打顶和激素对上部烟叶烟碱的影响及源库关系分析

为明确打顶和激素调控烤烟烟碱合成与积累的生理机制,以烤烟品种K326为材料,研究了不同打顶措施与激素互作处理对烤烟根系、上部叶片性状,上部叶烟碱、总氮含量,根系氮代谢关键酶活性及烟碱合成与运输基因表达的影响,并分析烟碱积累的源库关系。结果表明,打顶显著提高上部烟叶烟碱含量与积累量,分别是不打顶处理的1.41倍、1.85倍;不打顶时喷施茉莉酸甲酯(MeJA)显著增加烟碱含量,增幅为14.60%,喷施N-1-氨甲酰苯甲酸萘酯(NPA)显著降低烟碱含量,降幅为10.01%;打顶后喷施水杨苷异羟肟酸(SHAM)、萘乙酸(NAA)显著降低烟碱含量,降幅分别为23.07%、16.92%。茉莉酸(JA)对根系发育的影响有限,主要通过直接调控烟碱合成与转运基因的表达促进烟碱合成,而生长素(IAA)主要通过调控根系发育间接影响烟碱合成与积累。通径分析显示,根系性状中根尖数对烟碱积累的直接作用最大,根表面积对烟碱积累的总作用最大,是影响烟碱合成的主要“源”指标;叶片性状中叶面积对烟碱积累的直接作用最大,叶干质量对烟碱积累的总作用最大,是影响烟碱积累的主要“库”指标。综合分析,打顶后根系IAA含量提高,促进根尖数的增加,即增加了烟碱合成“源”数量,同时增强硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)活性,促进氮代谢与氮吸收;打顶后根系JA含量增加,直接增强烟碱合成与转运基因PMT、QPT、A622和NUP1的表达,提高了烟碱合成强度;此外,打顶促进叶面积、叶干质量等“库”容的增大,提高了烟碱积累效率。

丛枝菌根真菌对甘薯源库关系、养分吸收和产量的影响

丛枝菌根真菌(AMF)能与作物根系形成共生关系,甘薯(Ipomoea batatas L.)是一种适应性强、高产、多用途的粮食作物,对AMF的依赖性较强。为探究接种AMF对甘薯全生育期源库关系、养分吸收和收获期产量的影响,以徐薯28和与之能建立良好共生关系的幼套近明球囊霉为试验材料,设接菌和不接菌两个处理,将大田与盆栽试验相结合,利用盆栽试验分析接种AMF对甘薯全生育期的茎叶生长状况、块根膨大、植株生物量和根际效应的影响,利用大田试验验证AMF对甘薯收获期块根产量和商品性的影响。结果表明:接种AMF降低了分枝结薯期、旺长期和薯块膨大期的茎叶鲜重;显著提高了分枝结薯期、旺长期和薯块膨大期的根冠比;显著提高了分枝结薯期和薯块膨大期缓效钾的根际效应,显著提高了分枝结薯期和旺长期块根氮、磷、钾的积累量;显著增加了全生育期块根鲜重。相比不接菌根,收获期的单株产量在盆栽试验中增加了32.58%,大田试验中增加了23.05%。因此,接种AMF能促进根际土壤中的钾活化,促进养分吸收的同时,抑制养分和干物质向地上部分配,协调了源库发展,促进了块根形成与膨大,并提高产量。

根系功能分离技术在甘薯源库关系研究中的演进及其应用

甘薯根系功能分离技术(RFSD)是通过特殊栽培模式使甘薯养分吸收根和贮藏根在空间和功能上发生分离的一种新型栽培技术。通过此技术不仅可实现在不影响植株生长的情况下观测块根发育,还可在同一遗传背景下开展光合运输效率研究,是开展甘薯源库关系研究和培育空中甘薯的关键技术。本文归纳了“源”“流”“库”对甘薯产量的影响,回顾了甘薯RFSD的发展历程,总结了目前发展的几种RFSD的原理、演进过程、特点及优长,分析了RFSD在甘薯源库关系和空中甘薯研究中的应用。提出RFSD可作为研究甘薯“源”“流”“库”互作关系的重要手段,今后可利用其优势,在同一遗传背景下开展源库关系和理想株型研究;改进和完善RFSD系统,为设施条件下实现空气中稳定结薯创造可能。RFSD的进一步研究和应用,可为甘薯新品种特别是高光效短蔓高产品种选育提供理论和技术参考,为设施栽培及品质精细调控提供技术支撑。

