小麦旗叶直立转披动态过程对其高光效的影响

以旗叶直立转披型小麦小偃81 (Xy81)、旗叶直立转半披型(中间型)小偃41(Xy41)和旗叶直立型小麦小偃6 号(Xy6)为材料, 对旗叶的生长动态变化、解剖结构特征、光合速率、叶绿素含量、群体光合速率以及透光率等进行比较观察和测定. 通过对Xy81与Xy41及Xy6进行比较结果显示, 旗叶的叶片厚度、叶面积、叶肉细胞形态、叶绿体中类囊体垛叠数、光合速率和叶绿素含量等参数之间无显著区别. 特别值得注意的是, Xy81的旗叶叶片生长角度在灌浆期具有明显的动态变化规律, 即从直立转为下披. 在此过程中, 该品种的叶绿素含量无显著变化, 其光合效率仍维持在较高水平, 由此说明旗叶角度的变化非衰老所致. 此外, 在生长后期, Xy81的群体光合速率和透光率明显高于Xy41和Xy6. 上述结果说明, Xy81旗叶生长的动态变化对灌浆期群体光合作用具有一定的增强效果, 从而有助于小麦产量的增加.     

模拟酸雨对小麦生长和形态的影响

通过模拟试验研究不同PH值的酸雨对小麦生长的影响,说明小麦遭受酸雨特别是高酸度酸雨后,小麦叶片可见明显伤害,酸雨使小麦叶片出现可见伤害(斑)的阈值是PH=3.0;对小麦株高、叶面积、含水量有一定的负作用;酸雨对小麦的胁迫效应随酸雨的氢离子浓度增大而显著,且与酸雨处理次数和处理量相关。旨在为山西省二氧化硫实施控制和小麦丰产优质种植提供依据。     

喷洒低浓度亚硫酸氢钠可促进小麦叶片光合磷酸化和光合作用

用１～２ｍｍｏｌ／Ｌ ＮａＨＳＯ３喷施于小麦叶面，可以提高叶片的光合速率，并能持续３ｄ左右。左此条件下，光下叶片中的ＡＴＰ含量提高，叶片的毫秒延迟发光加强，反映与光合磷酸化活力有关的跨类囊体膜质子样度增加。将书知可促进循环光合磷酸化的辅助因子ＰＭＳ和ＮａＨＳＯ３分别和共同喷洒叶片，次日所有叶片的光合速率均比对照（喷水）提高２０％左右。共同自理未出现叠加效应，表明ＨａＨＳＯ３的主要作用和ＰＭＳ促进光     

小麦产量形成对大气臭氧浓度升高响应的整合分析

应用整合分析(meta-analysis)方法定量研究了大气臭氧(O₃)浓度增加对小麦光合色素、气体交换和产量形成的影响. 通过Web of Sciences和中国期刊全文数据库检索, 共收集39篇原始论文. 结果表明, 大气臭氧浓度增加可导致小麦的产量在当前环境浓度的基础上降低26%, 籽粒重、穗粒数和穗数分别降低18%, 11%和5%, 收获指数减少11%. 叶片生理对大气臭氧浓度增加的响应比产量敏感得多, 如光饱和光合速率、气孔导度和叶绿素含量分别下降40%, 31%和46%. 春小麦和冬小麦对臭氧的响应相似. 大部分指标显示了小麦叶片生理和产量的降低随着臭氧浓度增加而线性增加的趋势. 在小麦灌浆期, 臭氧浓度增加引起叶片的光合速率、气孔导度和叶绿素含量降低得最大. 大气CO₂浓度升高可以明显减轻或抵消大气臭氧浓度增加引起的减产效应.     

玉米遗传突变体群体创制和干旱反应突变体筛选与鉴定

利用自主性Mutator转座子玉米材料115F,330I,715D与玉米自交系材料B73,Mo17,97108,H9-21杂交,获得F1插入诱变群体,F1自交得F2群体.在田间观察F2单株的生物学特征及农艺学性状的表型变异,得到不同表型的突变体,对突变体进行了统计分析.在干旱胁迫下,利用远红外热成像仪对室内小钵种植的F2群体三叶期幼苗进行叶片温度的大规模扫描检测,选取叶温有明显差异的植株作为潜在突变株,共检测了38000余株,成功筛选到108株抗旱单株,121株旱敏感单株.通过重复红外温度检测、叶绿素荧光分析、叶片失水、光合特性分析和可溶性糖类、可溶性蛋白和脯氨酸含量测定对突变体进行了初步的鉴定分析.利用MuTAIL-PCR对获得的突变体进行基因克隆.该研究为深入开展玉米抗旱育种提供了实验材料.     

