黄金梨和鸭梨叶片光合作用的光抑制及其恢复的比较研究

 以黄金梨和鸭梨的连体和离体叶片为研究材料, 在自然光强和模拟光强下测定光合作用和叶绿素荧光参数。结果表明: 黄金梨和鸭梨连体叶片经午间强光处理后, 净光合速率( P_n) 、表观量子效率(AQY) 和光系统Ⅱ ( PSⅡ) 的光化学效率(F_v /F_m ) 降低, 初始荧光( F_o ) 升高, 且其降低或升高的幅度随着光强的增强而加大, 说明强光胁迫使叶片发生了光抑制; 黄金梨和鸭梨离体叶片的光抑制程度均随着强光照射时间的延长而加重, 但是在光强减弱或在弱光下恢复2～4 h, 均可基本恢复到正常值, 说明仅强光引起的光抑制是可逆的; 对DTT处理的叶片进行强光处理, 其F_v/F_m比未吸入DTT的叶片低, F_o比对照高, 说明依靠叶黄素循环进行热耗散是梨树叶片防御强光破坏光合机构的重要途径之一; 黄金梨对强光胁迫的忍耐能力和恢复能力较鸭梨弱, 说明梨树光抑制程度品种间有差异。     

一品红不同品种叶片叶绿素荧光特性比较

 利用叶绿素荧光技术测定了一品红4个品种‘金多利’、‘圣诞天使’、‘索诺拉飞雪’、‘旗帜’叶片光强依赖的叶绿素荧光特性。结果表明: ‘金多利’初始荧光( F_o ) 、最大荧光( F_m ) 和可变荧光( F_v ) 值极显著高于其它3个品种。在各个光强( PAR, 0～2 171μmol·m^{- 2} ·s^{- 1} ) 下, 表观电子传递速率( rETR) 、实际光化学效率(Yield) 和光化学淬灭( q_P ) 的变化趋势一致, 均为‘金多利’ > ‘圣诞天使’ > ‘索诺拉飞雪’ > ‘旗帜’, 在高PAR下这种差异更明显。拟合参数最大潜在相对电子传递速率( rETR_max ) 、半饱和光强( Ik) 和光抑制参数(β) 也同rETR等具有一致变化。说明‘金多利’有较高的PSⅡ活性, 耐强光; 而‘旗帜’则光化学效率较弱, 高光强下易受光抑制。     

茄子离体叶片光系统Ⅱ的冷激胁迫效应及热力学分析

 以耐冷性较强的短把黑圆茄和耐热性较强的黑帅圆茄为试材,经冷激胁迫后采用植物效率仪PEA,进行快速叶绿素荧光参数测定,并利用最大光化学效率Fv/F m和活性中心RC/CSo的标准状态变性自由能变△GD进行PSⅡ冷稳定性的热力学分析。随着冷激胁迫温度的降低和时间的延长,PSⅡ的Fv/Fm、实际光化学效率ΔF/Fm′、RC/CSo呈"S"型下降趋势;单位反应中心DIo/RC和非光化学猝灭qN呈"S"型上升趋势;综合分析反映出冷激胁迫下PSⅡ反应中心的可逆失活和依赖于叶黄素循环的热耗散的双重机制在保护PSⅡ防止光抑制中起到重要作用。另外,通过两品种间PSⅡ行为差异,引入了两组新的参数作为便于直观比较冷胁迫的评价指标。黑帅圆茄Fv/Fm、ΔF/Fm＇的半衰温度T1/2和t1/2值分别高于短把黑圆茄1.4 ℃和0.8 ℃。茄子叶片Fv/Fm和RC/CSo的△GD随着冷激胁迫温度的降低而减少呈瀑布型的下降趋势。黑帅圆茄的△GD值和变性中点温度Tm都低于短把黑圆茄。它们均反映出黑帅圆茄的耐冷性低于短把黑圆茄。     

基于计算机视觉技术的番茄叶片叶绿素含量的检测

 研究利用计算机视觉技术快速测定叶绿素含量的方法,建立了根据番茄叶片颜色特征确定其叶绿素含量的一元二次拟合模型。在计算机视觉图像采集系统中采集番茄叶片图像,利用MATLAB图像处理工具提取图像的颜色特征参数,对颜色特征参数和番茄功能叶叶绿素含量做相关分析,建立回归模型。结果表明：RGB颜色系统的R/G、(G-R)/(G+R)、G-R、色度坐标r、r-g及HIS颜色系统的H值均与叶绿素含量呈极显著非线性相关性,可用于测定番茄叶片叶绿素含量。从建立的6组模型中筛选出拟合度较高的3组模型进行检验,预测误差在0～22.22%之间。用预测精度最高的G-R颜色特征预测叶绿素含量的模型为Chl.a = 0.0926 + 0.1208 (G-R) - 0.0009 (G-R)²,Chl b = - 0.0252 + 0.0397 (G-R) - 0.0003 (G-R)²和Chl.(a+b) = 0.1271 + 0.1600 (G-R) - 0.0011 (G-R)²。     