不同燕麦基因型源库关系对穗粒数形成过程的影响

为了解燕麦穗粒数形成过程与源、库特征之间的关系,连续两年以10个不同来源、熟期、穗型、株型、小穗数的燕麦品种为试验材料,测定三叶期至拔节期的幼穗分化阶段及抽穗期源库特征,采用方差分析、聚类分析、逐步回归分析等方法,分析不同燕麦基因型源库特征及对穗粒数形成过程的影响。结果表明,燕麦穗粒数形成过程存在基因型差异,幼穗分化较好品种的穗粒数较全部品种平均值高11.22%~65.43%;幼穗分化较好品种的光合势、干物质量、粒数叶比、收获指数显著高于幼穗分化较差品种,其中粒数叶比和收获指数是影响穗粒数形成的主要因素,粒数叶比和收获指数较全部品种平均值分别高0.99%~68.74%和0.85%~13.80%。综上所述,源库协调是燕麦幼穗分化良好的生理基础,可通过提高光合势和干物质量达到增源的目的,进而提高穗粒数。

源库关系研究现状及在橡胶树排胶机理研究中的展望

源库关系研究在作物产量和品质形成中具有重要的理论研究和技术应用价值。随着作物遗传育种、植物生理和分子生物学等多学科的交叉融合,源库关系研究近年来整合运用分子生物学技术、植物激素信号转导等众多新技术和新方法取得了重要进展。本文综述了源库关系理论和源库关系调控两方面研究进展,重点阐述了糖代谢、激素调控源库关系的机理,分析通过栽培措施协调源库关系提高产量的机理。同时结合热带重要经济作物橡胶树的排胶机理与调控研究进展,论述乙烯利刺激和割胶处理调节源库分配与橡胶树产量形成之间的关系,以期推动天然橡胶源库关系理论研究,为排胶调控技术创制提供技术指导。

小麦开花后源库关系分析

小麦开花后的源库关系分析结果表明,库容量的大小影响开花后光合产物的生产和分配,较大的库容可以促进叶片光合潜力的发挥和光合产物向穗部的运转。开花后绿叶面积的大小和光合强度的高低影响籽粒的灌浆速率,粒重受花后干物质积累量的制约。说明小麦开花后库对源有反馈调节作用、而源又影响库的充实,源库关系在动态变化中相互协调取得平衡。栽培措施应使源库关系在高水平上取得动态平衡,才能获得高产。粒叶比既反映了库容的相对大小,又代表源的质量水平和库对源的调运能力,可作为群体条件下源库关系是否协调的综合指标。

不同整枝方式对棉花源库关系的调节效应

以去叶枝留早果枝的正常整枝方式为对照，于2005-2006年研究了整枝对大田棉花源库关系的调节效应．结果表明：去叶枝去早果枝（Ⅰ）、留叶枝去早果枝（Ⅱ）和留叶枝留早果枝（Ⅲ）3种整枝方式都显著促进了棉花叶面积扩展，最大叶面积系数分别比对照平均提高了10．3％、28．3％和9．5％，导致叶面积载荷量减少，源库比降低．Ⅰ和Ⅱ处理显著提高了叶片叶绿素含量，降低了始絮期的黄叶率和功能叶的C／N，表现出显著地延缓衰老的作用，但Ⅱ处理易导致贪青晚熟；而Ⅲ处理对衰老的延缓作用不大．Ⅰ处理的籽棉产量与对照相当，Ⅱ处理比对照降低了6．4％-15．6％，Ⅲ处理比对照增产6．3％．表明去早果枝和留叶枝皆是调节棉花源库关系、碳氮代谢和延缓棉花早衰的有效手段．

