关于光合速率与作物产量关系的讨论(综述)

围绕作物产量与光合速率存在正相关、负相关和无相关等多种矛盾结果的现象，从作物产量形成的层次关系和品种演替、产量水平、生育时期及测试与分析方法等多角度分析了两者间的关系。阐明了光合速率与作物产量本质上存在着正相关关系，可以通过增加叶片光合速率的育种或栽培途径实现进一步的高产。     

控制排水条件下冬小麦水位生产函数的试验研究

为了研究冬小麦地下水埋深与产量的关系,以地下水的降落速度与适宜埋深作为冬小麦排水的调控指标,在蒸渗测坑内进行冬小麦水位调控试验,通过理论分析和数值计算,建立了排水条件下冬小麦水位生产函数;考虑到根层土壤含水量与地下水位的耦合作用对冬小麦产量的影响,提出了用土壤含水量作为修正系数的控制排水条件下冬小麦的水位生产函数.函数...     

干旱对冬小麦叶片气孔、活性氧和光合作用的影响

通过盆栽控水方式,以冬小麦小偃22叶片为实验对象,利用生理指标测定、光合测定和H2DCFDA荧光标记等相结合的方法,研究了4个水分处理下(正常供水CK;轻度亏水LS;中度亏水MS;重度亏水SS),冬小麦叶片中活性氧含量、丙二醛(MDA)含量、活性氧清除系统的相关保护酶活性及水分胁迫情况下过氧化氢(H2O2)在小麦叶片内的分布情况,同时,还探讨了不同水分胁迫处理对小麦气孔的密度及光合性能指标的影响,结果表明,随着水分胁迫程度的加剧,小麦叶片内H2O2和MDA含量逐渐增加;叶片的气孔密度增加,其中重度胁迫较正常灌溉情况气孔密度增加了44.12％;而光合性能指标(蒸腾速率、光合速率、气孔导度和叶肉细胞间CO2浓度)随水分胁迫的加剧呈下降的趋势.H2O2在叶表皮中的含量随水分胁迫加剧呈增加趋势,且在重度胁迫情况下分布较其他情况更广.本实验为小麦抗旱机理的研究提供了实验依据,为解决旱区农业作物种植问题提供了一定的理论指导.     

光照、温度和水分对野生荞麦光合速率的影响

通过野生荞麦和栽培苦荞麦叶片光合速率对光照、温度、土壤含水量变化的反应,表明野生荞麦与栽培苦荞麦对光照、温度和水分变化的反应差异明显,野生荞麦叶片在利用光能和叶片光合速率的温度适宜范围,以及对水分胁迫适应力等方面都强于栽培苦荞麦,表现出较高的光合生产能力和较好的抗逆性.     

氮素胁迫对玉米光合及叶绿素荧光参数的影响

以重庆市对氮素利用率不同的3个玉米品种为材料,研究了氮素胁迫对3个玉米品种光合及叶绿素荧光参数的影响.结果表明,不同氮素胁迫对玉米幼苗叶片的光合参数和叶绿素荧光参数有显著影响.随着氮素胁迫的加剧,玉米叶片的光合色素质量分数降低,光合能力减弱,表现为净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、光饱和点、光补偿点、实际光化学量子产量、最大光化学量子产量、光化学淬灭系数逐渐降低,而非光化学淬灭逐渐增加.与正常氮素水平比较,轻度氮素胁迫下各玉米品种幼苗相关指标的降低或增加幅度不同,其中雅玉2号的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度Pn、实际光化学量子产量、最大光化学量子产量、光化学淬灭系数的降低幅度和非光化学淬灭的增加幅度均较小,农大108居中,成单14号的变幅最大.     

土壤水分胁迫与调控对冬小麦生育指标的影响

针对干旱地区有限水资源和发展节水灌溉实际,采用田间试验方法探讨了土壤水分胁迫与调控对冬小麦矿质营养吸收、干物质累积、产量形成和籽粒营养品质等的影响．试验结果表明：在冬小麦各个生育期,土壤水分胁迫与调控均会影响冬小麦对矿质营养的吸收和干物质累积等;各个生育期相应的土壤水分胁迫指标(占田持的百分比),苗期为60％,返青期为60％,拔节-抽穗期为65％,抽穗-灌浆期为65％,灌浆-成熟期为55％;水分胁迫对冬小麦籽粒的N,P,K,蛋白质,粗脂肪和淀粉等营养品质的影响不大,苗期、灌浆-成熟期水分胁迫对产量的影响最小,而拔节-抽穗期水分胁迫对产量的影响最大,故拔节-抽穗期为冬小麦缺水敏感期,水分胁迫应尽量避免．     

