提高;3个家系白桦叶片MDA含量和相对电导率比地面对照低。     

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。     

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...     

航天诱变对须苞石竹种子和SP1代植株生长的影响

利用我国第21颗返回式卫星搭载须苞石竹种子,返回地面后进行种植,并观测种子活力、出苗率,植株生长特性、叶绿素含量等。结果表明：航天搭载造成须苞石竹种子活力和出苗率显著下降;株高显著变矮,花茎长度显著变短,小花花径花茎显著变大;叶宽、叶绿素a含量和叶绿素a/b有减小的趋势,冠幅和小花数有增大趋势。     

缺镁对龙眼光合产物生产和分配的影响

缺镁对龙眼 (DimocarpusLonganaLour.)光合产物的生产和分配有明显的影响。缺镁胁迫下 ,龙眼叶片单位面积和单位重量的叶绿素、类胡萝卜素含量均降低 ,光合速率下降 ,叶绿体亚显微结构发生明显的改变 ,叶绿体中可见有大量的淀粉粒。随着缺镁胁迫程度的加重 ,14 C -光合产物在标记叶中的滞留量增加 ,输出率降低。叶片非还原糖、淀粉含量增加 ,茎秆、根系的非还原糖尤其是淀粉含量降低。本文还就缺镁影响龙眼光合产物生产和分配的机理进行了讨论     

卫星搭载处理对辣椒萌发过程中抗氧化酶活性的影响

测定经卫星搭载后的辣椒种子萌发过程中抗氧化酶的活性。结果表明:辣椒种子经卫星搭载处理后,其发芽势和发芽率分别比对照提高了3.5%和5.3%;在萌发过程中,可溶性蛋白质MDA含量低于地面对照,但SOD活性高于对照;卫星搭载的种子在萌发13d的幼苗体内SOD、G-POD、APX和CAT活性分别较对照提高了14.29%、25.23%、1.84%和21.52%。表明卫星搭载处理提高了辣椒种子和幼苗体内抗氧化酶活性,对萌发初期保护膜系统的修复具有重要的意义。     

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     

叶绿素缺失突变的分子机制研究进展

叶绿素是光合作用中重要的色素分子,主要参与光能的吸收,其含量与光合作用效率密切相关。叶绿素缺失会直接影响植物的光合作用和生长发育。叶绿素合成受阻是导致叶绿素缺失的最直接原因,同时叶绿素合成调控、光系统的组装、叶绿体蛋白的转运等过程发生变化也会导致叶绿素缺失。     

漂浮型和定生型铜藻中色素的液质联用分析

为探究由气候变化、浅海海水污染加剧等因素造成的铜藻爆发性漂浮增殖现象,明确铜藻的漂浮生长机制,采用高效液相色谱-三重四级杆串联质谱(HPLC-QqQ-MS)技术建立11种色素(岩藻黄素、角黄素、玉米黄质、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b、α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、ε-胡萝卜素、γ-胡萝卜素和 ζ-胡萝卜素)的定性定量分析方法,分析不同地区、不同生态型及不同部位的铜藻中色素的种类和含量。结果表明,共检测到10种色素,其中东极岛漂浮型铜藻中的叶绿素a、叶绿素b和β-胡萝卜素含量显著高于其他地区,而叶黄素、玉米黄质和岩藻黄素含量最低;定生型铜藻的色素总量是漂浮型铜藻的1.6倍;铜藻气囊中含有大量的叶黄素、岩藻黄素、玉米黄质、叶绿素a和叶绿素b等5种色素。本研究建立了快速、灵敏的液相色谱质谱联用定量分析方法,比较分析了不同铜藻中的10种色素种类和含量分布规律,为铜藻的健康、可控利用研究提供了基础数据支撑。     

