3个纤维颜色不同的棉花近等基因系主茎功能叶生理特性变化与产量因素的相关性分析

本研究选用3个纤维颜色不同的棉花近等基因系—绿色棉、棕色棉和白色棉为材料,研究参试材料的主茎功能叶片在整个生育期的生理特性变化,并对生理指标与产量因素进行相关性分析。结果表明:整个生育期2种彩色棉的净光合速率均低于白色棉;除吐絮期外,彩色棉总叶绿素含量、蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶活性均低于白色棉;净光合速率与单株铃数、单铃重及单株产量呈显著正相关;总叶绿素含量与单铃重、单株产量呈极显著正相关;蔗糖磷酸合成酶活性与单铃重呈极显著正相关,与单株产量呈显著正相关。本研究结果将为彩色棉高产品种选育提供理论依据。     

淹水胁迫对星花玉兰及其品种光合特性的影响

为探究星花玉兰（Yulania stellata）光合生理特性对淹水胁迫的响应规律,采用双套盆法对星花玉兰及其4个品种进行淹水处理,测定不同淹水时间叶绿素含量、比叶面积、光合参数和叶绿素荧光参数的变化。结果表明：①在淹水胁迫下,各品种叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素变化趋势基本一致,‘皮鲁埃特’和‘菊花’未出现显著性变化,星花玉兰、‘贝蒂’和‘朱迪’呈下降趋势。②各品种的净光合速率（P_n）呈下降趋势,处理组最大净光合速率（P_nmax）与光饱和点（L_SP）均显著低于对照组;‘菊花’和‘皮鲁埃特’的暗呼吸速率（R_d）为处理组高于对照组,而‘贝蒂’、‘朱迪’和星花玉兰的Rd在淹水处理后显著降低,光合产物消耗减少。③各品种星花玉兰的最大光化学量子产量（F_v/F_m）均为下降趋势。‘皮鲁埃特’与‘朱迪’有效光化学量子产量（Φ_PSⅡ）在淹水胁迫下整体下降幅度较小,分别为8.4%和24.7%;‘菊花’、‘贝蒂’和星花玉兰则下降幅度较大,分别为76.7%、85.7%和64.6%。淹水胁迫影响星花玉兰及其品种光合特性,不同品种有差异,除‘贝蒂’外其余4个星花玉兰品种在处理前7 d时光合作用正常进行,‘皮鲁埃特’具有较强的光合能力和涝害适应能力。研究结果可为筛选适应南方湿涝地区或易积水地区栽植的星花玉兰品种提供理论依据。     

不同密度混播对玉米植株13C同化物分配和产量的影响

为了探讨不同密度混播对玉米植株¹³C同化物分配和产量的影响,选用‘郑单958’(ZD)和‘登海605’(DH)为试验材料,在不同密度下(LD,67500株·hm^-2;HD,97500株·hm^-2)设置单播(SZD、SDH)与混播(M、1∶1、2∶2)处理,研究玉米品种不同密度混播对植株光合特性、¹³C同化物分配、干物质积累量和产量的影响.结果表明: 随密度增加,籽粒产量、¹³C同化物在籽粒中的分配、干物质积累量和叶面积指数均提高;而叶绿素含量和净光合速率则降低.在67500株·hm^-2下,混播较单播处理无显著优势,但在97500株·hm^-2下,两品种混播提高了叶面积指数、叶绿素含量和穂位叶净光合速率,干物质积累量增加.混播促进茎等营养器官的干物质向籽粒的转运,提高了¹³C同化物在籽粒中的分配比例.混播处理较单播产量增加,主要因为千粒重显著增加.在高密度种植条件下,混播有助于扩大光合面积,维持较高的净光合速率,提高群体干物质积累量,改善干物质的分配状况,增加同化物向籽粒的分配,最终提高夏玉米产量.可见,混播栽培可显著增加黄淮海区密植夏玉米产量.     