播期对冬小麦干物质积累和产量形成的影响

本文用Blackman生长分析的方法,研究两品种四播期冬小麦干物质积累及其与产量形成的关系。结果表明:冬前积温和日均温度高,有利于冬小麦冬前干物质积累和返青后干物质积累以及产量的形成。播期对干物质积累速率(RGR)和群体生长率(CGR)及绿色面积系数(GAI)、叶日积(LAD)、叶面积相对生长率(LRGR)等均产生影响,而对净同化率(NAR)无大的影响;播期主要影响冬小麦绿色面积的生长,进而影响干物质积累和产量形成。适期早播有利于培育冬前壮苗和返青后干物质的积累及产量的提高。     

干旱环境下高温对胡杨光合作用的影响

在塔里木河下游3个地下水埋深(4.64 m,6.15 m,7.02 m)环境下,利用LI-6400便携式光合作用测定仪测定了胡杨叶片在适宜温度(27℃)和高温(39℃)下的净光合速率(Pn)、气孔导度(gs)、蒸腾速率(E)及胞间CO2浓度(Ci),比较了不同地下水埋深下胡杨光合作用对高温的响应.结果表明:在3个地下水埋深下高温都使得光合速率和气孔导度明显减少,并且在地下水埋深(7.02 m)较深处,高温使得光合速率和气孔导度的下降幅度也最大,这都说明干旱胁迫加强了高温对胡杨光合作用的负面效应.然而,在同一地下水埋深下,由于高温的影响,胡杨叶片的胞间CO2浓度并未随着净光合速率和气孔导度的下降而减少,其原因很可能是气孔发生了不均匀关闭.而叶片的蒸腾速率和饱和水汽压由于高温作用的影响都明显增加,并且在地下水埋深7.02 m处,高温引起蒸腾速率的增加幅度是最小的,这表明了气孔对干旱高温胁迫下胡杨的光合作用具有一定调节作用.     

干旱和复水对大豆叶片光合生理特性及产量的影响

实验运用盆栽技术,选用豫豆29作为材料,对逐步干旱和旱后复水过程中大豆各项生理指标的变化及最后作物产量进行了研究.研究发现,在土壤相对含水量高于22%时,处理组大豆凌晨叶片水势和对照组相比基本没有下降,但当含水量低于22%时,处理组叶片水势急剧下降,表现为一定的阈值反应(约为-0.89 MPa),存在明显的凌晨叶片水势临界值.低于此临界值,叶片水势急剧下降,净光合速率也明显降低.复水后大豆叶片水分状况得到改善,大豆叶片的净光合速率和蒸腾速率都表现为接近于直线的上升,气孔导度的恢复也很快, 并在实验的最后接近对照组的水平,这表明豫豆29的叶片光合在水分胁迫解除后有迅速恢复的能力.成熟期,处理组与对照组的种子产量相差不大,所以适当的干旱胁迫并不影响最终的大豆产量.     

极端温度对籼粳稻苗期光合特性及生理生化特性的影响

以籼稻9311和粳稻日本晴为材料,研究了极端温度胁迫下和恢复期材料苗期的光合特性、保护性酶活性及其他生理生化特性的变化．实验结果表明：极端温度胁迫使2个材料叶片的净光合速率急剧降低,但是高温胁迫后9311净光合速率的恢复速度明显高于日本晴,后者在低温处理后恢复较快．极端低温使9311光系统Ⅱ的最大光化学效率（Fv／Fm）降低,而对日本晴影响很小,两者均在处理后1d完全恢复;极端高温处理对于光系统Ⅱ的伤害更为严重,Fv／Fm持续下降直到恢复期第1天,到处理后第4天才恢复到正常状态,与日本晴相比,高温处理使9311的Fv／Fm下降的程度更大,但其恢复也快．极端温度胁迫下叶片叶绿素含量和植株水分含量都下降,丙二醛含量上升,保护性酶超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的活性升高;总抗氧化能力受极端温度胁迫而降低,在恢复期升高;低温胁迫时日本晴的SOD和CAT活性、总抗氧化能力高于9311,高温处理下则相反．上述结果表明叶片的光合速率、叶绿素荧光参数、保护性酶活性均可作为水稻耐温度胁迫的筛选指标,但是光合速率宜在恢复期测定,而叶绿素荧光参数在处理时测定较为有效．     

