空间环境对草地早熟禾诱变效应研究Ⅰ--突变体叶片解剖结构变异观察

“神舟3号”飞船搭载草地早熟禾‘Nassu’干种子,地面种植后筛选出突变株系PM1、PM2和PM3。观察其叶片表面结构和叶肉细胞超微结构,结果表明:3个突变株系的叶片气孔密度增大,气孔面积减少,单位视野中气孔所占面积比则变化不大;叶肉细胞中叶绿体体积增大,形状变圆并移向细胞中央;PM3株系白绿相间叶片的白色部分,其叶肉细胞中叶绿体多数正在或已经消解,结构不完整。在各突变株系中淀粉粒数量却有不同程度的增加。     

多年生黑麦草愈伤组织航天搭载后再生株系的抗旱性研究

利用“神舟七号”飞船搭载多年生黑麦草品种(Derby)的胚性愈伤组织经空间诱变后,从搭载再生株系(SP)群体中获得了3个抗旱变异株系。自然干旱条件下,对筛选出的3个抗旱变异株系进行了生理生化分析,结果表明,随自然干旱时间的延长,3个抗旱变异株系均表现出叶片相对含水量和叶绿素含量下降、SOD活性先升后降、丙二醛含量及游离脯氨酸含量上升等特征;不同株系间各指标的变化幅度存在差异,通过上述5项指标综合评价后初步认为,3个抗旱变异株系的抗旱性顺序为SP-64>SP-119>SP-17,与表征永久萎蔫系数反映的结果一致,表明筛选出的抗旱变异株系具有抗旱生理基础。以上结果说明,空间诱变能诱发多年生黑麦草抗旱性的变异;获得的抗旱变异株系为选育抗旱草坪草品种提供了新的种质资源。     

差异光周期下野牛草相连分株内源激素的日节律

为了分析野牛草(Buchloe dactyloides)相连克隆分株在差异光周期下内源激素的变化,利用酶联免疫吸附测定法(ELISA)对野牛草相连克隆分株在相反光照条件下的植物内源激素生长素(IAA)、赤霉素(GA)、脱落酸(ABA)、玉米素核苷(ZR)含量进行了测定,探讨植物内源激素在生物节律调控过程中的作用机理。结果表明,野牛草内源激素IAA、GA、ABA及ZR含量在一天内呈现节律性变化规律,同时,在差异光周期下,野牛草相连克隆分株叶片的内源激素水平趋向于同步化,并且倾向于内源生物节律较强的分株。其中,差异光周期处理1周后,在全光照条件下,野牛草克隆分株在断开状态时,叶片中IAA、GA、ABA及ZR含量在24h内基本呈现相反的变化趋势,而野牛草克隆分株叶片中IAA、GA、ABA及ZR含量在24h内的变化趋于一致。     

生理整合对营养分布格局下野牛草相连分株PSII叶绿素荧光参数的影响

本文以匍匐茎型克隆植物野牛草的克隆分株片段为材料,研究营养分布格局和生理整合对克隆植物野牛草叶绿素荧光参数的影响。结果表明,同质营养条件下,叶绿素荧光参数Fo、Fm、Fv/Fm、ΦPSⅡ和qP在相连分株间无显著差异,姊株叶片NPQ显著高于妹株。异质营养条件下,高营养斑块居中放置时,姊株叶片Fo、Fm、Fv/Fm、ΦPSⅡ和qP显著降低,而妹株叶绿素荧光参数则显著提高;高营养斑块居基放置时,姊株Fv/Fm、ΦPSⅡ和qP略有下降,Fo和Fm无明显变化,但妹株Fo和Fm则显著提高;高营养斑块居顶放置条件下,姊株叶片Fo、Fm、Fv/Fm、ΦPSⅡ和qP均高于妹株,NPQ则显著低于妹株。这说明,在资源有限条件下,基于"成本-收益"原则,野牛草相连姊株通过维持或者自抑制其光合效率,并提高妹株光合能力来增强克隆片段对异质营养环境的适应能力。本研究为进一步揭示生理可塑性对异质生境的响应机理以及探讨生理整合对生理可塑性的修饰机制提供了重要的理论依据。     