不同密度混播对玉米植株13C同化物分配和产量的影响

为了探讨不同密度混播对玉米植株¹³C同化物分配和产量的影响,选用‘郑单958’(ZD)和‘登海605’(DH)为试验材料,在不同密度下(LD,67500株·hm^-2;HD,97500株·hm^-2)设置单播(SZD、SDH)与混播(M、1∶1、2∶2)处理,研究玉米品种不同密度混播对植株光合特性、¹³C同化物分配、干物质积累量和产量的影响.结果表明: 随密度增加,籽粒产量、¹³C同化物在籽粒中的分配、干物质积累量和叶面积指数均提高;而叶绿素含量和净光合速率则降低.在67500株·hm^-2下,混播较单播处理无显著优势,但在97500株·hm^-2下,两品种混播提高了叶面积指数、叶绿素含量和穂位叶净光合速率,干物质积累量增加.混播促进茎等营养器官的干物质向籽粒的转运,提高了¹³C同化物在籽粒中的分配比例.混播处理较单播产量增加,主要因为千粒重显著增加.在高密度种植条件下,混播有助于扩大光合面积,维持较高的净光合速率,提高群体干物质积累量,改善干物质的分配状况,增加同化物向籽粒的分配,最终提高夏玉米产量.可见,混播栽培可显著增加黄淮海区密植夏玉米产量.     

模拟淹水对枫杨和栓皮栎气体交换、叶绿素荧光和水势的影响

研究了人工模拟淹水胁迫对两年生栓皮栎(Quercus variabilis)和枫杨(Pterocarya stenoptera)树苗的影响。经过70 d的淹水处理两种植物的存活率均为100%。淹水对两种植物生理生态过程的早期影响是快速降低了二者的最大净光合速率(P_max)、气孔导度(G_s)、最大光化学量子效率(F_v/F_m)。经过7 d的淹水处理后,受淹栓皮栎的最大净光合速率是对照的39%,枫杨是对照的42%;受淹栓皮栎的气孔导度是对照的38.8%,枫杨是对照的71.9%;水淹5 d后,枫杨和栓皮栎的最大光化学量子效率分别为0.694和0.757。但经过最初的下降后,枫杨的最大净光合速率、气孔导度和最大光化学量子效率逐渐恢复,而栓皮栎的则持续下降。到淹水70 d时栓皮栎的最大净光合速率下降了94.1%,最大光化学量子效率的平均值为0.537。在试验过程中,枫杨产生了有利于吸收氧气的不定根和肥大的皮孔,而栓皮栎没有产生不定根。随淹水时间的增加枫杨的叶绿素含量与对照没有显著差异;而栓皮栎的叶绿素含量在第33 d后大幅降低,Chla/Chlb的比值下降。淹水后第10 d和第70 d测定的清晨水势,受淹栓皮栎比对照高,而受淹枫杨比对照低,因此淹水导致的叶片水势的变化可能与树种相关。以上的试验结果表明受淹的栓皮栎的光合机构运转受到了严重影响,因此栓皮栎应属于对淹水较敏感的树种。从两种植物受淹水胁迫的形态和生理变化看,枫杨比栓皮栎更耐淹,更适合库塘消落区生境。     

不同基质和生长调节剂对红桂木光合与水分利用效率的影响

利用不同的栽培基质和生长调节剂,探讨其对红桂木光合作用和水分利用效率的影响。结果表明,基质土经改良(S2)并配以适量的吲哚丁酸(IBA)和萘乙酸(NAA),能增强植株的光合速率、蒸腾速率和水分利用率。改良基质(S2)与传统基质(S1)相比,前者显著地促进植株同化物的产生,极显著提高净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用率、叶绿素b含量;IBA+NAA处理与IBA处理、CK相比,前者显著提高净光合速率、水分利用率、总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b含量。综合而言,S2-IBA-NAA栽培组合有利于增强红桂木光合作用,提高红桂木同化能力。     

