低叶绿素b水稻叶片自然衰老过程中光合作用与叶绿素荧光参数的变化

以水稻低叶绿素b突变体及其野生型(镇恢249)第5叶为材料,研究了水稻叶片自然衰老过程中净光合速率(Pn)、叶绿素荧光参数、Rubisco相对含量的变化.结果表明,叶片全展后随着衰老进程,突变体与野生型的Pn、叶绿素荧光参数以及Rubisco大小亚基相对含量都呈下降趋势.低叶绿素b突变体的净光合速率高于野生型且下降慢于野生型,但是二者叶绿素荧光参数之间差异不显著,而野生型Rubisco相对含量下降较突变体快,因此低叶绿素b对水稻第5叶衰老和Pn的影响主要表现在碳同化阶段.     

水稻生理生化特性对氮肥的反应及与氮利用效率的关系

选用水稻氮高效基因型IR72和9311及氮低效基因型Lemont和PECOS,采用土培方法,在5个施氮量（0、0.51、1.02、1.53、2.04 g N 钵^-1,分别相当于0、75、150、225、300 kg N hm^-2）处理下,研究了生理生化特性对氮肥的反应及与氮效率的关系。结果表明,在幼穗分化期,氮高效基因型水稻的可溶性蛋白含量相对低,而谷氨酰胺合成酶（GS）活性高;不同氮效率基因型间1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubisco)含量的差异不大;两种氮效率基因型间的净光合速率（P_n）在幼穗分化期差异不明显。而在齐穗期,氮低效基因型的P_n比高效基因型的低28.66%左右;氮低效基因型在两个时期的单位叶绿素光合速率（P_n/Chl）比氮高效基因型分别低18.51%和29.67%左右。在成熟期,氮高效基因型干物质积累能力强,籽粒产量高。这些结果说明氮效率不同的基因型对氮肥的生理反应差异大。相关性分析表明,低氮水平时(0~1.53 g N 钵^-1), GS酶活性与收获时生物量呈显著或极显著正相关;氮肥偏生产力（PFP）、氮肥农学利用率（AE）及氮素生理利用率（NUEb）分别与GS活性、P_n/Chl和齐穗期的Pn呈显著正相关,而与可溶性蛋白含量、Rubisco含量显著负相关;氮肥吸收效率（RE）与这些生理指标没有显著相关。结果表明水稻光合特征及氮代谢与水稻氮效率间存在紧密的关系,GS活性和可溶性蛋白含量对评价水稻氮肥利用率具有重要的参考价值。     

大蜡螟抗菌物质的抑菌活性检测及其初步分离

摘要：本研究以大蜡螟末龄幼虫为材料,诱导后获得免疫血淋巴为抗菌粗提物,并分为新鲜,冷冻,加热三种不同的处理,进行了对两种常见细菌和16种植物病原真菌的抑菌活性检测,并进行了Sephadex G-50凝胶过滤分离。结果表明,大蜡螟抗菌物质对大肠杆菌没有明显的抑制作用,而对金黄葡萄球菌抑制作用明显,抑菌活性单位在10左右;对10种植物病原真菌均有不同的抑菌活性,其中对苹果树皮腐烂病菌的抑制率达到65%以上;经过凝胶过滤分离,及对分离组分的抑菌活性测定,筛选出较合适的洗脱液为50mM乙酸铵,各分离组分抑菌活性差异明显,粗提物被分成了两个差异显著的部分。     