两种不同基因型玉米苞叶叶绿素荧光特性差异分析

在大田条件下,以郑单958和农大364玉米为研究材料,测定了苞叶的叶绿素含量,并对叶绿素荧光动力学及光合参数进行了比较分析。结果表明,两种不同基因型间玉米苞叶总叶绿素含量、叶绿素a含量、叶绿素b含量存在差异。抽丝-灌浆期,郑单958显著高于农大364,说明此时郑单958苞叶的叶绿素更有利于获取更多的光能为光合作用所利用,但农大364苞叶的叶绿素降低速率要低于郑单958,这样有利于其保持更持久的光合能力。两种不同基因型间玉米苞叶叶绿素荧光参数(Fo、Fm、Fv、Fv/Fm、Fv/Fo等)存在较大差异。郑单958高于农大364,说明郑单958具有潜在高生物产量的生理生化基础。两种不同基因型间玉米苞叶净光合速率(Pn)和水分利用效率(WUE)存在显著差异。抽丝-灌浆期,虽然郑单958的苞叶叶绿素含量高于农大364,但净光合效率较低,说明玉米的净光合速率是其生理生态因素对环境变化适应的结果。     

套作模式下玉米荫蔽对大豆叶片叶绿体结构及光合特性的影响

为探讨玉米大豆套作模式下大豆叶片叶绿体及光合荧光特性对荫蔽的响应,本研究选用南豆12、桂夏3号为试验材料,设置大豆单作(CK)、单行玉米行间套作大豆(A1)和两行玉米带间套作大豆(A2)3个处理,分析大豆叶片叶绿体超微结构和光合荧光参数。结果表明,与CK相比,套作玉米荫蔽下两品种大豆叶片叶绿体基粒厚度、基粒面积/叶绿体面积、淀粉粒面积和淀粉粒面积/叶绿体面积增加,且荫蔽下南豆12基粒厚度和淀粉粒面积/叶绿体面积高于桂夏3号;叶绿体基粒数量在品种间存在差异,南豆12较CK增加,而桂夏3号降低。与CK相比,荫蔽下大豆叶片厚度、栅栏组织厚度显著降低,南豆12在A1、A2下叶片厚度、上表皮厚度、下表皮厚度和栅栏组织厚度均高于桂夏3号。荫蔽下大豆叶片PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)和PSⅡ原初光能转化效率(F_v/F_m)显著增加,但气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、净光合速率(Pn)和实际光化学效率(F_q'/F_m')显著降低。南豆12在A1、A2下的Pn和F_q'/F_m' 高于桂夏3号。综上,套作玉米荫蔽直接影响大豆叶片结构特征和光合荧光特性,但品种间响应存在显著差异。本研究可为耐荫性套作大豆品种的选育提供一定的理论参考。     

缺磷胁迫对核桃幼苗生长及生理特征的影响

【目的】探讨核桃幼苗在缺磷胁迫下的适应性及其机理。【方法】以核桃幼苗为研究对象,设置不缺磷(对照,CK)、中度缺磷(MP)和重度缺磷(SP)3个处理进行盆栽试验,测定核桃幼苗长势和生理指标,分析缺磷胁迫对核桃幼苗生长和生理活动的影响。【结果】(1)在缺磷胁迫下,核桃幼苗地上部分生物量和根系生物量均显著低于CK,而根系活力和酸性磷酸酶活性却高于CK,且总体上随着缺磷程度的加重和处理时间的延长变化更明显;(2)在缺磷胁迫下,核桃幼苗叶片的叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)均显著低于CK,且随缺磷程度加深降低越明显。另外,各处理P_n在处理中后期出现上升现象,G_s和T_r在60 d后显著下降;(3)整个实验过程中,各处理超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量总体均以CK最高,其次为MP处理,SP处理最低。但缺磷处理中后期能提高核桃幼苗SOD和POD活性以及...     