不同绿豆品种生育后期叶片衰老的研究

以夏播绿豆品种‘冀绿2号’和‘泰来’为材料,研究其开花至成熟期间主茎开花节叶片的叶绿素含量、净光合速率、酶促防御系统的保护酶SOD、CAT、POD活性和MDA积累量的动态变化规律。结果表明,两品种各功能叶片的叶绿素含量、净光合速率、SOD、CAT活性均在其开花15 d后逐渐下降,但POD活性和MDA含量随着叶片的衰老而升高。虽然两品种叶片衰老的总体变化趋势一致,但衰老进程存在着显著差异。与‘泰来’绿豆相比,‘冀绿2号’各功能叶片衰老过程中SOD、CAT活性下降较慢,叶片功能期持续时间长,生育后期仍能保持相对较高的净光合速率,籽粒产量显著高于‘泰来’绿豆。综合分析表明,在绿豆开花结荚期间,有效控制或延缓开花节叶片的衰老进程,维持叶片生理功能,对籽粒产量形成具有重要作用。     

开顶式气室内外冬小麦光合特性差异比较

为探明开顶式气室(OTC)内外冬小麦光合特性的差异,测定了OTC内(T1处理组,冬小麦整个生育期生长在OTC内)和OTC外(T2处理组,大田自然环境组)冬小麦(扬麦16)不同生育期的气体交换参数、光合色素含量和叶绿素荧光参数。结果表明,T1处理的净光合速率Pn、气孔导度Gs、胞间CO2浓度Ci、最大光合速率Pm和半饱和光强Ik大部分生育期均大于T2;灌浆之前T1的表观量子效率AQY较高,蒸腾速率Tr和暗呼吸速率Rd较低,灌浆之后则出现逆转。大部分生育期T1处理叶绿素和类胡萝卜素含量均显著大于T2。T1处理的初始荧光Fo和最大荧光Fm均大于T2,而两者最大光量子产量Fv/Fm大部分生育期无显著差异,孕穗期和扬花期T1处理光化学淬灭系数q P显著低于T2。T1和T2处理PSⅡ的实际光化学量子效率Y(II)大部分生育期无显著差异,但灌浆期以后T1的非光化学淬灭系数NPQ和PSⅡ处调节性能量耗散的量子产量Y(NPQ)显著大于T2,而PSⅡ处非调节性能量耗散的量子产量Y(NO)显著低于T2。由此可见,OTC内冬小麦的气体交换能力和光响应能力均优于OTC外,光合色素含量也更高;OTC内外冬小麦内禀光能转换效率和实际光化学量子效率相当,但OTC内冬小麦过剩光能向调节性热耗散分配的比例较高而向非调节性热耗散分配的比例较低,其光保护能力更强,光能分配也更加合理。     

小麦黄化突变体光合作用及叶绿素荧光特性研究

对小麦自然黄化突变体及其突变亲本(西农1718)的叶绿素含量、光合速率及叶绿素荧光动力学参数进行比较分析.结果显示:(1)突变体金黄株、绿黄株、黄绿株的叶绿素含量均显著低于突变亲本,总叶绿素含量分别为突变亲本的17%、24%和58%,表明该突变体为叶绿素缺乏突变体;3个突变体叶绿素a与叶绿素b的比值(Chl a/Chl b)均小于突变亲本,而且突变体叶绿素含量越低,Chl a/Chl b比值越小,说明该突变体Chl a下降幅度大于Chl b.(2)金黄株净光合速率在孕穗期、开花期仅为突变亲本的5.7%、2.4%;绿黄株净光合速率显著低于突变亲本,为突变亲本的57.7%、43.3%;而叶绿素含量仅为突变亲本一半的黄绿株,其净光合速率接近突变亲本,表明该黄化突变体叶绿素含量在一定范围内单位叶绿素含量的光合效率较高.(3)突变体Fo均显著低于突变亲本;金黄株、绿黄株的Fm,Fv,qP,qN显著低于突变亲本;金黄株Fv/Fm比值(0.671)显著低于突变亲本.研究表明,叶绿素含量在一定范围内减少,未引起突变体叶绿素荧光动力学参数(Fo除外)显著改变,而当叶绿素含量较大程度减少时,这些荧光参数会急剧降低.     

