不同灌溉模式下小麦荧光特征及品种抗旱性研究

为探讨低平原区节水灌溉模式和筛选高产节水品种,在2014-2015和2015-2016两个小麦生长季,采用裂区试验,以5个灌溉模式(春季灌溉0、1、2、3和4水,分别用W_0～W_4表示)作为主处理,以3个当地主推冬小麦品种(衡观35、石4185和衡4399)作为副处理,研究了不同灌溉模式对小麦产量、叶绿素荧光特征参数、水分利用效率等的影响及荧光特征与品种抗旱性的关系。结果表明,随灌溉量和灌溉次数的增加,小麦产量非线性增加,但不同年份表现有所不同,2014-2015年以W_2处理产量最高,2015-2016年以W_4处理产量最高;灌溉提高了PSⅡ的潜在活性F_v/F_o和原初光能转化效率F_v/F_m,但F_o却降低。不同品种对灌水的反应特性不同,且存在年际间差异,两年平均产量以衡4399最高,石4185最低;随灌溉量的增加,衡4399和衡观35产量变化幅度较小,而石4185的产量变化幅度相对较大。从荧光特征参数看,石4185受水分胁迫的影响大,在灌浆后期,其不灌溉处理(W_0)的荧光参数F_o相对于灌溉处理的增加幅度高于衡4399和衡观35,但F_m、F_v/F_m和F_v/F_o在不灌溉情况下的降低幅度也相对较大,说明石4185的抗旱性差。从水分利用效率看,以W_2处理较好。因此在本试验条件下,衡4399和衡观35的增产潜力大,抗旱性好,春季灌2水可达到节水高产和水分利用效率提高的目的。     

PEG胁迫对不同小麦品种幼苗抗旱生理指标的影响

为给小麦抗旱育种的早期筛选工作提供理论依据,以济麦262(抗旱型)、烟农19(中间型)和临麦2号(水分敏感型)为材料,采用PEG模拟干旱胁迫,探究干旱胁迫对不同小麦品种幼苗生物量、含水量、根系形态特征、抗氧化酶活性和叶绿素荧光参数的影响。结果表明,PEG胁迫下,三个品种中济麦262的生物量最大,地下部含水量显著高于临麦2号和烟农19;其根系的总长、总投影面积、总面积和总体积最大,且受抑制程度最低;其抗氧化酶活性在一定程度上明显增强,尤其是叶片和根系过氧化物酶、根系超氧化物歧化酶及叶片过氧化氢酶活性增强幅度显著高于临麦2号和烟农19;其叶片光化学荧光淬灭系数(qP)和PSⅡ的实际光化学效率与CK相比均呈下降的趋势,其中qP下降程度最低,荧光非光化学淬灭显著增强且高于其他两个品种。综上所述,在PEG胁迫下抗旱品种的生长受抑制程度最小,清除氧自由基能力较强,光能利用率高。     

外源Ca~(2+)对莲藕幼苗盐胁迫的缓解效应

以莲藕H_2(花藕品种,盐敏感)为材料,利用NaCl与Ca(NO_3)_2处理3片立叶的幼苗,研究外源Ca~(2+)对缓解植株盐胁迫的生理作用。结果显示:采用NaCl处理后,叶片中叶绿素、可溶性蛋白含量和SOD活性显著降低,而细胞膜透性、丙二醛和脯氨酸含量升高;利用不同浓度的Ca~(2+)进行缓解处理,发现外源施加低浓度的Ca~(2+)后,叶片叶绿素、可溶性蛋白含量和SOD活性均显著提高,脯氨酸含量较之前升高幅度更大,而细胞膜透性和丙二醛含量后期显著降低,说明Ca~(2+)对缓解莲藕盐胁迫具有较好的效果。当Ca~(2+)浓度增加时,缓解作用不明显,甚至出现抑制效果。     