小麦叶片中1种降解Rubisco大亚基的蛋白酶鉴定

[目的]探明小麦叶片衰老过程中1种降解1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase,Rubisco)大亚基蛋白酶的生化特性.[方法]通过天然梯度聚丙烯酰胺凝胶电泳后切胶回收的方法获得Rubisco全酶,采用离子交换层析、非完全变性十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳和切胶回收蛋白等方法分离目的蛋白酶,并采用含明胶的聚丙烯酰胺凝胶电泳研究其生化特性(主要是最适pH、最适温度、热稳定性、蛋白酶类型等).[结果]切胶回收的Rubisco全酶样品中存在降解大亚基的蛋白酶.在Mono-Q离子交换层析条件下,该蛋白酶与Rubisco不易分离.利用非完全变性十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳法分离出这种降解大亚基的蛋白酶;在聚丙烯酰胺凝胶中,该蛋白酶相对分子质量大于大亚基相对分子质量,位置在大亚基上方,其余部分没有检测到蛋白酶活性.该酶的最适温度为60℃;最适pH值为7.0,在pH 5.0～ 8.0均表现出较高的活性;该酶热稳定性一般,在50℃以上几乎完全丧失其活性;丝氨酸蛋白酶抑制剂AEBSF[4-(2-Aminoethyl) benzenesulfonyl fluoride hydrochloride]可以完全抑制蛋白酶活性,金属蛋白酶抑制剂1,10-phenanthroline可以部分抑制该蛋白酶的活性,酸性蛋白酶抑制剂pepstatin、半胱氨酸蛋白酶抑制剂E-64[transepoxysuccinyl-L-leucylamido(4-guanidino)butane]、金属蛋白酶抑制剂EDTA(ethylene diamine tetraacetic acid)和EGTA[ethylenebis (oxyethylenenitrilo) tetraacetic acid]以及丝氨酸蛋白酶抑制剂PMSF(phenylmethanesulfonyl fluoride)不抑制该蛋白酶的活性.[结论]在切胶回收的Rubisco全酶中发现了1种可以降解Rubisco大亚基的蛋白酶,其可能是1种需要金属离子的丝氨酸型蛋白酶.     

Correlation of Chlorophyll Meter Readings with Gas exchange and Chlorophyll Fluorescence in Flag Leaves of Rice (Oryza sativa L.) Plants

Abstract

The objective of this study was to establish the correlation of the chlorophyll meter (SPAD) readings with the contents of chlorophyll (Chl) and ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (Rubisco), the gross photosynthetic rate (P_g), and the maximum quantum yield of photosystem II (PSII) (F_v/F_m) in flag leaves of rice (Oryza sativa L.) in ripening stage. The SPAD readings significantly correlated with the Chl content, the Rubisco content, P_g and F_v/F_m (R² = 0.848, 0.648, 0.671 and 0.712, respectively), which suggests that the SPAD meter has the potential to estimate the photosynthetic capacity of the flag leaves. However, both P_g and F_v/F_m had a stronger relationship with the Rubisco content than the SPAD readings, indicating that the PSII photochemical and CO₂ assimilation capacities are strongly influenced by the Rubisco content. Therefore, accurate calibration would be indispensable to obtain the physiological information from the SPAD readings of flag leaves.     

芍药不同品种1,5-二磷酸核酮糖羧化酶活性差异研究

为了揭示芍药不同品种Rubisco活性差异及其与光合速率和羧化效率之间的关系,进而为从芍药露地品种中筛选设施适用品种提供参考,本文以设施栽培中开花良好的‘大富贵’、‘桃花飞雪’和开花较差的‘多叶紫’为对象,对比研究了不同品种在露地栽培条件下Rubisco活性、最大净光合速率和羧化效率的动态变化.结果表明:芍药不同品种Rubisco活性存在差异,在现蕾期和开花期差异显著,而花后期差异不明显.不同品种Rubisco活性动态变化与最大净光合速率和羧化效率动态变化关系不一致.‘大富贵’和‘桃花飞雪’从现蕾期到花后期,Rubisco活性变化呈单峰型,在开花期最高,且在现蕾期和开花期与最大净光合速率和羧化效率动态变化趋势相同,但在花后期变化趋势不同,急剧下降;而‘多叶紫’Rubisco活性变化一直较小,呈平稳态势,这种变化趋势与最大净光合速率和羧化效率动态变化完全相同,表现出高度相关性.因此,露地栽培芍药品种在现蕾期、开花期Rubisco活性高低及其在理蕾期、开花期和花后期与最大光和速率和羧化效率的动态变化关系,可能有助于了解不同品种在设施环境中的生长潜力.     

