西葫芦银叶病发病叶片叶绿素代谢及其荧光特性

 研究了西葫芦银叶病发病叶片和叶柄叶绿素代谢特性和叶片叶绿素荧光参数的变化。与对照相比,发病叶片和叶柄叶绿素总量(Chl.a+b),叶绿素a (Chl.a),叶绿素b (Chl.b)含量均下降;轻度与重度发病叶片叶绿素a/b增加,中度发病叶片与对照差异不显著,而叶柄比对照降低。西葫芦银叶病对叶片Chl.b的影响比Chl.a大,而对叶柄Chl.a的影响比Chl.b大。发病叶片和叶柄叶绿素酶活性升高,从而使叶绿素降解加速,叶绿素合成中间产物Protoporphyrin IX (Proto IX),Magnesium protoporphyrin IX (Mg-Proto IX),Protochlorophyllide (Pchlide)含量降低,Uroporphyrinogen Ⅲ (Uro Ⅲ)含量增加,表明叶绿素合成在 Uro Ⅲ到 Proto Ⅸ受阻。发病叶片最大光化学量子产量(Fv/Fm),光系统Ⅱ(PSⅡ)的潜在活性(F_v/F_o),实际光化学效率(φPSⅡ),光化学淬灭系数(q_P)降低,非光化学淬灭系数(NPQ)增加。试验结果表明,西葫芦银叶病破坏了叶绿素合成和降解的动态平衡,叶绿素合成受阻和叶绿素降解加速是导致叶片叶绿素含量降低的原因;发病叶片叶绿体PSⅡ活性受到抑制。     

‘金叶’弯刺蔷薇叶绿体结构、叶绿素合成物质含量及相关基因表达分析

‘金叶’弯刺蔷薇(Rosa beggeriana‘Aurea’)是弯刺蔷薇(R. beggeriana)经60Co–γ辐射处理获得的金色叶突变体。以弯刺蔷薇为对照,对‘金叶’弯刺蔷薇叶绿体超微结构和光合色素含量进行分析,结果显示,‘金叶’弯刺蔷薇叶绿体内基粒片层较少且垛叠稀疏不齐,叶绿体发育受到了一定程度的影响;叶绿素a和b、类胡萝卜素含量均显著低于弯刺蔷薇,但叶绿素a/b比值显著提高,属于叶绿素b缺乏型突变体。对叶绿素生物合成前体物质含量及催化其合成的关键酶基因表达分析发现,胆色素原(porphobilinogen)合成后,‘金叶’弯刺蔷薇叶片中尿卟啉原Ⅲ(uroporphyrinogenⅢ)、粪卟啉原Ⅲ(coproporphyrinogenⅢ)、原卟啉Ⅸ(protoporphyrinⅨ)和镁原卟啉Ⅸ(Mg-ProtoporphyrinⅨ)含量及其合成关键酶基因Rb HEMC、Rb HEME1/Rb HEME和Rb CHLI表达水平都显著低于弯刺蔷薇,表明其叶绿素生物合成可能在由胆色素原合成尿卟啉原Ⅲ的步骤受到了阻碍。进一步对下调基因进行克隆分析,发现4个基因编码区的碱基序列在野生型和突变体之间没有差别,表明‘金叶’弯刺蔷薇叶绿素生物合成受阻不是由上述关键酶基因编码区的碱基突变造成,其叶色变异的调控机制还需要进一步探寻。     

菜豆金黄荚色产生的生化机制研究

选用菜豆金黄色豆荚品种‘A18’和绿色豆荚品种‘热那亚’为试验材料,通过测定豆荚发育过程中荚壁的叶绿素、类胡萝卜素和叶绿素合成途径中相关代谢物质含量,探讨菜豆金黄荚色的形成机理。结果表明,嫩荚呈现金黄色是由于叶绿素缺乏,推测是因为叶绿素酸酯a(chlorophyllide a)的合成受阻导致;利用荧光定量PCR对叶绿素生物合成相关基因的表达进行分析,发现在‘A18’中CHLM和DVR的表达量从花后12 d开始下降,但CHLP、CHLG和CAO的表达量在多个时间点高于‘热那亚’,这说明虽然叶绿素酸酯a合成受阻,但叶绿素的合成仍然能进行。     