测墒补灌深度对济麦22冠层光截获和荧光特性及籽粒产量的影响

测墒补灌是近年开发的一种小麦节水栽培新技术,水分管理的土层深度是该技术的关键因素之一。本研究以济麦22为试验品种,于2013—2014和2014—2015年度在山东兖州进行大田试验,设置4个测墒补灌土层深度,补灌至目标土层拔节期相对含水量70%和开花期相对含水量75%,以定量灌溉(拔节期和开花期各灌水60 mm)和全生育期不灌水处理为对照,通过测定花后0~30 d灌浆阶段小麦冠层光截获特性、群体光合速率、旗叶荧光特性,以及最终籽粒产量和水分利用效率,以明确测墒补灌达到增产的光合基础及最佳土层。当补灌土层为0~20 cm时,灌水量为50.1~51.2 mm,小麦叶面积指数、冠层光合有效辐射截获量、冠层光截获率和群体光合速率,以及旗叶实际光化学效率(ΦPSII)和最大光化学效率(Fv/Fm)在各灌水处理中最低;补灌土层为0~40 cm时,灌水量为73.1~93.1 mm,上述前4项指标比补灌深度20 cm时依次提高6.0%~42.4%、8.5%~27.9%、6.7%~14.5%、11.0%~14.6%,同时旗叶ΦPSII和Fv/Fm亦显著提高;补灌深度加大至60 cm(灌水量87.5~105.4 cm)和80 cm(灌水量101.8~115.0 cm)时,这些指标无显著增加。与光合特性相关指标一致,籽粒产量也表现为补灌深度大于40 cm的3个处理间无显著差异,且与定量灌溉对照无显著差异,但都显著高于补灌深度20 cm处理。在本试验条件下,对0~40 cm土层实施测墒补灌,较定量灌溉减少用水26.9~46.9 mm,水分利用效率提高16.2%~16.7%,灌溉效益增加34.0%~68.1%,说明在类似生态条件下,中穗型小麦品种济麦22测墒补灌节水栽培技术的目标土层为0~40 cm。     

X射线荧光光谱法快速检测原料公干鱼中的镉

旨在建立一种基于X射线荧光光谱法快速检测原料公干鱼(原料鱼)中镉的方法。应用X射线荧光光谱法快速检测原料鱼初始样及干燥样中的镉含量,对快速检测与标准检测结果的相关性进行了分析;考察了对原料鱼进行快速干燥处理的可行性;采用原料鱼的标准测定值对X射线荧光光谱仪进行校正后,考察了快速检测方法的精密度、检测限、准确度等性能参数。结果表明:X射线荧光光谱法能准确测定原料鱼干燥样中的镉,检测限达0.088 mg/kg,线性范围为0.088~1.286 mg/kg,相对标准偏差低于10%。该快速检测方法测定单个样品只需40 min左右,可满足现场对原料鱼中镉的快速测定要求,为防控原料鱼食品中镉超标风险提供了一种高效的筛查手段。     

极细链格孢激活蛋白对大豆光合特性、叶绿素荧光参数及产量的影响

为探讨激活蛋白对大豆生长、产量的影响,以大豆冀豆17为研究对象,利用光合仪与称重法测量了不同浓度极细链格孢激活蛋白(1,2,3,4,5,6μg/m L)处理后大豆的光合特性、叶绿素荧光参数及产量。结果表明,随着施用的极细链格孢激活蛋白浓度的增加,大豆叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、最大光化学量子效率(Fv/Fm)、有效量子效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(q P)呈先上升后下降的趋势。施用1,2,3,4μg/m L浓度的极细链格孢激活蛋白不仅提高了大豆叶绿素含量,而且增加了大豆叶片的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率,同时还能提高叶绿素荧光的最大光化学量子效率(Fv/Fm)、有效量子效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(q P)。其中以3,4μg/m L浓度的处理效果最好。施用更高浓度的激活蛋白(5,6μg/m L),上述光合特性与叶绿素荧光促进效果下降或者消失。施用中浓度激活蛋白(3,4μg/m L)大豆产量增加了11.21%~14.76%。结果表明,喷洒合适浓度的极细链格孢激活蛋白是一种促进大豆增产的有效措施。     

基于镧系金属有机框架材料检测水体中酰胺类除草剂残留的可视化技术研究

研发水体中酰胺类农药残留简便快捷的检测技术,对评估农药造成的水体污染和提出相应的治理对策具有重要意义。以共掺杂镧系金属离子 (Eu3+ 和Tb3+) 作为配位金属离子,分别利用水热法和微波法制备了镧系金属有机框架材料 (lanthanide metal-organic frameworks, Ln-MOF),对其结构和性质进行了表征,并采用所制备的Ln-MOF对水体中残留的5种常见酰胺类除草剂 (乙草胺、异丙草胺、丙草胺、敌草胺和异丙甲草胺) 进行了定性和定量分析。结果表明:与水热法相比,采用微波法制备的Ln-MOF样品呈蓬松的簇状、结晶度好,且具有更高的发光效率,故选择微波法制备Ln-MOF。农药残留检测试验结果表明,不同除草剂对Tb3+和Eu3+的发光会产生差别性猝灭,并使整体发射光发生变化,进而实现水体中农药的可视化检测。进一步研究发现,荧光强度比值I (Tb3+)/I (Eu3+) 与丙草胺浓度在0.1~1 mmoL/L范围时呈线性相关,线性相关系数R2 = 0.998,检测限 (LOD) 为0.08 mmoL/L。另外,该材料对于用湖水配制的除草剂溶液也具有一定的定性检测能力。本研究结果展现了Ln-MOF用于水体中酰胺类除草剂的定性、定量分析具有良好应用前景。     