小麦花后水分亏缺和复水对同化物转运和籽粒灌浆的影响

为了阐明水分亏缺对小麦花后同化物转运和籽粒灌浆的影响及其生理机制的相关变化,以盆栽小麦旱作品种‘长旱58’为材料,自花后9 d起,设置正常供水(WW)、中度干旱胁迫后复水(MD)和重度干旱胁迫后复水 (SD)3个水分处理,比较干旱胁迫后复水处理对小麦籽粒产量、产量构成因素及水分利用效率、强弱势粒灌浆动态、旗叶光合性能、茎鞘非结构性碳水化合物(NSC)转运、籽粒形成关键酶活性变化等的影响。结果表明：(1)与WW相比,MD处理显著增加了小麦穗粒数和千粒重,进而提高籽粒产量、水分利用效率和小麦弱势粒的最大灌浆速率和平均灌浆速率,对强势粒则无显著影响,而SD处理则显著降低了穗粒数、千粒重、强弱势粒的最大灌浆速率和平均灌浆速率,但水分利用效率显著高于WW处理。(2)MD处理植株旗叶在小麦灌浆过程中维持了与WW基本相同的净光合速率,同时在小麦花后9~20 d时MD处理下气孔导度和蒸腾速率变化不明显,而在SD处理下气孔导度和蒸腾速率则急剧下降;另外,与WW相比,在整个灌浆期MD处理下旗叶叶绿素含量变化不显著,而SD处理下叶绿素含量呈大幅下降趋势。(3)MD处理提高了小麦弱势粒蔗糖合成酶和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性;同时使灌浆中后期有较高的果聚糖水解酶(FEH)活性和较低果聚糖含量,显著增强了茎鞘同化物质转运,提高茎鞘储藏物质对粒重的贡献率。研究发现,中度水分胁迫后复水处理小麦植株具有较好的叶片性能、花后较多的茎鞘同化物向籽粒转运以及较高的弱势粒库活性,从而提高旱作小麦弱势粒灌浆速率,增加穗粒数和粒重, 进而提高籽粒产量。     

Photosynthesis and translocation of assimilates in rice plants following phloem feeding by the planthopper Nilaparvata lugens (Homoptera: Delphacidae)

Experiments were conducted to measure the effect of feeding by the planthopper Nilaparvata lugens (St?l) on photosynthesis and the translocation of assimilates in rice plants, Oryza sativa L. We used mature japonica rice plants and applied the 13CO2 feeding method to evaluate those physiological effects. The photosynthetic rate was suppressed by N. lugens infestation, especially at the lower leaf position, with rates 30% lower than that of control plants at the booting stage. Leaf nitrogen concentration in infested plants was also lower than that in control plants. After flowering, the chlorophyll content and total plant dry weight were reduced by N. lugens. Stem and sheath dry weights were significantly reduced by N. lugens infestation, whereas panicle dry weight was not affected. Little effect was found on disruption in translocation of assimilates, even when 13CO2 was supplied to the infested leaves. Results suggested that removal of assimilates and reduction in photosynthesis by N. lugens have the greatest effect on growth and yield of rice plants as compared with the disruption in the translocation of assimilates. Plant death can occur by N. lugens infestation if the amount of energy supplied is less than that required for tissue maintenance.     

植物多糖类复合制剂对大豆光合性能和干物质的影响

大田栽培条件下,在大豆始花期叶面喷施以植物多糖(P1)、植物多糖和5-氨基乙酰丙酸(P2)以及植物多糖、5-氨基乙酰丙酸和缩节胺(P3)为有效成分复配的3种制剂,研究不同植物多糖类复合制剂对大豆叶绿素含量、光合蒸腾特性、干物质积累与分配以及籽粒产量的影响.结果表明:喷施3种制剂35 d内,大豆叶片叶绿素含量与对照相比明显增加,且随生育进程下降的趋势有所延缓;喷施P1和P3使大豆叶片光合速率和水分利用效率分别提高13.2％和10.3％以上.与对照相比,喷施3种制剂促进了大豆地上部于物质积累量的增加、提高了叶片干物质向荚的分配比例,花后干物质同化量对籽粒的贡献率增加17.1％以上;喷施P1和P3后,大豆单株荚数、单株粒数和百粒重显著增加,喷施P2后变化不显著;喷施3种制剂使大豆增产5.9％以上.3种植物多糖类复合制剂可促进大豆叶绿素合成、延缓叶片衰老、改善叶片光合潜能和水分状况,有效调控大豆干物质积累和花后同化物分配,进而实现增产.     