茶花红叶芽变品种‘金华美女’叶色突变相关主要化学成分含量变化

‘金华美女’是从‘贝拉大玫瑰’中选育出的茶花芽变品种,其主要特点是叶色呈现暗红色。分别测定了上述两个品种在4个不同发育阶段叶片叶绿素、类胡萝卜素、总花青苷、矢车菊素葡萄糖苷、总多酚、儿茶素和表儿茶素含量。结果表明:(1)在相同阶段,两个品种间叶绿素a和叶绿素b差异均不显著。认为红叶品种的叶绿素合成途径也正常,排除因叶绿素变异引起的叶色变异;(2)红叶品种‘金华美女’叶片中的类胡萝素含量显著低于绿叶品种‘贝拉大玫瑰’,可见其积累对‘金华美女’的叶色无影响;(3)在4个时期中,‘金华美女’叶片总多酚、儿茶素和表儿茶素的平均含量仅占‘贝拉大玫瑰’叶片中的相应含量的33.1%、42%和15%,可见变色品种叶片的多酚合成途径可能受到一定程度的阻碍。(4)‘金华美女’叶片中总花青苷平均含量达3.06 mg·g~(-1),是‘贝拉大玫瑰’的7倍。由此可见,叶片花青苷合成途径中红色类组分的积累和多酚合成途径中无色类组分的合成受阻,是引起‘金华美女’叶色变红的主要成因。     

山葡萄‘双丰’和‘左优红’叶绿素荧光特性及活性氧代谢与低温伤害的关系

为探明山葡萄叶片低温伤害的生理机制,以抗寒性差异明显的‘双丰’(山葡萄种内杂交种)和‘左优红’(种间杂交种)为试材,对低温处理过程中叶绿素荧光参数和活性氧代谢的相关指标进行测定。结果表明,随低温胁迫加剧,两个品种叶片的叶绿素含量、Chl.a/b、Fv/Fm值均呈显著下降趋势,1–qp值及MDA含量明显增加;整个胁迫过程中NPQ值较稳定的‘双丰’其叶片遭受低温伤害程度较轻,NPQ值一直下降的‘左优红’叶片伤害程度较重,‘双丰’的NPQ值始终显著高于‘左优红’。‘双丰’叶片的SOD和APX活性始终较‘左优红’高。说明低温使山葡萄叶片叶绿素分解,PSⅡ电子传递受阻,激发能增加,造成叶绿体膜脂过氧化损伤;热耗散及抗氧化酶共同作用减轻了活性氧对叶片PSⅡ的伤害程度。由此可见,热耗散NPQ值及活性氧清除酶SOD和APX活性的差异可能是造成两个山葡萄品种叶片低温伤害程度不同的重要原因。     

瓜叶绿素降解关键酶基因PPH和PAO cDNA片段的克隆与表达初步分析

 以西双版纳黄瓜和‘华黄5号’黄瓜叶片为试验材料,研究了衰老过程中两种黄瓜叶片叶绿素含量变化及脱镁叶绿素脱镁叶绿酸水解酶基因PPH和脱镁叶绿酸a加氧酶基因PAO的表达。结果表明：随着叶片衰老,叶绿素a和叶绿素b含量显著降低,叶绿素a与叶绿素b的比值在0.5左右,推测叶绿素b的含量可能对黄瓜叶片保绿起到重要作用。荧光定量RT-PCR分析结果显示：PPH和PAO在西双版纳黄瓜叶片生长35 d时表达量最高,分别为5.50和1.86;PPH在‘华黄5号’叶片35 d时表达量最高,为7.14,而PAO在35和45 d表达量都很高,分别为3.90和3.91;PPH和PAO在西双版纳黄瓜叶片中的表达量低于在‘华黄5号’中。     

辣椒黄绿苗不育系叶片光合色素变化及酶活性研究

研究了辣椒(Capsicum annuum L.)黄绿苗胞质雄性不育系(YBM-A6)、保持系(YBM-B6)及绿苗(96-140)的叶绿素变化及叶片酶活性。从幼苗期到成株期三者的叶绿素含量呈逐步增加的变化趋势,绿苗叶片叶绿素、类胡萝卜含量都远高于黄绿苗,但黄绿苗叶片叶绿素a/b、类胡萝卜素/叶绿素(a+b)(除结果期外)的比值都远大于绿苗。黄绿苗叶片中游离脯氨酸含量均高于绿苗,但其含量变化趋势相同;黄绿苗叶片中过氧化物酶、过氧化氢酶活性变化趋势与绿苗相同;YBM-A6叶片过氧化氢酶活性均低于其保持系YBM-B6,过氧化物酶活性则高于其保持系,超氧化物歧化酶活性在开花结果盛期明显高于保持系YBM-B6和96-140。说明叶绿素和类胡萝卜素含量和变化与辣椒黄绿苗的叶色变化有关,酶活性变化可能与黄绿苗胞质雄性不育系YBM-A6的不育有关。     

