日本分离出光合作用遗传基因

日本筑波生物遗传工程技术研究所首次分离出水稻、梨树和松树的光合作用遗传基因。科研人员运用遗传工程技术将光合作用较强的遗传基因拼接到光合作用较弱的植物中去,以提高和加快植物光合作用的速度和能力;加速农作物的成熟过程;大幅度提高农作物产量。     

国外撷英

超级稻开发日本农林省农业生物资源研究所最近成功地将与玉米光合作用有关的酶基因导入了水稻。玉米比水稻的光合效率高,在瘦脊的土地上也能生长发育。通过导入这种引起强烈光合作用的酶基因,就有可能期待开发出生长迅速、产量高的“超级稻”。该所所导入的与玉米光合作用有关的酶基因,称为ＰＥＰＣ、ＰＰＤＫ、ＮＡＤＰ－ＭＥ。在玉米中,由于这些基因的作用,其光合能力比水稻等作物约高２倍。该研究所将上述各基因分别导入水稻中,开发出３种水稻。已知导入基因的水稻,参与光合作用的各个酶的机能比普通水稻约提高２０～１２０倍。在…     

高产水稻剑叶的叶绿素含量、捕光色素分子的内禀特性与饱和光强关系的研究

叶绿素是水稻叶片进行光合作用的重要物质之一。为了研究叶片叶绿素的含量、捕光色素分子的内禀特性与饱和光强的关系,利用LI-6400XT便携式光合测定系统测量了6个水稻品种的光响应曲线,并利用光合作用对光响应的机理模型进行了拟合。结果表明:供试的6种水稻品种的饱和光强只与植物捕光色素分子的物理参数如本征光能吸收截面、激子传递到光反应中心的速率(kp)、热耗散速率(kD)和激发态的平均寿命(?)等有关,与叶片的叶绿素含量无关。     

浅谈玉米高产的施肥和栽培技术

玉米植株高大,叶片长宽,单株叶面积大,根系发达,是高产的四碳植物。它具有光饱合点高,二氧化碳补偿点低,呼吸作用消耗的干物质较少等特点,净光合效率一般为三碳作物小麦、水稻的2—3倍,有较高的增产潜力。所以,本文就玉米高产的施肥和栽培技术做一定的探讨,以提高玉米种植时的产量。     