水稻冠层叶片SPAD值与叶绿素、叶氮含量及净光合速率的变化特征

通过两年的田间试验,利用叶绿素仪(SPAD-502)测定了不同生育时期水稻(南粳44号)冠层叶片的SPAD (Soil-plant analysis and development)值、叶绿素含量、叶氮含量及净光合速率,在此基础上分析了SPAD值与叶绿素含量、叶氮含量及净光合速率的关系。结果表明:水稻冠层叶片的SPAD值与叶绿素含量、叶氮含量及净光合速率的关系均呈显著相关,但是在不同的生育期内SPAD值与其他三项指标的变化并没有同步,存在一定时间的超前或者滞后。随着叶绿素荧光分析技术的发展,无损伤、快速、灵敏测定叶片光合作用的变化成为可能,因此想要更好地了解叶片光合作用的内在变化,还需要研究SPAD值与各项叶绿素荧光参数的关系。     

北疆棉花光合,蒸腾作用基本特性与测试技术的探讨

在北疆大田自然条件下，棉叶光合晴天日变化呈双峰和单峰两种形式。光合速率上午大于下午。蒸腾速率呈单峰曲线，最大值出现在温度最高的１５：００－１６：００时，打顶前主茎自上而下第１和第４完全展开叶Ｐｎ最高，打顶后第１展开叶最高；Ｔｒ在打顶前后均是第１完全展开叶为最强。     

大气CO2浓度升高对棉花生理特性和生长的影响

根据在人工气候室取得的试验资料,分析了大气ＣＯ２ 浓度倍增对棉花叶气孔阻力和导度、叶温、叶光合和蒸腾速率、生长状况与干物质积累等的影响．结果表明,大气ＣＯ２ 浓度倍增,棉花叶气孔阻力增加,导度降低,叶温增加,光合速率增大,蒸腾速率降低,水分利用效率明显提高,棉花生长加快．这些性质的变化在不同土壤水分条件下（高低两种水分处理）产生明显的差异,表现为大气ＣＯ２ 浓度增加对光合速率和生长的正效应及其对蒸腾的抑制作用削弱了水分胁迫对棉花光合和生长产生的不利影响,在低水分条件下棉花水分利用效率增加的比例大于高水分条件下的     

水稻光合生态特性的初探

用便携式光合作用分析系统测定了不同生育期中水稻叶片的光合速率及其日变化。主要结果如下:(1)晴天,水稻叶光合速率呈单峰曲线,在同样光强下,下午的光合速率比上午的低;阴天光合速率随光强变动而变化。(2)不同叶龄或不同叶位稻叶的光合速率与叶绿素含量成正相关。(3)移栽后秧苗光合速率下降的主要原因是叶片缺水引起的。     

杨小舟蛾取食对杨树叶片光合生理特性的影响

研究了杨小舟蛾(Micromelalopha troglodyta)取食对杨树叶片光合作用的影响,并探讨了杨树叶片受取食影响后的光合补偿机制。结果表明:杨树叶片被杨小舟蛾取食后,叶片净光合速率(Pn)日动态波动变化幅度强于对照,呈单峰型曲线,峰值出现时间在上午12:00时,比对照滞后2 h,且峰值比对照提高了16.4%。单位面积受害叶片在上午(8:00—12:00)累积同化CO2的量比对照上升了9.6%,而下午(13:00—18:00)略有下降。1天中(8:00-18:00)累积同化CO2的量两者之间差异不显著(p>0.05)。蒸腾速率(Tr)的日动态为双峰曲线,分别在上午12:00和下午15:00出现蒸腾高峰;被取食叶片蒸腾速率及日累积蒸腾耗水量明显低于对照,而水分利用效率(WUE)、光饱和点(LSP)、最大净光合速率(Pn,max)分别比对照显著提高(p<0.05);暗呼吸速率(Rd)比对照高出10.33%。表观量子效率、光补偿点(LCP)等光合指标与对照差异不明显。分析表明,杨树对杨小舟蛾的取食危害存在光合补偿的适应机制。     

陆面模式中C3植物叶片尺度光合作用酶限制函数方程推导

由植物光合作用的生物合成及氧化反应机制出发,通过生化反应的酶催化作用底物浓度与反应速度的关系,催化反应有无竞争抑制的底物浓度与反应速度的曲线关系,推导出植物光合作用的同化速率RuBP羧化/加氧酶限制的模式,为进一步模拟陆-气相互作用中植被光合作用同化速率提供理论依据.     