菖蒲对持续淹水的生长及形态可塑性

菖蒲为典型的湿生植物,探索其在不同淹水条件下的生长适应性可为湿地水生态系统植被恢复的物种选择 提供科学依据。以菖蒲为材料,研究了静水条件下不同水深梯度(0、30、60 cm)对株高、根状茎长度以及分蘖能力、 总生物量、地上/ 地下生物量分配格局等生长和表型可塑性影响。结果表明,淹水深度及淹水时间显著影响根状茎 延长、分蘖的形成以及总生物量的积累与分配。不同淹水条件下根状茎和分蘖随培养时间的延长均呈S冶形异速 生长趋势,但同期相比,浅水条件下植株分蘖数大于对照及深水条件下形成的分蘖数;总生物量与根冠比随淹水深 度增加而减小。说明淹水条件下,植株通过增加地上部分的相对生物量和减少地下部分的相对生物量增强对淹水 的适应能力,认为0 ~30 cm 浅水环境最适宜菖蒲的生长与繁殖。      

园艺植物类胡萝卜素积累调控研究进展

植物类胡萝卜素是一类次生代谢产物,在植物光合作用、生长发育、花瓣呈色和种子传播等方面发挥着重要作用。本文针对园艺植物类胡萝卜素合成、贮存、降解、转录和表观调控方面的研究进行了概括,综述了园艺植物类胡萝卜素研究现状,并结合基因组测序和基因编辑技术,对园艺植物类胡萝卜素积累调控机制研究进行了展望。     

基于光合--光响应特性的柳树优良无性系光能利用效率的评价

利用直角双曲线修正模型对51种柳树优良无性系的光合-光响应曲线进行拟合,分析其光合-光响应特征参数。结果表明:当光照强度开始增加时,各无性系间差异较小,但随着光强增加,各无性系净光合速率达到最高点后呈非线性缓慢减小,其中柳Q43、柳Q31和柳SH48的净光合速率明显高于其他品种。51种柳树优良无性系中柳Q43的最大净光合速率最高,为32.50 μmol/(m2·s),绵毛柳的最大净光合速率最低,仅为11.74 μmol/(m2·s);柳2462的暗呼吸速率较小,仅为0.43 μmol/(m2·s),垂柳109的暗呼吸速率要高于其8倍;柳84和柳2642光补偿点较低,为7.47和8.70 μmol/(m2·s);加拿大柳的光饱和点最高,为1 996.48 μmol/(m2·s)。采用主成分分析法将这4个光合-光响应特征参数综合为2个主成分,其累计贡献率可达81.494%。根据2个主成分的值将51种柳树无性系分为4类,并利用4类柳树株高和基径的年生长量对主成分分析的分类结果进行验证,认为第Ⅰ类柳树对光的利用范围最广,对环境适应能力最强,具有较高的光能利用效率,年生长量最大,为优良的高光效品种。      

柳属植物光合-光响应曲线模型拟合

为了研究柳属植物的光合-光响应曲线模型,利用直角双曲线模型、非直角双曲线模型和直角双曲线修正模型对柳属植物的光合-光响应曲线进行拟合。结果表明,直角双曲线拟合所得的初始量子效率、暗呼吸速率、最大光合速率和光饱和点的值均高于非直角双曲线的拟合结果,但由于在有限光强下,2模型均不存在极值,因此无法直接得到最大净光合速率和饱和光强;而直角双曲线修正模型存在极值点,可以直接求得植物的饱和光强和最大净光合速率,且拟合值更加接近实测值。通过比较另外5种柳属植物净光合速率的实测值与模型估计值,得出直角双曲线修正模型估计值的相对误差之和最小,证明了直角双曲线修正模型的估计值更接近实测值。因此,直角双曲线修正模型是拟合柳属植物光合-光响应曲线的最佳模型。利用此模型可有效地对柳属植物光能利用效率进行评价,为高光效柳树的筛选提供理论参考。