国外对作物高产问题的研究

一九六七年在美国出版的植物光合作用会议论文集中《光合作用与作物高产体系》一文,介绍了对作物高产问题的研究,摘译如下: 一、提高作物光合作用的生产潜力。作物产量,实质上就是将太阳光能转化为化学潜力的光合作用的过程。光合作用利用率的高低,就直接影响丁产量的高低。就现代农业生产水平较高的国家来看,光合作用的利用率可达2——2.5％。但从全世界范围来看,尚有不少地区光合作用的利用率还在1％以下。光合作用利用率低的原因是多方面的,但其主要方面,是由于作物品种生产性能低,肥料缺乏,病虫为害以及旱涝等因素所造成的。根据现在农业生产的技术水平,作物产量的潜力还很大。虽然,世界上玉米主产国报导已获得亩产1933斤(面积为60.7亩)的记录(可参见本刊一九七○年第十期——本刊注),但从理论上估计,在玉米种子形成过程中,每天每亩光合作用的生产率,可获得90斤种子产量,如果以种子成熟期(自受精至成熟)计算,则每亩可收获产量3150斤,这与玉米主产国平均亩产水平600斤相比,潜力很大。二、改变株型,提高作物种植密度。改变株型,能增加密植程度,这是提高光合生产率的主要途径。近年来,对于矮秆品种的选育,以及矮化剂(如矮壮素等植物生长调节剂)的施用,引起作物选种及栽培业的普遍重视。就玉米而言,现在一般双交种玉米,株高达7.3——9.1尺,叶色深绿,叶片平卧而下垂,叶面系数约4左右,每亩种植2500——5000株,每穗产量以半斤计,亩产可达1000——2000斤。但现在美帝培育的半矮生玉米,叶片直立,株高仅3.5——4.5尺,每亩可种16000株以上,比普通双交种玉米密四、五倍,叶面系数可达8左右。这些半矮生玉米,每穗种子产量虽仅2——3市两,但亩产可达2700斤左右。由此可见,决定玉米每亩产量的主要因素,不是穗的大小,而是增加单位面积的穗数问题。还有,最近在美国明尼苏达州,育成了生育季节极短的玉米品种。其全生育期,自播种至收获,仅需68天,亩产可达900斤,而且一年可种几熟。棉花品种选择的方向,也有所改变。现在不是选育株形高大,棉铃较多的,而是选择植株矮小,每株仅能结三个铃左右的新型品种。这种新品种,可采用狭行播种或撒播,每亩密度可达3——5万株。这种棉花的特性是成熟早,吐絮一致,适于机械化收获,估计亩产籽棉可达800——1200斤。加拿大翁太略农业试验场培育了叶片直立的大麦品种,大面积亩产可达450斤,较一般叶片平卧下垂的普通品种亩产仅330斤增产37％。至于小麦和水稻,亦可通过改变株型,以达到增产的目的。三、利用作物生长调节剂。通过遗传特性的选育,或植物生长调节剂的处理,可使玉米成熟期从35天起延长到50——75天。成熟期的适当延长,对养分的累积和转移是有利的。据研究结果指出,玉米灌浆期每延迟一天,能增产3％左右。如果能将延迟成熟期与叶片直立的特性相结合,则在美国中部有可能获得亩产4000斤玉米,而美国南部,无霜期更长,从理论上来说,甚至可获得亩产7000斤。与此同时,我们也不能忽视多熟制,在无霜期较长的地区,多熟制是充分利用太阳光能的有效途径。此外,美帝农业部农业试验场培育了一种所谓“细秆型”的大豆品种,其叶片较小,植株顶部呈“伞状冠层”。这种细秆型的品种,太阳光线能透射至基叶片。因此,即使在密植条件下,结荚亦较多。此外,还可施用三碘苯甲酸(TIBA)生长调节剂,以改变其株型。如果利用这个新品种,喷施生长调节剂,合理施肥,控制病虫害,采用狭行条播等方法,预期大豆亩产可达到千斤。目前小面积高产,也已达到这样的水平。浙江省农科院供稿     

病虫害侵染对植物光合作用影响研究进展

随着人类商业运输和旅游活动扩大了病虫害的分布范围,气候变化增加了病虫害的爆发频率,造成了巨大的经济损失.光合作用是陆地生态系统吸收大气CO2的重要途径,也影响人类粮食生产.病虫害对植物光合作用的影响主要在两个方面:一方面通过采食植物的光和器官,减少了植物的光合能力.另一方面,病虫害侵染后植物的生理参数发生变化(如影响植物体中的叶绿素含量以及叶绿素a与b的比值、气孔导度和细胞内的CO2浓度),进而影响到植物的光合作用.因此,本文综述了近年来国内外关于病虫害对植物光合生理和光合作用的研究,并在此基础上对未来的研究方向进行了探讨和展望.     

植物硝酸还原酶的体内测定法

硝酸还原酶(NR)是植物氮素代谢中的关键酶,可作为植物育种和营养诊断的生化指标,近五年来我国在稻、麦、玉米等作物上,亦已揭示出NR活力与作物耐肥性呈负相关这一规律,因此测定NR活力的大小,能够反应作物耐肥性能的弱或强。硝酸还原酶的测定方法有体外法(in Vitro)及体内法两种,体外法测定的数据比较精     