一氧化氮对盐胁迫下小麦叶片

从叶绿素、MDA和质膜相对透性3个方面的变化证实了0．1和1mmol／L斩一氧化氮（nitric oxide,NO）供体硝普钠（sodium nitroprusside,SNP)分别对150和300mmol/LNaCl胁迫下的小麦（TriticumaesivumL）叶片氧化损伤有明显的缓解效应，NO能够显著诱导盐胁迫下麦叶片SOD和CAT活力的上升，延缓O2^-和H2O2的积累，同时促进抗氧化物质脯氨酸的含量上升，从而减轻盐胁迫下小麦叶片的氧化损伤。     

夏玉米叶片和冠层尺度的水碳耦合模拟

蒸腾作用和光合作用是两个密切联系、相互耦合的过程,主导作物的生理活动及产量形成,研究不同尺度水碳耦合关系对提高水分利用效率(WUE)意义重大.以光合仪、涡度相关仪等实测数据为依据,分析了我国华北地区夏玉米叶片和冠层尺度的光合与蒸腾(蒸散)的变化规律,率定和验证了SMPT-SB模型在这两个尺度的应用效果.结果表明,在夏玉米生育期典型日内,叶片尺度的光合与蒸腾速率,以及冠层尺度的光合与蒸散速率日变化趋势基本一致,但冠层尺度蒸散受表层土壤含水量的影响较大.SMPT-SB耦合模型估算的叶片光合、蒸腾和WUE与实测值之间的回归系数接近1,确定系数大于0.74,二者之间的相对误差小于11%,能够较好反映叶片光合与蒸腾之间的耦合关系.SMPT-SB耦合模型估算的冠层尺度光合与实测值一致性也较好,但该模型低估了表层土壤含水量较高时的冠层蒸散量,并在一定程度上导致了冠层WUE的高估.该研究为理解不同尺度水碳耦合关系及提高水分利用效率提供科学依据.     

二氧化碳对农作物有好处

即使二氧化碳在大气中的含量与日俱增,也不会使气候明显变化,相反却直接有助于农作物的生长。美国纳布拉斯卡——林肯大学的诺曼·J·罗逊堡尔教授指出:大气中二氧化碳含量的增加,使大部分农作物和森林中的树木生长速度普遍加快。受影响较大的作物有稻、燕麦、大麦、裸麦、小麦、甜菜和大豆。这些都属于C_3类的植物,其光合     

玉米遗传突变体群体创制和干旱反应突变体筛选与鉴定简

利用自主性Mutator转座子玉米材料115F,330I,715D与玉米自交系材料B73,Mo17,97108,H9-21杂交,获得F₁插入诱变群体,F₁自交得F₂群体. 在田间观察F₂单株的生物学特征及农艺学性状的表型变异,得到不同表型的突变体,对突变体进行了统计分析. 在干旱胁迫下,利用远红外热成像仪对室内小钵种植的F₂群体三叶期幼苗进行叶片温度的大规模扫描检测,选取叶温有明显差异的植株作为潜在突变株,共检测了38000余株,成功筛选到108株抗旱单株,121株旱敏感单株. 通过重复红外温度检测、叶绿素荧光分析、叶片失水、光合特性分析和可溶性糖类、可溶性蛋白和脯氨酸含量测定对突变体进行了初步的鉴定分析. 利用MuTAIL-PCR对获得的突变体进行基因克隆. 该研究为深入开展玉米抗旱育种提供了实验材料.     

玉米C4 型pepc基因的分子克隆及其在小麦的转基因研究

通过LA-PCR方法，从当地玉米材料中获得了完整的玉米C₄ 型pepc基因。测序结果与GenBank中登录的玉米C₄ 型pepc基因序列进行比对分析表明，DNA序列的同源性达98.96%，mRNA同源性达99.38%，蛋白质的氨基酸序列同源性达99.38%，在DNA水平，两者之间有49处碱基差异， 18处发生在内含子区，18处发生在外显子处。在mRNA水平，两者之间有15处差异，但是这些差异在蛋白质水平上仅导致了4个非连续排列的氨基酸差异。构建了该基因的农杆菌二元表达载体pBAC214。通过PDS/1000He基因枪转化法，获得了该基因的转基因小麦。对转基因小麦进行的Southern杂交，结果表明来自玉米的鉴定pepc基因完全整合到了小麦基因组中。通过对转基因小麦叶片的可溶性蛋白质SDS-PAGE电泳分析，表明该基因在小麦中获得了正确的转录、剪接和翻译。通过对转基因小麦叶片中PEPC酶活性的初步测定，发现部分转基因植株叶片中PEPC酶活性提高了3-5倍，与玉米叶片中的PEPC活性相当。对转基因小麦旗叶光和生理指标的测定，发现部分转基因植株光合速率有所提高，并且气孔的开放程度与叶片中的PEPC活性紧密相关。说明完整的玉米C₄ 型pepc基因在小麦中可以正确表达和起到一定的生理作用。     