密度对不同类型玉米源库关系及产量的调控

通过对不同类型玉米品种在 4个不同生态条件下的密度定额试验发现 ,随着密度的增加 ,群体库源也随着增加 ,但两者增加幅度不同 ,群体库的增加幅度超过群体源的增加幅度。高密度下群体源不足是产量提高的主要限制因素 ,保证一定总粒数 ,增加吐丝后干物质积累量 ,提高成粒率 。

甘薯源库关系建立、发展和平衡对氮肥用量的响应

以盆栽、田间微区和田间裂区试验分析不同氮肥用量对苏薯16（半直立株型）和苏薯11（匍匐株型）生长前期（0~30 d）、中期（30~60 d）和后期（60~120 d）根系形态、单株薯数、叶面积指数、茎叶生物量、根生物量和T/R值的影响。结果表明,在全生育期内,施氮对甘薯茎叶生长均有显著促进作用,但对根生长的影响各不相同。生长前期,低量施氮对根系生长和分化有促进作用,而适量和高量施氮则表现显著抑制作用,并使30 d时单株薯数显著降低29.3%~36.6%或1.3~2.0个（P0.05）。生长后期,施氮过多时（N32处理）茎叶鲜重持续增加,到收获时叶面积指数和蔓薯比分别达4.9~5.6和1.50~1.51,显著高于适量施氮处理时的3.3~3.5和0.58~0.64（P〈0.05）；施氮过少时（N30处理）则反之,收获时不施氮处理的叶面积指数和蔓薯比分别为1.6~1.9和0.36~0.42,其中叶面积指数显著低于适量施氮处理（P〈0.05）；不同施氮处理的单个薯重差异越来越大,适量施氮处理的单个薯重（218~345 g）显著高于不施氮（181~262 g）和过量施氮处理（160~285 g, P〈0.05）,所以适量施氮处理的最终单株块根产量（1.02~1.20 kg）也高于不施氮处理（0.88~0.91 kg）和过量施氮处理（0.79~0.87 kg, P〈0.05）。表明,移栽前一次性基施氮的条件下,不施或少施氮有利于甘薯生长前期源库关系的提早建立,适量或过量施氮有利于甘薯生长中期源库关系的发展,而仅有适量施氮有利于维持甘薯生长后期的源库平衡。

氮肥类型与施用量对华北平原夏玉米源库关系的影响

以郑单958和农大108为材料,研究了3种类型氮肥(普通尿素、包膜尿素和复合肥)不同施用量(N 0、90和180 kg/hm2)对华北平原夏玉米产量形成的源库关系的影响。主要结果如下:1)施氮使夏玉米极显著增产,增产效应以复合肥最好。两品种穗粒数随施氮量增加而增加,农大108增幅较大,千粒重因品种与氮肥类型不同表现有异;2)两品种LAI、灌浆期叶片叶绿素含量、干物质积累量均随施氮量增大而增大,复合肥与包膜尿素处理增幅较普通尿素处理大;3)茎鞘物质输出率随施氮量增大而显著降低。施氮使郑单958粒叶比显著降低,以复合肥处理降幅最大,而农大108表现不明显;4)一般情况下,LAI、灌浆期叶绿素含量与产量、穗粒数呈显著正相关,茎鞘物质输出率与产量及其构成因素呈负相关。郑单958粒叶比与产量呈显著负相关,农大108两者间关系不大。本试验条件下,与普通尿素相比,复合肥与包膜尿素更有利于源生产能力及库容的增大;在源库关系上,郑单958属增源增产型,而农大108属源库互作型。