红A硼在水稻上的应用效果分析

硼在植物体内参与细胞伸长和组织分化，酶代谢和木质素形成，有利于碳水化合物运输及蛋白质代谢。因此硼可以促进植株生长发育，提高作物抗性，提高授粉率，促使作物早熟和改善品质。红A硼是英国CMI公司生产的浓缩、速效、速溶叶面喷施硼肥，即使在低温下也可以完全速溶解于水。其含硼量≥21％，红A硼粘附性强、渗透性快、易被植物吸收对作物肥效显著。水稻是属于对硼敏感的作物，我场属于缺硼地区，为掌握红A硼在水稻中增产作用及施用方法。特做如下试验，     

温室大棚作物生长发育对光色选择性吸收的研究进展

概述了近年来国内外在植物光合作用、光形态建成和光周期调节过程中,大棚作物生长发育对光色有选择性吸收特性研究中所取得的主要理论及应用成果.以期为进一步开发植物专用照明设备提供有参考价值的资料.     

增强UV-B辐射对水稻叶绿素荧光参数的影响

为探讨UV-B辐射对水稻光合作用的影响,本研究采用增强紫外线-B(UV-B,16 kJ/m2·d和40kJ/m2·d)辐照"两优培九"水稻幼苗,测定叶片的叶绿素含量、Ca/Cb以及反映植物光系统Ⅱ(PSⅡ)的荧光参数值,分析UV-B处理后水稻叶片中的叶绿素含量、Ca/Cb及荧光参数值变化情况以及对水稻叶绿体荧光参数及光合作用的影响.结果表明,经UV-B处理后,水稻叶片中的叶绿素含量、Ca/Cb及荧光参数值(除qN以外)低于对照组(CK),差异显著(P0.05).其中荧光参数Fv/Fm(PSⅡ最大光化学量子产量)是对环境胁迫反映最为敏感的一个指标.低剂量UV-B处理组原初光能转化指标差异不显著,高剂量UV-B处理组原初光能转化指标差异显著.说明高剂量的UV-B导致了水稻荧光特性减弱,光合作用受损.     

大连地区的气候生产潜力分析

本文对大连地区主要作物的气候生产潜力进行了估算。气候生产潜力可划分为三个层次,即光能生产潜力,光温生产潜力和气候(光、温、水)生产潜力。计算结果表明:玉米的气候生产潜力可达到657～750公斤/亩,水稻可达到1300公斤/亩左右。并以气候生产力指数反映一地的气候生产力水平和光、温、水配合程度。     

苦楝叶乙醇浸提物对几种作物种子萌发及幼苗生长的影响

以苦楝(Melia azedarach)叶乙醇浸提物处理大豆(Glycine mac)、水稻(Oryza stativa)、小麦(Triticum aes-tivum)及玉米(Zeamays)种子,观察浸提物对几种作物种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明,在62.5～1000μg/mL浓度范围内,浸提物对几种作物种子的萌发及幼苗生长具有一定的抑制作用,但对水稻和小麦的抑制作用较强,对玉米和大豆的抑制作用稍弱,在1000μg/mL浓度时,浸提物可完全抑制水稻和小麦种子萌发及幼苗的生长,而大豆和玉米的萌发率仍超过70%,对大豆幼苗的苗高和根长,玉米幼苗的苗高抑制作用均低于50%。     

植物光合作用多样性的研究进展

生物多样性是指地球上的生物所有形式、层次和联合体中生命的多样化,简单地说,生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和.生物多样性包括三个层次:基因多样性、物种多样性和生态系统多样性.自然界中植物的光合作用也存在着多样性.最初人们根据光合作用中的碳同化途径的不同,可把植物分为三碳植物(C3植物)、四碳植物(C4植物)和景天科酸代谢植物(CAM植物).随着研究的进行又发现了兼有以上光合碳同化途径类型的植物,从而更全面地说明了植物光合作用的多样性,也为植物光合作用基因工程的研究提供了事实依据.     