干旱缺钾对油菜内源激素、光合作用和叶绿素荧光特性的影响

为了解钾肥对抗旱的生理影响,以抗旱性不同的两个油菜品种川油36（敏感）和油研57（耐旱）为材料,采用水培试验,调查干旱缺钾对油菜内源激素、光合作用和叶绿素荧光特性的影响。设置缺钾（0.01 mmol/L K₂SO₄）和正常钾肥（1.0 mmol/L K₂SO₄）两个梯度,加入7%的PEG6000模拟干旱,分别记为LK和NK处理。结果发现,干旱胁迫严重抑制油菜生长,不同钾肥水平对油菜生长和激素水平影响显著,与NK处理相比,LK处理下油菜生物量和叶片吲哚乙酸（IAA）、细胞分裂素（CTK）和油菜素内酯（BR）含量显著降低,而脱落酸（ABA）含量显著增加。干旱胁迫下钾肥水平对油菜光合作用影响显著,与NK相比,LK处理下油菜净光合速率、气孔导度、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶（RuBP羧化酶）活性、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）活性均显著降低。干旱胁迫下光系统I（PSI）P700最大变化（Pm）和光下P700最大变化（Pm'）显著降低,LK处理下Pm'显著低于NK处理,而PSI受体侧限制非光化学量子产量[Y(NA)]显著高于NK处理。干旱胁迫导致光系统II（PSII）最大光化学量子产量（Fv/Fm）显著降低,与NK处理相比,LK处理下Fv/Fm和PSII调节性能量耗散[Y(NPQ)]显著降低,然而非调节性能量耗散[Y(NO)]显著增加。LK处理下抗旱品种油研57叶片IAA含量、CTK含量、叶绿素含量、净光合速率和Fv/Fm显著高于川油36,表现出更高的生物量。综上,干旱缺钾会诱导ABA积累,抑制生长促进类激素IAA、CTK和BR的合成,抑制油菜生长。干旱缺钾条件下,RuBP羧化酶和PEPC酶活性显著降低,同时PSI受体侧过度还原,PSII调节性能量耗散减弱,非调节性能量耗散量子产量增加,造成PSI和PSII活性下降,导致油菜光合作用降低并限制油菜生长。     

油菜黑胫病菌T-DNA插入诱变因素优化及突变体筛选

油菜黑胫病是由Leptosphaeria biglobosa引起的一种真菌病害。这种病害在我国油菜产区广泛发生,并造成一定的经济损失。为通过获取突变体来研究L. biglobosa的生态适应性机制及致病机制,本文优化了影响农杆菌介导转化（ATMT）油菜黑胫病菌L. biglobosa菌株Lb731的因素,评估转化子质量,并筛选相关突变体。结果明确了农杆菌介导转化菌株Lb731的最佳因素：潮霉素B浓度为50 μg/mL,转化受体（分生孢子）培养时间为15 d (20℃),浓度为2 × 10^7~8孢子/mL,农杆菌-受体共培养温度为25℃,共培养时间为72 h。在最适条件下的转化效率达到80个转化子/百万分生孢子。T-DNA插入基因组的频率为100%,单拷贝插入频率为72.7%,转化子抗潮霉素性状能稳定遗传。从2136个转化子中获得了11个菌丝生长减缓突变体,7个色素产生缺陷突变体和14个分生孢子产生缺陷突变体,并从这些突变体中鉴定出7个致病力丧失突变体。采用hiTAIL-PCR技术,从3个突变体中获得了T-DNA插入位点侧翼序列。上述结果为深入研究L. biglobosa的生态适应性机制及致病机制提供了材料和线索。     

富含抗性淀粉水稻突变体的淀粉特性

 从杂交水稻优异恢复系R7954诱变筛选了1个富含抗性淀粉的突变体RS111。该突变体热米饭中抗性淀粉的含量高达7.0%，是其野生型的2.4倍。突变体的淀粉颗粒形态、DSC和多晶衍射的曲线和参数与野生型明显不同，表现为淀粉颗粒大小较为一致，圆形和卵形淀粉颗粒所占比率较高，溶晶起始温度(TO)、最高温度(TP)、回落温度(TC)、焓变(ΔHGEL)及结晶度更低。突变体的表观直链淀粉、粗脂肪和粗纤维的含量显著提高。     

高静水压诱变水稻突变株系的叶绿素荧光特性变化

以经75 MPa高静水压处理后筛选得到的3个水稻突变株系及其亲本粤香占为材料,测定了田间生长条件下不同生育时期水稻剑叶的叶绿素荧光动力学参数。与对照亲本相比较,3个突变株系的Fv/Fm在分蘖期和抽穗期均增加,除抽穗期突变2的ΦPSⅡ略低外,其余的ΦPSⅡ都表现为增加,说明光系统Ⅱ的功能得到改善。在抽穗期,突变株系与亲本在中午高光强下受到的抑制相比,突变株系受到的抑制较小,而且在18:00以后几乎能恢复到早上6:00的水平;在灌浆期,突变株系受到的光抑制增加,但能够快速恢复。突变1、突变2和粤压1号单株产量比对照亲本分别提高268%、279%和188%。结果显示,高静水压处理萌动的水稻种子后筛选得到的突变株系叶片的叶绿素荧光特性及田间光抑制发生了改变,产量也明显提高。高静水压诱变可能成为一种筛选高产水稻品种的新途径之一。     

微生物菌肥及施肥方式对辣椒品质的影响

在大棚日光条件下,研究微生物菌肥及施肥方式对辣椒品质的影响,施肥方式如下：菌肥、化肥、混合肥(菌肥＋化肥),测定辣椒果实的硝酸盐、亚硝酸盐等安全品质和可溶性糖、维生素C、叶绿素等营养品质的含量。结果表明,菌肥能显著降低硝酸盐、亚硝酸盐的积累,提高辣椒维生素C和可溶性糖的含量,与单施化肥比较,单施菌肥和混合施肥的硝酸盐含量分别降低了46.1%和16.6%,亚硝酸盐含量分别降低了71.3%和48.9%,维生素C含量增加了97.3%和74.9%,可溶性糖含量分别增加了36.9%和102.8%,叶绿素含量降低但差异不显著。由此可见菌肥可以提高辣椒的营养品质和安全品质。