The Role of Methyl Jamonate(JA-Me)on Its Regulation of the photosynthetic Rate and the Translocation of Assimilates in Rice

The photosynthetic rate and the uptake of 32p and 15N were promoted,and the degradation of chlorophyll was delayed when rice was treated with JA-Me. Meanwhile,JA-Me increased the activity of amylase and promoted the transport of assimilates from flag leaf to ear. The accumulation of assimilates in ear in rice treated with JA-Me,increased by 8% as compared with that of control.     

Effects of Shading on the Senescence and Photosynthetic Physiology of the Early-Flowering Rice Mutant FTL10 at Noon

FTL10 is an early-flowering mutant of rice (Oryza sativa L.) with a premature senescent phenotype. Early leaf senescence can cause negative effects on rice yield. Moreover, rice leaves are damaged under high-light conditions, which promote rice senescence. Artificial shading can reduce the amount of light absorbed by rice leaves. The aim of this study was to investigate the effects of shading at noon (11:30–14:00) on the senescence and yield of FTL10. The results showed that shading improved the total antioxidant capacity of rice leaves, reduced the accumulation of reactive oxygen species (ROS) and reduced the expression of genes related to senescence. In the shaded group, the degradation rate of chlorophyll and Rubisco proteins, which are related to photosynthesis, was relatively slow, and the photosynthetic rate was relatively high. Compared with those under the natural growth conditions, the proportion of photosynthetic electron allocated to photorespiration in the shaded group rice leaves was lower, and the proportion allocated to carbon fixation was higher. The yield data showed that the single-spike weight and yield per plant of rice significantly increased after shading. Therefore, our research shows that shading at noon could delay FTL10 senescence and increase yields.

     

强光下硫化氢通过促进光系统II的活性来缓解水稻的光抑制

以水稻品种‘II优084’为材料,测定了强光胁迫下,水稻光合速率、叶绿素荧光快速诱导曲线（OJIP）以及O2ˉ·和H2O2在水稻叶片中积累的影响。结果表明强光胁迫下,水稻的净光合速率及气孔导度下降;光系统II（PSII）反应中心关闭的比例以及电子传递链中光系统II受体侧原初醌受体（QA）的还原程度增加;PSII反应中心电子传递的量子产额、能量以及传递到下游电子链的比率下降;光抑制下PSII的过剩能量向PSI的状态装换减少;自由基的产生增加。而施加作为硫化氢（H2S）供体的外源硫氢化钠（NaHS）后,上述影响PSII活性的指标的负变化被缓解,捕光天线复合体LHC通过在两个光系统之间的移动,来调节两个光系统的能量分配。强光下H2S处理能促进LHC离开PSII,与PSI结合,从而减少PSII分配的激发能,增加PSI分配的激发能,缓解了PSII的过度还原。以上结果表明外源H2S通过促进PSII的光合活性来缓解水稻光抑制伤害。     

栽培密度对薄荷生长策略和光合特性的影响

比较研究了不同栽培密度对薄荷生长策略及光合特性的影响。结果表明：（1）随着密度的升高,单株的株高、茎粗、分枝数、单叶面积、叶片厚度等下降;（2）提高栽培密度时,薄荷的光合色素含量、光合面积、净光合速率均降低,而PSII的最大光化学效率不变;（3）高密度下,单株的根、茎、叶及总生物量积累下降,而群体的生物量积累变化不明显,但地下部分的生物量分配比例均显著增加。进一步分析表明密植会通过降低薄荷单位面积的色素含量而导致光合速率下降：栽培密度提高时薄荷通过增加根生物量比来优先竞争矿质营养。     