猕猴桃源库关系的变化对果实特性的影响

通过调整叶果比、环剥和应用CPPU等处理 ,研究了源库关系的变化对‘秦美’猕猴桃果实特性的影响。结果表明 ,源库关系的变化对果实大小的影响大于对品质和其他特性的影响 ;结果蔓上叶果比2～ 4∶1可以满足果实正常生长发育的需要 ;果实库力是影响果实大小的主要因素。对果实细胞数目与果实大小、硬度与Ca含量之间的关系进行了讨论。

播期与密度组合对夏玉米群体源库关系及冠层透光率的影响

通过播种期和密度两因素耦合试验(3个播期,各播期下设3个密度)研究不同播期、密度组合对夏播玉米群体源库关系及冠层透光率的影响。结果表明:适宜播期(6月22日之前)与适当密度(半紧凑型品种"金海5号"为6.00～7.50万株·hm-2,紧凑型品种"郑单958"为6.75～8.25万株·hm-2)组合的各源库指标表现较优。叶面积指数(LAI)在吐丝期达到4.88～5.97,成熟期仍保持在2.73～4.48;群体透光率在吐丝期和成熟期分别达21.09%～34.82%和27.97%～35.29%;吐丝期穗位叶片Pn较高,达34.4～41.7μmol(CO2)·m-2·s-1;"金海5号"6月15～17日播种、播种密度为7.50万株·hm-2,"郑单958"6月15～17日播种、播种密度为8.25万株·hm-2时,均产量达到最大,分别为14863.50kg·hm-2和15123.30kg·hm-2。

种植密度对直播油菜结实期源库关系及产量的调节

对6种种植密度下直播甘蓝型油菜结实期的源库关系及产量进行了研究。结果表明:角果长、宽分别在开花后19d和25d左右达到最大值,角果大小有随密度增加而减少的趋势;单位角果皮面积承担的籽粒数(SNPA)及单位角果皮面积的籽粒重(PPA)都随密度的增大呈先增后减的趋势;每角粒数和角果长度或角果面积都符合二次曲线关系;随着种植密度的增加(超过1.97万株/667m2),株高、茎粗、单株一次有效分枝数、单株角果数、每果粒数和千粒重均下降,但群体单位面积角果数、角果面积增大,产量增高。密度继续增加,群体单位面积角果数和角果面积减少,产量下降。

超高产玉米与普通玉米源库关系的比较研究

以4个玉米品种为试验材料,比较研究了超高产玉米和普通玉米源库的协调关系。结果表明:群体条件下超高产品种"先玉335"和"郑单958"的叶面积指数和光合势均高于普通品种,而且花后光合势与产量之间存在极显著的正相关(r=0.988**);粒叶比先玉335>郑单958>长城799>通吉100,超高产品种"先玉335"与普通品种"通吉100"粒叶比差异极显著;茎鞘物质输出率与产量及其构成因素均呈负相关,但与产量的负相关性最明显,其中"先玉335"两者间呈极显著负相关(-0.725 1**)。本试验条件下,超高产玉米品种"先玉335"和"郑单958"属较典型的源限制型,而普通品种"长城799"和"通吉100"属源库互作型。

源库关系对水稻籽粒灌浆特性的影响

通过遮光、剪叶与疏花措施,应用Richards模型研究了源库关系对水稻籽粒灌浆特性的影响,结果表明:遮光和剪叶降低水稻籽粒的灌浆速度和终极生长量,导致结实率低,籽粒充实度差,千粒重小而减产,而疏花(剪穗)则相反,得出提高灌浆速度是增产的主要途径;源库关系主要影响的是弱势粒的灌浆特征,对强势粒的影响相对较小,用弱势粒的灌浆参数更能反应水稻的源库状况;用强弱势粒达到最大灌浆速率的时间差来划分同步异步灌浆类型较适宜。