‘金薇’叶片呈色的结构和生理基础研究

以紫薇品种‘金薇’和‘金薇’野生型为试材,利用透射电镜观察比较了供试‘金薇’及其野生型叶肉细胞内叶绿体和线粒体的超微结构,测定了不同时期叶片中的叶绿素、类胡萝卜素和花色素苷的含量。结果表明:‘金薇’叶肉细胞内,叶绿体和线粒体结构均呈现异常,叶绿体内基粒和基粒片层较少,线粒体内部有空腔,嵴发育不完全;‘金薇’叶片内的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和花色素苷等4种色素的含量均极显著低于野生型,总叶绿素含量减少的程度大于类胡萝卜素,总叶绿素/类胡萝卜素低至2.0左右,这是导致‘金薇’叶片呈现黄色的直接原因。     

LED不同光质对大花蕙兰‘爱神’×虎雪兰‘霞光’杂交组培苗叶绿素含量的影响

以大花蕙兰‘爱神’♀×虎雪兰‘霞光’♂杂交组培苗为试材,用不同配比的LED光质进行照射,生长一段时间后,对叶片进行叶绿素含量测定,研究LED不同光质配比组合对该种兰花杂交组培苗叶绿素含量的影响,以期为LED光源对植物组织培养的研究提供数据参考和理论依据。结果表明:RBW(红∶蓝∶白)为6∶1∶1处理下,该兰花组培苗叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素含量极显著高于其余处理,分别为1.224 5、0.738 1、0.144 6mg/g;而2RB(红∶蓝)为2∶1处理下叶绿素含量相对较低,各色素含量分别为0.678 1、0.401 0、0.079 1mg/g。红蓝白复合光最有利于大花蕙兰‘爱神’♀×虎雪兰‘霞光’♂杂交组培苗叶绿素的合成。     

叶面铁肥对浙江海涂地缺铁‘瓯柑’叶片及果实的影响

【目的】针对浙江海涂地种植柑橘易出现缺铁的症状,筛选出适合海涂地条件下矫正‘瓯柑’缺铁失绿症的铁肥。【方法】采用叶面喷施法,对8 a(年)生‘瓯柑’树分别施用相同浓度的Fe SO4和3种自配铁肥EDTA-Fe、Vc-Fe、有机液-Fe,研究不同叶面铁肥对‘瓯柑’叶片和果实铁含量、叶片叶绿素含量及果实品质的影响。【结果】浙江海涂地种植条件下,叶面喷施铁肥可显著增加‘瓯柑’叶片和果实中有效铁含量,提高幅度分别为53.9%~91.6%和28.7%~83.2%,其中以Vc-Fe肥效果最明显,叶片和果实分别比对照提高91.6%和83.2%,达到113.91 mg·kg~(-1)和11.38 mg·kg~(-1),叶片含量位列柑橘叶片诊断标准的适量水平。喷施铁肥可增加‘瓯柑’叶片叶绿素含量,叶绿素a、b及总量增加幅度分别为4.1%~24.7%、6.8%~32.2%、4.7%~26.5%,其中Vc-Fe肥处理分别比对照提高24.7%、32.2%、26.5%。叶面喷施铁肥还可提高‘瓯柑’果实品质,果实可溶性固形物含量和可溶性糖含量比对照分别增加4.6%~11.6%和6.2%~13.4%,其中以有机液-Fe肥处理效果最佳,可溶性固形物含量和可溶性糖含量分别比对照提高1.10和0.93个百分点。【结论】本研究中Vc-Fe肥提高‘瓯柑’叶片和果实铁含量幅度最大,这与维生素C抑制铁离子氧化、延长二价铁的有效时间有关,有机液-Fe肥处理对于提高‘瓯柑’果实可溶性固形物含量和可溶性糖含量及叶片复绿具有明显作用,其原因除了有机液-Fe肥中的铁元素外,还可能与含有大量的有机质可促进叶片生长和吸收有关。此研究结果可为研发适合浙江海涂地条件的柑橘专用铁肥提供参考。     