不同灌溉方式对水稻生物学特性与水分利用效率的影响

以杂交水稻两优培九为试验材料,利用测坑栽培条件,比较了4种灌溉方式下的水稻生物学特性与水分利用效率.结果表明,与淹水灌溉相比,间歇灌溉叶面积指数大,叶片光合速率高,蒸腾速率较低,叶片水分利用效率高;半干旱栽培叶片水分利用效率相对较高;干旱栽培叶面积指数小,叶片净光合速率和水分利用效率降低,且后期叶片早衰.间歇灌溉、半干旱栽培和干旱栽培比淹水灌溉分别节水8.75%、17.96%和29.69%;产量分别增产24.02%、减产5.07%和减产38.93%;水分利用效率以间歇灌溉最高,半干旱栽培次之,淹水灌溉和干旱栽培较低.间歇灌溉下稻粒的整精米率、精米率、粒长均高于其它处理,但垩白粒率和垩白度低于其它处理;随着稻田耗水量的减少,水稻的直链淀粉含量降低,而胶稠度和蛋白质含量提高.试验结果表明间歇灌溉为南方稻区较适宜的灌溉方式.     

不同基因型辣椒光合及生长特性对弱光的响应

通过遮光使光照强度降低65%～70%,以研究弱光条件对不同基因型辣椒光合特性、同化物分配、产量形成和幼苗生长的影响.结果表明：弱光下辣椒净光合速率（P_n）、暗呼吸速率（R_d）、夜间呼吸速率（R_n）、蒸腾速率（T_r）、水分利用效率（WUE）、光补偿点（LCP）、CO₂补偿点（CCP）和羧化效率（CE）下降,表观量子效率（AQY）上升.弱光下辣椒成株期光合作用的限制因素是非气孔因素.弱光处理使辣椒幼苗高/粗比和比叶面积增加,根/冠比、全株干样质量及壮苗指数显著下降.弱光显著抑制了辣椒生物产量与经济产量的形成,使植株同化物向茎叶的分配比例增加,向果实的分配比例减少.辣椒（果实味辣）在弱光下具有较低的光补偿点,以及较高的相对壮苗指数、相对单株产量和相对坐果率,耐弱光性普遍强于甜椒（果实味甜）.     

茉莉酸甲酯对水稻幼苗抗冷性的影响

测定茉莉酸甲酯（MJ）对冷胁迫条件下水稻幼苗生长和与抗冷性相关生理生化指标影响的结果表明：较高浓度的MJ（10^-3mol·L^-1）明显抑制冷胁迫下的水稻幼苗生长,增加细胞膜的渗透性;浓度低一些的MJ（10^-4、10^-5、10^-6、10^-7mol·L^-1）对冷胁迫下水稻幼苗的生长和细胞膜有不同程度的保护作用,其中以10～mol·L^-1MJ的效果为佳。10～mol·L^-1 MJ处理的叶中叶绿素降解程度小,可溶性糖、可溶性总蛋白和脯氨酸的含量以及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）的活性均增加,丙二醛（MDA）含量降低,因而水稻幼苗的抗冷性提高。     

Much Improved Water Use Efficiency of Rice under Non-Flooded Mulching Cultivation

Water shortage is increasingly limiting the luxury use of water in rice cultivation. In this study, non-flooded mulching cultivation of rice only consumed a fraction of the water that was needed for traditional flooded cultivation and largely maintained the grain yield. We also investigated the growth and development of rice plants and examined grain yield formation when rice was subjected to non-flooded mulching cultivation. One indica hybrid rice combination was grown in a field experiment and three cultivation methods, traditional flooding （TF）, non-flooded straw mulching cultivation （SM） and non-flooded plastic mulching cultivation （PM）, were conducted during the whole season. Grain yield showed that there was no significant difference between SM and TF rice, but the grain yield of SM cultivation was significantly higher than that of PM. The tiller numbers were inhibited in the early stage under non-flooded mulching cultivation, but the situation was reversed at the later period. Both SM and PM rice reduced dry matter accumulation of shoot, but increased root dry weight, enhanced the remobilization of assimilates from stems to grains and increased the harvest index. During the middle and later grain filling period, mulched plants showed a faster decrease in chlorophyll concentrations, photosynthetic rates of flag leaves and root activity than TF rice, indicating that non-flooded mulching cultivation enhanced plant senescence. In comparison, SM treatment produced higher grain yield and, more dry matter accumulation and panicle numbers than the PM treatment. The overall results suggest that high yield of non-flooded mulching cultivation of rice can be achieved with much improved irrigaUonal water use efficiency.