谈光合电子传递和光合磷酸化

光合作用是地球上最重要的生物化学反应之一,也是植物生理学教学的重要内容。本文主要介绍了光合作用中四种类型的电子传递链及光合磷酸化的方式和机理。     

甘薯脱毒快繁技术及推广

甘薯又名白薯、红薯、山芋、红芋等,旋花科甘薯属植物,种植历史悠久,区域广泛,全国种植面积仅次于水稻、小麦和玉米,居第4位。我省种植面积约70万公顷,是甘薯种植大省之一。甘薯属高产作物,适应性广,抗灾害能力强,在粮食、饲料、工业原料、医疗保健等方面用途广泛,在国民经济中占有举足轻重的地位。     

丙酮酸转运体AtMPC3介导植物干旱胁迫响应机理研究

在干旱胁迫下,植物通过自身复杂而有效的应对机制减少水分散失,其中关闭植物气孔降低蒸腾作用是一个重要环节。脱落酸(ABA)是植物响应干旱胁迫产生的可以诱导气孔关闭、减少水分散失的重要植物激素。丙酮酸是光合作用糖酵解的产物,需要借助线粒体丙酮酸转运体(MPCs)进入线粒体中进行后续物质和能量代谢。本研究发现拟南芥线粒体丙酮酸转运体AtMPC3参与介导植物干旱胁迫响应,在外源施加ABA条件下,AtMPC3基因缺失突变体的气孔较野生型开度更小,植物失水率更低,表现出更强的抗旱能力。结果说明AtMPC3在脱落酸促进植物气孔关闭及干旱应答过程中的重要作用,对于提高植物抗旱能力以及作物产量提升具有潜在应用价值及重要意义。     

非饱和光诱导延迟荧光在光合能力检测中的应用

为完善延迟荧光检测植物光合能力的方法,通过对4种样品延迟荧光光响应曲线分析,提出四段式光响应曲线模型.从理论上推导出非饱和延迟荧光强度与光合能力具有线性转换关系,且线性系数与饱和光诱导下的线性系数有关.以水稻(Jing Dao No.21)为样本,对理论分析结果进行实验验证.结果表明,两者具有较强的线性关系,验证了理论推导的正确性.理论和实验分析均证实,非饱和光诱导延迟荧光可以作为表征植物光合能力的一种有效手段.     

基于AEZ模型的我国主要作物单产潜力的农作制区划分析

本文根据联合国粮农组织(FAO)和国际应用系统分析研究所(IIASA)基于中国1961年以来的统计资料共同开发的AEZ模型,运用GIS平台计算了中国41个农作制亚区6大主要作物(水稻、小麦、玉米、马铃薯、油菜、大豆)的单产潜力.指出以上作物单产最高潜力分布为:水稻在江淮江汉平原,小麦在秦巴山区,玉米在黄淮平原南阳盆地,马铃薯在秦巴山区,油菜在秦巴山区,大豆在鲁西平原鲁中丘陵.研究结果表明:我国以上主要作物的最高单产潜力是目前全国平均单产的1.2-2.9倍.这对指导我国农作物高产育种及栽培具有重要参考意义.     

杂交棉是促进棉花生产的有效途径

国内外大量研究表明,棉花杂交种同水稻、玉米、瓜菜等作物一样.有着明显的杂种优势。主要表现在种子生命力强、出苗好、生长势旺、抗逆性强、增产显著,绒长和纤维强力也有一定提高。美国梅依耳(Meyer)总结了20多年的文献指出,陆地棉品种间杂种一代可增产25～35％。山东棉花研究中心承担的国家和省“八五”重点杂交棉利用研究课题,经鉴定的近200个组合中,其中H123、H28等几个杂交种,比当前大面积     

科学家发现植物开花基因

美国科学家今已分离出促进植物开花的遗传基因“开关”。这一研究成果有可能人为地控制作物的成熟时间、缩短作物的生长周期,或者改变某些作物在一些地区不适宜生长的状况。 美国加利福尼亚大学和加利福尼亚州索尔克生物研究所的科学家分别报告说,他们对一种细小的杂草和一种源于欧洲的树种进行的研究显示,单一基因就能控制植物开花过程。在此研究过程中,科学家发现,杂草遗传基因“开关”得以持续作用的情