也门铁花叶性状及机理的细胞学研究

以也门铁3个不同品种为试材,从细胞学角度研究了也门铁花叶特性和机理。结果表明:也门铁茎尖分生组织符合原体-原套学说,由2层排列整齐的原套细胞和数层排列不规则的原体细胞组成。金心也门铁黄色细胞叶绿体退化程度相对较轻,形状呈圆形,结构相对完整,基粒扭曲,叶绿素的总含量较低,所以表现为淡绿色。金边也门铁黄色细胞没有完整的叶绿体结构,叶绿体破坏十分严重,基粒降解,片层膜结构降解,故表现出黄色。     

DA-6 对桃树叶片叶绿素合成途径的调控研究

 以‘香山水蜜桃’为试材,研究叶面喷施DA-6（二烷氨基乙醇羧酸酯N,N-diethylaminoethyl hexanote）对叶绿素（Chlorophyll,Chl.）合成过程中前体物质的含量以及合成关键酶活性的影响,探讨 DA-6 提高桃叶片Chl.含量的可能原因。结果表明：生长季叶面喷施20 mg · L^-1 DA-6 显著提高了Chl.的含量,Chl.b 含量的提高尤为显著,降低了Chl.的前体物质5–氨基酮戊酸（5-aminolevulinic acid,ALA）含量,增加了后续中间产物胆色素原（porphobilinogen,PBG）、尿卟啉原Ⅲ（uroporphyrinoge Ⅲ,Urogen Ⅲ）含量,表明DA-6 处理促进了ALA 向PBG 的转化和PBG 向Urogen Ⅲ的转化。以上两步骤的关键酶5–氨基酮戊酸脱水酶（5-aminolevulinate dehydratase,ALAD）和尿卟啉原Ⅲ合酶（uroporporphyrinogn Ⅲ synthase,UROS）的活性在处理后显著提高。叶面喷施DA-6 是通过提高ALA 向PBG 和PBG 向Urogen Ⅲ的转化效率,促进Chl.的合成,使Chl.含量增加。     

越橘叶片秋季变色期间花青苷和叶绿素的变化特性

以4年生‘北陆’越橘为试材,对秋季叶色变化期间花青苷和叶绿素的含量和组分进行了研究。结果表明,随着叶色变化,花青苷总量升高,越到后期增幅越大,叶绿素总量下降,初期降幅较大;全绿叶片中解析出5种花青苷组分,随叶色变化组分增多,全红叶片中解析出11种组分,分别属于飞燕草素、牵牛花素、锦葵色素和矢车菊素;飞燕草素–3–O–阿拉伯糖苷、牵牛花素–3–O–葡萄糖苷和牵牛花素–3–O–半乳糖苷是主要的花青苷组分,共同主导了花青苷总量的变化趋势;飞燕草素和牵牛花素总量随叶色变化增加,但比值不变;叶绿素a与叶绿素b变化趋势一致,但叶绿素a含量较高,变化幅度较大。综合分析认为,花青苷积累量的增加和叶绿素积累量的减少是叶片变色的关键因素;飞燕草素与牵牛花素是主要的两类花青素,其含量和配比可能决定了叶片的红色;‘北陆’叶色变化过程中主要积累3种花青苷组分:飞燕草素–3–O–阿拉伯糖苷、牵牛花素–3–O–半乳糖苷和牵牛花素–3–O–葡萄糖苷,影响了花青苷总量及主要色素的配比,进一步影响了叶片颜色。     

不同施氮水平纽荷尔脐橙叶绿素含量的季节变化

以1年生盆栽枳砧纽荷尔脐橙为试材,研究不同施氮水平对叶片氮含量,春梢、夏梢和秋梢落叶率,以及春梢、夏梢和秋梢叶绿素含量季节变化的影响。结果显示,施氮植株当年萌发的春梢和夏梢的落叶率在次年5月有减少的趋势,秋梢落叶率则有增加的趋势,其余时期施氮量与落叶率关系不明显;叶片氮含量与施氮量极显著正相关(r=0.97);施氮在大多数时期可显著或极显著提高不同枝梢叶片的叶绿素含量,在整个测定时期内保持较为稳定,在单株施氮量6.5g范围内这种效应随施氮量增加而显著增强,对照(不施氮)植株不同枝梢叶片的叶绿素含量从当年10月开始明显下降且次年4月锐降。由此可见,充足的氮肥不仅可提高纽荷尔脐橙叶片叶绿素含量且可减少其季节性变化幅度。     