一氧化氮对盐胁迫下小麦叶片氧化损伤的保护效应

从叶绿素、 MDA和质膜相对透性3个方面的变化证实了0.1和1 mmol/L的一氧化氮(nitric oxide, NO)供体硝普钠(sodium nitroprusside, SNP)分别对150和300 mmol/L NaCl胁迫下的小麦(Triticum aestivum L)叶片氧化损伤有明显的缓解效应. NO能够显著诱导盐胁迫下小麦叶片SOD和CAT活力的上升, 延缓和H2O2的积累, 同时促进抗氧化物质脯氨酸的含量上升, 从而减轻盐胁迫下小麦叶片的氧化损伤.     

水稻生育后期卷叶突变体lrl1的鉴定及基因定位和候选基因预测

叶片是水稻主要的光合器官,适度卷曲有利于保持植株叶片直立而不披垂,增加中、下层叶片透光率,从而改善群体光照条件,是理想株型的重要组成,对水稻高产育种具有重要意义.利用甲基黄酸乙酯(EMS)诱变籼稻恢复系缙恢10号获得了一个遗传稳定的水稻生育后期卷叶突变体lrl1.lrl1的叶片在前期生长正常,从13叶龄开始,上三叶沿中脉向内卷曲,且随着生育期推进,卷曲度增加,在成熟期剑叶、倒二叶和倒三叶的卷曲度分别为73.66%,66.91%和45.81%.与野生型缙恢10号相比,除lrl1的千粒重(21.43 g)显著降低外,其他重要农艺性状均没有显著差异.lrl1的叶片小维管束间的泡状细胞数量减少、形状怪异、排列极不规则,导致小维管束之间的夹角变小,从而引起了其叶片的卷曲.lrl1的上三叶光合色素含量均显著高于野生型.但其功能叶净光合速率等均与野生型没有显著差异.经遗传分析和分子定位,该叶片卷曲受一对隐性核基因控制,位于第9染色体分子标记SWU-1和Ind6之间812 kb的区域.通过基因预测,在该区域共有129个候选基因,对其中3个可能与卷叶相关的基因测序,均未发现它们在lrl1与野生型间存在差异.以泡状细胞变化相关的6个卷叶基因在突变体lrl1中的real-time PCR分析表明,卷叶基因ROC5和RL14的表达明显上调,而ACL1,SRL1以及NAL7被下调,暗示了这些基因可能在同一通路上调控叶片的发育.该基因是一个新发现的基因,而且遗传行为简单,其相应突变体含有许多育种有利的性状,因而研究结果为该基因的克隆和功能研究及高产育种奠定了良好基础.     

叶片光合细胞在人工培养下的生长和分裂

高等植物叶片的绿色细胞,具有植物界特有的叶绿体,是利用太阳能进行光合作用的重要功能细胞。我们在小麦、水稻、玉米等作物叶片细胞研究中,了解到这种细胞在结构上的多样性与复杂性,是研究叶绿体的结构与功能的重要材料,而绿色光合细胞和叶绿体的离体培养则是研究叶绿体结构与功     

基于叶片气孔导度提升的冬小麦冠层阻抗估算模型的应用和对比

为了筛选适合华北典型地区冠层阻抗基于叶片气孔导度的提升方法,依据两个生长季的冬小麦田间试验资料,以Leuning-Ball和Jarvis叶片气孔导度模型为基础,构建了冠层阻抗估算模型,对比了不同冠层阻抗估算模型的应用效果.结果表明:冬小麦叶片气孔阻抗日变化整体高于冠层阻抗,两者具有显著的尺度差异性;Leuning-Ball气孔导度模型能够更好地解释气孔导度对环境因子的响应;以光合有效辐射作为尺度转换因子,基于Leuning-Ball气孔导度模型提升的冠层阻抗估算模型能够有效地模拟冠层阻抗,可应用于华北典型地区冬小麦水汽传输阻抗尺度提升研究.     

小麦和大豆叶片荧光参数对强光响应的差异

自然条件下高等植物的上层叶片经常受到强光的胁迫,尤其在晴天中午,光照强度远远超过叶片光合作用的饱和光强.为避免其光合器官被破坏,植物在漫长的进化过程中形成了一系列的保护机制,如改变叶片角度以减少所接受的光能,依赖叶黄素循环、光系统Ⅱ(PSⅡ)反应中心失活和PSⅡ循环电子传递的热耗散等.近年来,人们对于依赖叶黄素循环耗散掉过多激发能的保护机制研究得较多、较深入.但是,这种保护机制是否在所有植物中都能够发挥主要的作用呢?我们通过比较小麦和大豆叶片荧光参数对强光响应的异同,对这个问题进行了探讨.     