黄瓜Rubisco 活化酶基因CsRCA 表达载体构建与遗传转化

 核酮糖–1,5–二磷酸羧化/加氧酶（Rubisco）是光合碳循环中的关键酶,为了探明其在植物体内的活化机制,用农杆菌介导法将Rubisco活化酶（RCA）基因CsRCA导入黄瓜,分别用PCR、real-time PCR和Western杂交法进行分子检测,分析转基因植株的表达量。酶切鉴定结果显示,CsRCA正向插入植物表达载体pCAMBIA1301的CaMV 35S启动子和NOS终止子之间,成功构建CsRCA的正义表达载体。将pCAMBIA1301-CsRCA导入黄瓜自交系‘08-1’,获得7株转基因植株,拷贝数均为2（非转基因植株的拷贝数为1）,转化率约为3.5%。表达分析结果表明,7株T0代转基因植株叶片的CsRCA mRNA表达量为野生型（WT）的1 ~ 1.98倍,在蛋白水平的表达信号显著强于WT。T1代转基因植株的叶片叶绿素和类胡萝卜素含量、光合速率（P_n）及可溶性糖和淀粉含量均显著高于WT。研究结果表明,利用农杆菌介导法获得了稳定遗传的黄瓜CsRCA转基因植株,CsRCA过量表达能显著提高黄瓜叶片的P_n,增加干物质积累。     

不同品种辣椒幼苗光合与呼吸对弱光的响应

分别在300μmol／m2·s和100μmol／m2·s的人工光源下。研究了“中椒5号”、“中椒6号”、“中椒10号”和“红英达”4个辣椒品种光合和呼吸特性对弱光的响应。结果表明,弱光下幼苗净光合速率(Pn)、暗呼吸速率(Rd)、夜闻呼吸速率(Rn)、饱和光强(SL)、光补偿点(LCP)、光饱和光合速率(Pmax)下降,表观量子效率(AQY)上升。弱光下辣椒Pn的下降是非气孔限制的结果,较低的Rubisco羧化活性是辣椒Pmax下降的一个重要原因。弱光下辣椒叶片叶绿素(Chl．)含量上升,Chl．a／b值和比叶重(SLM)下降。供试品种中“中椒10号”在弱光下具有较低的LCP、Rd、Rn以及较高的AQY,表现出较强的弱光耐受性。     

小麦Rubisco的纯化、鉴定及其活性测定

以小麦叶片为材料 ,根据Rubisco的溶解度、分子大小和形状、电荷种类等特性采用盐析、凝胶过滤、离子交换层析技术进行该酶的分离、纯化。纯化的Rubisco经聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定呈一条谱带 ,经SDS -聚丙烯酰胺凝胶电泳呈 2条谱带 ,一条带为Rubisco大亚基 ,分子量 5 5 0 0 0左右 ;另一条为Rubisco小亚基 ,分子量 14 80 0。     

Drought priming during the vegetative stage can enhance post-anthesis drought tolerance by improving photosynthetic capacity in winter wheat

Drought stress during the reproductive period of cereal crops leads to significant yield reductions, therefore, exploring effective methods to improve tolerance to post-anthesis drought is necessary. Pot experiment was carried out to investigate the effects of pre-drought priming on physiological characteristics and grain yield with drought stress at post-anthesis. Moderate water deficits (60–65% of the field capacity) were imposed to prime wheat plants during either the tillering or jointing stages, while severe drought stress (40–45% of the field capacity) was applied during the grain filling stage. The priming treatments significantly improved grain yield resulting in higher biomass. Compared to the control, the grain yield and biomass of the non-priming, tillering priming, and jointing priming treatments were reduced by 15.7, 9.1, and 9.3% and by 11.1, 6.1, and 10.5%, respectively. The primed plants exhibited higher adaptability to subsequent severe drought stress during grain filling, showing higher photosynthetic capacities and light use efficiencies with higher leaf water potentials, soluble protein contents, and Rubisco contents and enhanced enzymatic antioxidant systems. The tillering stage is more responsive to drought priming based on the observed grain yield. These results indicate that moderate drought during the vegetative period is conducive to the development of water-saving agriculture to cope drought stress during grain-filling in wheat.