不同红光与远红光对盐胁迫下番茄叶绿素合成的影响

以番茄"MoneyMaker"植株为试材,采用营养液水培方法,在盐胁迫下设置不同红光(R)与远红光(FR)处理,T_1(R∶FR=7.4)、T_2(R∶FR=1.2)、T_3(R∶FR=0.8),以正常营养液栽培(R∶FR=7.4)为对照,研究了在盐胁迫条件下不同红光与远红光比值(R∶FR)光环境对番茄生长指标、叶绿素及其前体物质含量和气体交换参数的影响,探讨低R∶FR光环境对盐胁迫下叶绿素合成途径的影响。结果表明:在盐胁迫下,番茄植株的干质量、鲜质量、叶绿素a(Chl a)含量、叶绿素b(Chl b)含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和胞间CO_2浓度(Ci)均显著下降,叶绿素含量下降导致光合能力下降,进一步造成干物质积累减少;在盐胁迫下,降低番茄植株光环境中的R∶FR值,干物质量、气体交换参数和叶绿素含量均显著上升,且在T_3处理下显著高于T_2处理。盐胁迫下番茄叶片中的5-氨基乙酰丙酸(ALA)、胆色素原(PBG)和尿卟啉Ⅲ(UroⅢ)的含量显著升高,而原卟啉Ⅸ(ProtoⅨ)、镁原叶琳Ⅸ(Mg-protoⅨ)和原叶绿素酸酯(Pchl)显著降低。低R∶FR处理降低了ALA、PBG、UroⅢ的积累量,增加了ProtoⅨ、Mg-protoⅨ、Pchl的含量,同时降低了Chl a/b的值,T_2和T_3处理中的差异不明显。表明低R∶FR值光环境通过促进叶绿素合成缓解了番茄受到的盐胁迫,R∶FR值为0.8时效果最佳,盐胁迫下番茄叶绿素合成受阻的起始点在ProtoⅨ的合成过程,低R∶FR值能缓解叶绿素合成受阻碍的程度,R∶FR值为1.2和0.8对叶绿素合成的促进没有显著差异。     

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。     

基于RGB模型的苹果叶片叶绿素含量估测

为了快速、无损地获得苹果叶片叶绿素含量与其表面颜色特征之间的关系,为诊断苹果树生理状况提供科学依据。以新梢旺长期的红富士苹果树为研究对象,应用数码相机采集叶片图像,利用图像处理技术,采集叶片图像的红(R)、绿(G)和蓝(B)值,通过运算组合构造颜色特征参数,建立基于苹果叶片颜色特征参数的叶绿素含量估算模型,并对其精度进行评价和验证。结果表明,叶绿素含量敏感的颜色参数分别为B、B/R、B/G、G/(R+G+B)、B/(R+G+B)、(R–B)/(R+B)、(G–B)/(G+B)、(R–B)/(R+G+B)和(G–B)/(R+G+B)值;基于以上9个敏感颜色参数分别建立单变量回归模型和支持向量机回归模型(SVM),估测叶片Chl.a、Chl.b、Chl.(a+b)和SPAD值,其中单变量回归模型决定系数(R~2)均在0.6左右;SVM回归模型的决定系数(R~2)分别为0.8754、0.8374、0.8671和0.8129,均方根误差(RMSE)分别为0.0194、0.0350、0.0497和0.9281,相对误差(RE)分别为0.8059%、1.7540%、1.1224%和1.1894%,尤以对Chl.a的估测效果最佳,SVM的估测精度高于单变量回归模型。模型验证取自1/4同样本数据,验证结果表明基于SVM的Chl.a稳定性更佳,R~2=0.8275,RMSE=0.0293,RE=1.8529%。应用数码相机并基于RGB颜色模型可快速估测苹果叶片叶绿素含量,可对果园水肥的精确管理提供技术支持。     

The effect of sprinkler and drip irrigation on lime-induced chlorosis of citrus

Trials were carried out on grapefruit (Citrus paradisi Macf.) ‘Marsh Seedless’ and orange (C. sinensis L.) ‘Valencia’, both on Sour orange (C. aurantium L.) rootstock. Shortening the interval between sprinkler irrigations increased the occurrence of lime-induced chlorosis (LIC), as indicated by reduced leaf chlorophyll and peroxidase enzyme activity. Drip irrigation, on the other hand, corrected LIC and increased leaf chlorophyll, peroxidase activity and photosynthesis.