蕾期低温胁迫对棉花叶绿素荧光特性的影响

【目的】分析棉花蕾期不同低温胁迫对不同棉花品种的叶绿素荧光特性的影响,研究棉花蕾期的抗冷响应规律,筛选棉花蕾期耐冷性相关的指标,为耐冷资源鉴定、耐冷棉花品种选育提供依据。【方法】于棉花蕾期设置3个低温梯度：T₁(20℃/15℃,昼/夜)、T₂(15℃/10℃)、T₃(10℃/5℃)和对CK(28℃/20℃)处理。【结果】蕾期棉花在低温胁迫条件叶绿素荧光参数Fv、Fm、Fv/Fo、qP、SPAD下降,NPQ、Fo上升。而Fv/Fm在20℃/15℃以上低温和15℃/10℃低温初期升高;10℃/5℃以下低温和15℃/10℃低温后期下降。【结论】可根据蕾期棉花的Fm、Fo等荧光参数来判断其受到的低温胁迫程度。     

氮素对小麦幼苗叶片气体交换和能量转化特性的调控

利用LI-6400光合仪和Mini-PAM型便携式荧光仪检测不同氮素水平对旱地(定西35号,耐旱)和水地(宁青4号,不耐旱)小麦幼苗光合与荧光及瞬时水分利用效率(IWUE)的影响。结果表明,耐旱品种对氮素处理比较敏感。耐旱和不耐旱小麦幼苗叶片光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、电子传递速率(ETR)、胞间CO2浓度(Ci)和光化学猝灭系数(qP)、气孔限制值(Ls)对3个氮素水平的响应基本一致:2个品种N15(15mmol.L-1)处理的Pn、Gs、ETR显著高于N5(5mmol.L-1)和N30(30mmol.L-1)处理;N5处理的Ci和qP高于N15和N30处理,且3个氮素处理间差异极显著;N30处理的Ls高于N5和N15处理,各处理间差异极显著。2个品种的PSⅡ总光化学量子产量(Yield)和IWUE对3个氮素的响应不同:水地品种N15处理的Yield和N30处理的IWUE最高,而旱地品种N5处理的Yield和N15处理的IWUE最高。     

茶树叶绿素合成相关基因克隆及在白叶1号不同白化阶段的表达

高等植物叶绿素的生物合成对其正常光合作用起关键作用。本文根据前期芯片杂交结果, 采用RT-PCR和RACE技术克隆了3个茶树叶绿素合成相关基因, 分别为谷氨酸-tRNA还原酶(CsGluTR)、叶绿素合酶(CsChlS)、叶绿素酸醋氧化酶(CsCAO), 对应的GenBank的登录号为HQ660371、HQ660370、HQ660369。序列分析表明, CsGluTR基因全长2165 bp, 开放阅读框长1665 bp, 编码554个氨基酸, 推测的蛋白分子量约为60.6 kD, 理论等电点为8.78;CsChlS基因全长1463 bp, 其中开放阅读框长1125 bp, 编码374个氨基酸, 推测的蛋白分子量约为40.5 kD, 理论等电点为8.58;CsCAO基因全长2146 bp, 其中开放阅读框长1611 bp, 编码536个氨基酸, 推测的蛋白分子量约为60.8 kD, 理论等电点为8.03。比对分析表明, 3个基因编码的氨基酸序列与其他植物中同源基因的相似性均在70%以上。利用荧光定量PCR技术检测3个基因在不同白化阶段的表达,表明, CsChlS和CsCAO基因具有明显的表达协同性, 它们在叶片中的表达量与叶片的颜色变化高度同步;而CsGluTR在白化叶片和正常叶片中的表达差异相对较小, 同时在新生芽叶转绿过程中最先恢复正常表达水平。说明在白化叶片中, 叶绿素的合成机制受到较大影响, 叶绿素合成受阻导致的叶片内色素类物质含量降低或消失是叶片白化的直接原因。