草莓叶片不同部位叶绿素荧光特性的研究

以草莓（Fragaria ananassa Duch）为材料,研究叶片不同部位叶绿素荧光参数的差异。结果表明,草莓叶片不同部位之间,一些性状（Fv/Fm、Yield、PAR、ETR（叶正面）、qP））不存在明显的差异（P〉0.05）,而其它性状（Fo、Fm、ETR（叶背面）、qN）存在明显的差异（P〈0.05）。但整体看来,正面的一些反应光合作用的因子（如Fv/Fm、Yield、ETR、qP）均大于背面。不同叶位叶绿素荧光特性的差异在一定程度上反映了草莓不同部位叶绿素的含量和光合作用能力的差异。     

Expression of the intact C<Subscript>4</Subscript> type<Emphasis Type="Italic">pepc</Emphasis> gene cloned from maize in transgenic winter wheat

Maize intact C4-pepc gene was amplified through LA-PCR and successfully sub-cloned into modified vector pGreen0029 to form a stable expression construct named as pBAC214 (12 kb), which contains CaMV 35S promoter driven bar gene as selection marker. Comparing the cloned DNA sequences (6.7 kb) with published maize C4-pepc gene (GenBank accession E17154) sequences, the identity of DNA sequence alignment is 98.96%. There are only 49 differences between these two intact DNA sequences, of which 13 occur in the region of promoter, 18 in introns, and 18 in exons. The homology of mRNA sequence alignment is 99.38%, and the putative amino acids sequence identity is 99.38%. There are only 15 differences between these two mRNA, and these differences bring 4 sites mutant on the putative amino acids of PEPC protein. Through biolistic bombardment of PDS1000/He system, expression vector pBAC214 has been transformed into winter wheat. Southern blotting results show that the intact C4-pepc gene has been integrated into genome of winter wheat. SDS-PAGE analysis of leaf soluble protein in transgenic wheat showed that the intact C4opepc gene was well transcribed, spliced and translated as in maize. The enzyme activity of leaf PEPC in transgenic wheat has been detected. The activities of leaf PEPC increased over 3-5 times in some transgenic plants. The data of photosynthesis rate and transpiration rate of transgenic wheat flag leaves showed that the C4-pepc gene can increase the photosynthesis rate and transpiration rate of transgenic wheat.     

濒危植物新疆沙冬青叶解剖结构及其光合特性

运用常规石蜡切片法研究了濒危植物新疆沙冬青叶片的解剖学特征,发现该植物形成了适应于干旱荒漠生境的超旱生结构;利用Li-6400便携式光合作用测定仪,测定了新疆沙冬青的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度等光合生理指标,结果表明：新疆沙冬青叶片的日间净光合速率、蒸腾速率与气孔导度均呈现出典型的三峰型变化式样,日间有两次明显的光合“午休”发生,均与气孔导度的下降有明显关系.新疆沙冬青适应干旱荒漠生境的光合生理机制是以降低气孔导度作出响应,以调节植物的水分利用方式.其之所以不耐樵采和放牧啃食,种群自我恢复能力差的原因之一可能是由于其叶片净光合速率不高造成的.     

Dynamic changes in flag leaf angle contribute to high photosynthetic capacity

Dynamic changes in flag leaf angle, anatomy, photosynthesis, chlorophyll content, population photosynthesis, and light transmission are investigated in three wheat cultivars： Xiaoyan 81 （Xy 81） in which flag leaf angle changes from erect to draped, Xiaoyan 41 （Xy 41） in which flag leaf angle changes from erect to half draped （middle type）, and Xiaoyan 6 （Xy 6） in which the flag leaf remains erect from the flowering to the grain-filling stage. No obvious differences in leaf thickness, leaf area, mesophyll morphology, granal stacking, photosynthesis, or chlorophyll content are found among the three cultivars. It is of interest to find that the flag leaf angle of Xy 81 changes from erect to draped during the grain - filling stage, but there are no obvious changes in chlorophyll content or photosynthetic capacity during this period, indicating that changes in flag leaf angle do not result from senescence. Moreover, the study shows that levels of population photosynthesis and light transmission in Xy 81 are higher than in Xy 41 and Xy 6. Taken together, these results demonstrate that dynamic changes in Xy 81 flag leaf angle enhance population photosynthesis and thus may improve wheat yield.