镁对槟榔幼苗光合特性和叶绿体超微结构的影响

【目的】研究不同供镁水平对槟榔幼苗叶片叶绿体超微结构及光合特性的影响,为槟榔的平衡施肥矫治技术和高产优质栽培提供理论依据。【方法】以三叶龄‘热研1号’槟榔幼苗为试材进行了沙培试验。采用1/2 MS完全营养液,即对照处理Mg浓度为0.75 mmol/L,缺Mg (–Mg) 和高Mg (+Mg) 处理分别为不添加Mg和添加Mg 2.25 mmol/L。幼苗生长5个月后,取样测定槟榔幼苗非结构性碳水化合物含量、蔗糖合成酶 (SS) 和蔗糖磷酸合成酶 (SPS) 活性、叶绿素荧光动力学参数,观测叶绿体超微结构。【结果】1) 缺镁处理导致槟榔叶绿素相对含量 (SPAD)、光系统Ⅱ (PSⅡ) 的最大光化学效率F_v/F_m、实际光化学效率Y(Ⅱ)和光化学淬灭系数qP显著降低,而高镁处理组与对照差异不显著;2) 缺镁处理槟榔叶片的可溶性糖、蔗糖含量较对照均显著升高,而淀粉含量显著降低;高镁处理组淀粉含量显著高于对照组,但可溶性糖和蔗糖含量差异不显著;3) 缺镁胁迫致使叶绿体膜解体,基粒片层大部分消失,类囊体片层结构断裂,噬锇颗粒数目增多;高镁处理时叶绿体发生变形,叶绿体膜模糊,基粒片层部分消失,噬锇颗粒和淀粉粒增多。【结论】缺镁胁迫下,槟榔幼苗叶绿体超微结构发生变异,叶绿素合成及碳代谢受阻,光合效率降低,而高镁处理对槟榔叶片的影响显著小于缺镁处理。     

绿洲盐化潮土施镁对玉米幼苗生长、活性氧自由基代谢和锌营养的影响

【目的】甘肃河西走廊绿洲盐化潮土地玉米缺锌现象非常普遍,土壤镁含量高通常被认为是造成土壤和作物缺锌的重要因素之一,本文探讨了绿洲盐化潮土锌、镁之间的关系。【方法】采用盆栽模拟试验方法,以硫酸镁为原料,设加入Mg2+0、74、147、221、515 mg/kg,形成交换性Mg含量分别为287.3、349.2、411.6、487.9、755.2 mg/kg的混合土壤,来模拟绿洲盐化潮土含镁量低、较低、中等、较高、极高5种类型。在玉米生长期间浇灌去离子水,用重量法控制水分的供应。玉米生长45 d收获,测定株高后,采集心叶下第二个叶片鲜样用于测定叶绿素含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量。植株分地上部和根系,烘干粉碎后用于测定锌的含量。【结果】1)较高和极高的土壤交换性镁抑制玉米幼苗的生长。镁加入量为22l mg/kg,土壤交换性镁含量达到487.9 mg/kg时,玉米植株矮小,生长已受到胁迫,加入量为515 mg/kg,土壤交换性镁含量达到755.2 mg/kg时,玉米株高显著降低了14.5%,植株叶缘焦枯,个别植株叶片出现白色条纹,表现出明显的镁中毒症状和典型缺锌症状。2)随施镁量的增加或土壤含镁量水平的提高,玉米地上部和地下部的干重分别降低了11.9%~38.3%和4.6%~23.0%,茎叶干重的降低幅度明显高于根系。3)随施镁量的增加或土壤含镁量水平的提高,玉米叶片叶绿素含量降低了9.4%~45.9%,用量达到515 mg/kg时几乎降低了一半,导致地上部叶片出现枯黄。叶片SOD、POD、CAT活性都是先升高再迅速降低,峰值分别出现在147 mg/kg、74 mg/kg和147 mg/kg,用量达到515 mg/kg时分别降低了49.75%、48.06%和32.21%;MDA含量始终呈增加趋势,增幅在20.39%~183.58%。4)施镁显著降低了玉米幼苗的锌含量和吸收量,但对茎叶和根系的抑制程度不同。与不施镁处理相比,茎叶锌含量降低了4.05%~57.09%,吸收量降低了15.41%~73.55%;根系锌含量降低了7.55%~18.99%,吸收量降低了11.62%~37.40%,不管是锌含量还是吸收量,根系的降低幅度都明显低于茎叶。这也导致锌从根系向地上部的转运显著降低,施镁147 mg/kg时锌的转运率还有46.60%,施镁515 mg/kg时只有34.55%,仅达到不施镁水平的62%。5)随着施镁量的增加或土壤含镁量水平的提高,土壤有效锌含量也显著降低,降幅在11.4%~46.6%,特别是施镁515 mg/kg,土壤交换性镁含量达到755.2 mg/kg时,土壤有效锌含量已降至0.47 mg/kg,超过了土壤缺锌临界值(DTPA-Zn0.5 mg/kg)。【结论】绿洲盐化潮土上的玉米缺锌问题与土壤含镁量水平密切相关,随着施镁量的增加,玉米幼苗的生长受到抑制,株高、干重、叶片中的叶绿素含量和SOD、POD、CAT活性都显著降低,MDA含量显著增加。施镁抑制了玉米幼苗对锌的吸收,对茎叶的抑制程度明显高于根系,导致锌从根系向地上部的转运率显著降低。施镁降低了土壤有效锌含量,用量达到515 mg/kg时,土壤有效锌含量已低于缺锌临界值。     