不同种植模式下小麦干物质积累及分配对源库关系的影响

2004-2006年采用对比试验,研究了垄作和传统平作两种种植方式下小麦干物质积累及分配对3种不同基因型小麦(济麦20、泰山23和烟农19)源库关系及籽粒产量的影响。结果表明:垄作种植方式下小麦单位面积干物质积累量要显著高于传统平作;垄作种植方式下小麦能够显著增加光合产物向叶片中的分配比例,从而达到扩"源"的目的;灌浆中期(5月23日)以前,垄作种植方式下光合产物向茎杆中分配的比例显著高于传统平作,是垄作小麦抗倒伏能力提高的关键因素;垄作种植方式下小麦能够在成熟前加快茎杆中贮藏的干物质向籽粒中转移,提高收获指数;垄作种植方式与传统平作比较,能够扩"源"稳"库",通过增加千粒重和穗粒数而显著的提高产量。

茭白膨大前后源库关系的研究

植株的干重经历了上升—迅速上升—下降的过程 ,鲜重则持续上升 ,淀粉含量在孕茭期达最大值 ,以后快速下降 ;孕茭膨大后 ,短缩茎的干、鲜重显著下降 ,淀粉含量大幅下降 ;而肉质茎干、鲜重迅速增加 ,淀粉含量在刚膨大时最高 ,短缩茎与肉质茎之间存在着明显的养分转运关系 .

不同穗型冬小麦源库关系及源库性状改良

为了给小麦遗传育种提供依据,以大穗型、中穗型和多穗型三种穗型小麦为材料,通过减源、缩库处理和对粒叶比(粒数/旗叶面积,粒重/旗叶面积)的测定,研究了不同穗型冬小麦的源库特点及协调性。结果表明:①所有类型中,在顶三叶部分光合源亏缺时剩下的光合源能力会加强,但还是不能完全弥补缺失的光合源的作用;②单个旗叶面积大小为大穗型>多穗型>中穗型,整株旗叶面积大小为多穗型>大穗型>中穗型;③库容研究中,整株粒数和整株粒重大小都依次为多穗型>中穗型>大穗型,库容潜力大小却依次为中穗型>多穗型>大穗型;④三类型的源库协调性大小依次为中穗型>多穗型>大穗型。鉴于各类型的特点,源库改良中应分别采取不同侧重点进行改良:大穗型品种应提高分蘖成穗率(同时减小旗叶面积),增加每穗小穗数和穗粒数,提高株型紧凑度和源的光合效率;多穗型应增加穗下节长和其它部位的绿色面积,或从提高现有叶片的光合效率方面对源进行重点改良;中穗型除可采取多穗型的方法增源外,还可适当增大叶片面积,扩库方面可从增加籽粒饱满度以及增加可孕小花数等方面改良。

水稻灌浆结实期减源疏库对源库关系的影响

大穗型水稻品种超丰早和中穗型品种湘早籼13，齐穗后进行剪叶疏粒处理创造不同的库源比例，重点考察了源库互作关系，干物质生产和分配，源、库、流活性的动态变化和产量性状等。结果表明，库对源具有反馈促进作用，库／源比高和库容量大的处理净同化率（NAR）较高，茎鞘和叶中非结构碳水化合物滞留量少，14C同化物向籽粒输送比例增加，输导组织和库器官活性趋于增强。

几个水稻品种源库关系分析

以不同穗型的5个水稻品种为试验材料,通过剪叶(见穗时剪去剑叶一半长度)、疏花(见穗时剪去逢奇数的一次枝梗)处理,研究其源、库特征。结果表明:3个粳稻品种中,剪叶和疏花处理,对大穗型品种中超123饱粒率和粒重的影响较大,其次是穗粒并重型品种恢236,对多穗型品种武陵粳1号的影响相对最小;中超123有明显的二次灌浆现象,是源限制型品种;恢236库大源足,粒/叶比和粒重/叶比均最小,但籽粒充实度较差,其同化物质转运的流不畅;武陵粳1号源库关系较协调。2个籼稻品种中,扬稻6号表现与武陵粳1号相似,源库关系较协调;R6547籽粒充实度较好,即使在剪叶处理下灌浆后期物质也有向茎秆再积累的现象,表明R6547是典型的库限制型品种。