根部营养与P~(32)的运转和分布的关系

为了进一步了解根系与地上部的相互关系,我们进行了根系的生命活动与矿质元素再利用之关系的试验。我们以生长均匀、具有一个分蘖的小麦植株为试验材料,分成三组置于200毫升的烧杯中,分别     

拔节期看小麦密植問題

冬前我們观察了不同密植条件下的小麦生育情况,作了小結。返青以后,田间又呈現了新的局面,現在就拔节期的測定資料报导如下。一单株生育从植株生长上看,因不同播种密度而引起的差异的基本趋势和苗期相同,总的說来,单株生长势因密度增加而減弱。我們观察了西平城关、西平朱庄和郾城三地的卫星田和播种量对比試驗田,以南大2419品种为例说明如下(表1):     

小麦进化中水分利用效率的变化及其与根系生长的关系

提高作物本身的水分利用效率（WUE）是实现作物高效用水的生理基础。用10个不同染色体倍性的小麦进化材料在管栽和大田条件下研究了小麦整株水平WUE和根秒生长的变化以及两者之间的关系。结果表明，无论是干旱还是供水条件下，在小麦染色体倍性从2n到6n的进化过程中，整株水平的WUE随染色体倍性的增加而增加，而根系生长（根干重、根长）和根冠比则随染色体倍性的增加而降低；整株水平上的WUE与小麦的根干重、根长和根冠比均成显著线性负相关系，随根重、根长和根冠比的增加而降低。上述结果说明，在小麦进化过程中，小麦的根系生长存在对其WUE不利的冗余，只不过这种根系生长的冗余随染色体倍性的增加而降低，并因此提高了其WUE。     

兴安落叶松光合特性对环境的适应及其影响因素

研究树木光合特性对环境的适应及其影响因素对阐明森林生态系统碳循环及其对气候变化的响应和适应对策具有重要意义.兴安落叶松(Larix gmelinii)作为我国北方森林的优势树种之一,具有广阔的地理分布范围和多样的生长环境,是研究树木对环境适应及其机理的理想树种.本研究将水热条件不同的6个种源兴安落叶松种植在帽儿山森林生态系统研究站的同质园内30年后,测定其光合特性及其相关因子.结果表明:(ⅰ)单位面积最大净光合速率(Pmax-a)、表观光量子效率(AQY)、暗呼吸速率(Ra)、最大羧化速率(Vmax)、最大光电子传输速率(Jmax)、磷酸丙酮糖利用效率(TPU)、光呼吸速率(Rp)和光补偿点(LCP)均存在显著的种源差异(P0.05).除了LCP和Rp为相反趋势外,其他参数均随着种子来源地生长季平均气温(Ts)和干燥度指数(AI=平均年蒸发量/平均年降水量)的增大而增大(P0.05),这表明叶光合特性受树木原产地长期环境条件的影响而产生遗传适应,其中温度和降水是该变异性的主要驱动因子;(ⅱ)Pmax-a和其他光合参数AQY,Vmax,Jmax,TPU间均存在显著正相关关系,而与LCP和Rp存在显著负相关关系(P0.05);Pmax-a和叶片氮含量也存在显著正相关关系(P0.05);随着各相关因子的增大,来自较大Ts环境下的种源树木具有更大的Pmax-a增加/减少幅度;(ⅲ)Pmax-a和同质园内3日平均气温、月平均气温、生长季平均气温、3日平均相对湿度、月降雨量均呈线性正相关关系,而Ra则均为线性负相关关系(生长季平均气温为正相关)(P0.05),这表明叶光合特性对同质园内的气候条件产生了一定的驯化;但随着种子来源地Ts的增大,Pmax-a和各环境因子间回归方程的截距显著减小,而Ra和各环境因子间回归方程的截距则为显著增大(生长季平均温除外)(P0.05).本研究结果表明,不同种源兴安落叶松叶光合特性和环境间的相关性是表型驯化和遗传适应综合作用的结果.     

利用土壤农杆菌将天花粉蛋白基因转入水稻植株并检测抗稻瘟病活性

通过土壤农杆菌方法将天花粉蛋白基因转化到水稻中，获得了具有单拷贝外源基因插入和表达的水稻再生植株，抗稻瘟病（Ｐｙｒｉｃｕｌａｒｉａ ｏｒｙｚａｅ）检测发现，接病菌后１个月内转天花粉蛋白基因植株在发病时间、发病植株数、发病叶片、发病后的植株生长状况等各项指标上与对照的转ＧＵＳ基因植株比较均有较大差异。在去除高温湿度的发病环境后，转天花粉蛋白基因植株的生长情况也明显优于对照植株，表明转基因水稻对稻温病