小白菜叶内叶绿素和抗氧化系统对芘胁迫的动态响应

通过盆栽试验,研究了土壤中芘胁迫对小白菜叶内叶绿素及抗氧化系统动态变化的影响。结果表明,芘胁迫对小白菜叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a＋b和类胡萝卜素的动态影响基本一致,都是在第18d苗期时随着芘浓度的增加显著降低,25d开始各处理的含量差异不显著。小白菜叶片的CMP、MDA和AsA均随种植时间的延长呈现先升高再降低的过程,39d时CMP达到最高值,施芘处理显著高于对照;MDA在32d时上升至最高值,且随着芘浓度的增加而增大,39d以后急剧下降并维持在较低水平,各个处理间差异不显著;46d时AsA含量达到峰值,高浓度芘处理极显著高于对照。游离脯氨酸在25d时随芘浓度的增加而急剧增加,32d以后逐渐下降,各处理间差异不显著。小白菜叶片的CAT活性在种植期间呈下降趋势,39d时随芘浓度的增加有所提高;与CAT活性的变化趋势相反,POD活性随种植时间的延长呈上升趋势,39d和46d时高浓度处理的POD活性显著高于对照。     

聚丙烯酸钠对3种土壤持水能力及作物产量的影响

在离心机模拟不同水吸力条件下,研究了聚丙烯酸钠(sodium polyacrylate记作SP)5种使用浓度(占干土质量0,0.01%,0.08%,0.2%与1%)对3种土壤(砂土、壤土、黏土)持水能力的影响;采用大田试验研究了地表撒施2 g/m2SP对冬小麦与下季玉米产量及WUE影响。结果表明:3种土壤在0.01 MPa至1.5 MPa水吸力下的持水能力随着SP用量的增加而增加,砂土的作用效果较壤土、黏土更显著;3种土壤适宜浓度为0.08%~0.2%,最佳用量为0.2%,此用量条件下砂土、壤土、黏土的最大毛管持水量分别较对照增加了138.61%,7.22%,62.70%;不灌水条件下,SP处理较不施用SP冬小麦增产4%,WUE增加5.7%,灌浆期灌水28.5 mm条件下SP处理较不施用SP增产1%,WUE降低1%;SP处理的玉米产量较对照降低0.5%,WUE提高3%,效果明显低于对冬小麦效果。