高产小麦品种郑麦7698花后光合特性研究

选取河南省的区试对照品种周麦18与郑麦7698进行光合性能比较研究,分析郑麦7698高产原因,旨在为小麦高产育种提供理论指导。结果表明,郑麦7698在开花后0～36 d旗叶的总光合速率均显著高于周麦18(平均提高40. 0%),在开花后6～18 d穗的总光合速率均显著高于周麦18(整个测定时期平均提高17. 2%)。郑麦7698穗层光合有效辐射截获率显著高于周麦18(提高29. 6%)。与周麦18相比,郑麦7698能够保持更高的叶绿素含量、最大光合速率、表观量子效率、最大羧化效率和RuBP最大再生速率,保证了郑麦7698在灌浆后期较慢的衰老速率。上述因素致使郑麦7698比周麦18有更高的籽粒灌浆能力,最终导致郑麦7698具有较高的千粒质量和穗粒数,分别较周麦18显著提高3. 5%和8. 0%,进而使得籽粒产量较周麦18显著提高9. 1%。

播量对BNS型杂交小麦群体光合特性、物质积累和产量的影响

为给BNS型杂交小麦生产应用提供最佳的种植密度,在大田条件下,研究了播量对BNS型杂交小麦群体光合特性、物质积累和产量的影响。结果表明:播量对BNS型杂交小麦群体光合速率、透光率以及群体光能吸收利用能力具有一定的调控效应。其中S3(270×10^4株/hm^2)处理在花后灌浆期光合特性表现出显著优势,小麦群体透光率态势良好,光反射率较低,光合速率降幅较小,光能吸收利用能力较强,最终使得群体干物质积累量和产量显著高于其他处理。S1(180×10^4株/hm^2)和S2(225×10^4株/hm^2)处理的群体中部和底端透光率在整个生育期均表现出明显优势,但群体较小,漏光严重,群体光合速率较低,干物质积累量和实测产量显著低于其他处理。S4(315×10^4株/hm^2)和S5(360×10^4株/hm^2)处理群体相对较大,在整个生育期群体光合速率较高,但群体中部和底端透光率较小,光反射率较强,光能利用率较低,穗粒数和千粒质量明显低于其他处理,最终导致了群体干物质积累量和产量的降低。综合以上结果可知,BNS杂交小麦在播量为S3(270×10^4株/hm^2)时冠层结构最优,产量最高,为BNS杂交小麦的推广应用提供了理论基础。

AOX途径在苹果离体叶片失水过程中的光破坏防御作用

为探讨线粒体交替氧化酶呼吸途径(AOX途径)对水分胁迫下苹果叶片光破坏的防御作用,以苹果砧木平邑甜茶离体叶片为试材,通过AOX抑制剂水杨基羟肟酸(SHAM)处理,同时测定苹果叶片叶绿素荧光诱导动力学曲线和820nm光的吸收曲线,结合JIP-test分析,探讨了失水过程中AOX途径的光保护作用。结果表明:水分胁迫条件下,平邑甜茶叶片的AOX活性显著增加,SHAM抑制AOX途径后,叶片发生更严重的光抑制;在失水胁迫条件下,平邑甜茶叶片PSⅡ原初光化学反应的量子产额(TRo/ABS)、PSⅡ捕获的电子从Q_A传递到Q_B的概率(ETo/TRo)下降,PSⅡ单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)上升,而PSⅠ的最大氧化还原活性(ΔI/I_o)未受影响;SHAM抑制AOX途径后,TRo/ABS和ETo/TRo进一步下降,ABS/RC进一步上升,同时引起了ΔI/I_o的下降。研究认为,水分胁迫条件下,平邑甜茶叶片PSⅡ发生了光抑制,而SHAM处理在加重PSⅡ光抑制的同时,引起了PSⅠ的光抑制;叶片失水过程中,AOX呼吸上调是平邑甜茶叶片的重要光破坏防御机制,特别是对PSⅠ具有重要的保护作用。

小麦育种中弱光和红光利用改良的探索

高光效育种是提高小麦单产的重要途径,弱光和红光利用是小麦光能利用改良的核心内容之一.研究基于新乡地区的光照条件,分析了百农矮抗58、百农4199、百农160、周麦22等不同小麦品种越冬期和灌浆期的光照强度,检测了苗期的叶色,并在灌浆初期和中期利用红光及蓝光照射叶色不同的品种,检测了光合效率,分析了不同品种的叶绿素a与叶绿素b的比值.结果表明小麦越冬期光照强度显著低于灌浆期,可见光7种光质中,红光比例最高且上午(7:00-9:00)和下午(17:00-19:00)比例增加.苗期百农160和百农4199叶色最深,宝丰7228颜色最浅,差异极显著.红光处理的小麦旗叶光合效率高于蓝光,百农4199的光合效率均显著高于矮早781和宝丰7228,但叶绿素a与叶绿素b的比值显著低于矮早781和宝丰7228,蓝光下不同品种旗叶光合效率和叶绿素a与叶绿素b的比值差异不显著.

小麦幼苗根系生理特性和解剖结构对根际pH的响应

为探讨根际pH对冬小麦根系生长的影响,以半冬性小麦品种‘矮抗58’(AK58)和‘百农4199’(BN4199)为材料,采用水培试验,设置3个pH水平(4.0、6.5、9.0,以6.5为对照),研究根际pH对冬小麦根系抗氧化酶系统的影响及根系解剖结构对pH的响应。结果表明:酸碱胁迫下,植株地上部及根系生物量、抗氧化酶活性较对照下降,且酸胁迫较碱胁迫下降幅度大。两品种根冠比表现为pH 4.0<pH 6.5<pH 9.0,丙二醛(MDA)含量表现为pH 6.5<pH 9.0<pH 4.0。与对照相比,两品种碱性条件下根系结构受损较小,而酸性条件下受损较大。相关分析表明地上部和根系干物质积累量与抗氧化酶活性呈显著正相关,与根系MDA含量呈极显著负相关。可见,酸碱胁迫下,保持较高的抗氧化酶活性有利于保持根系生长,从而提高小麦适应不良根际环境的能力。

高温、强光下黄瓜叶片PSII供体侧和受体侧的伤害程度与快速荧光参数W_k变化的关系

快速荧光OJIP曲线中的Wk参数被广泛作为放氧复合体(OEC)即PSII供体侧伤害的重要指标。然而Wk这一参数的变化不仅受PSII供体侧伤害的影响,而且还会受到PSII受体侧伤害的影响。很多研究者在使用Wk这个参数时忽略了这个问题。为了阐明PSII供体侧和受体侧伤害程度对Wk影响的规律,我们通过不同温度和强光处理,获得不同PSII供体侧和受体侧伤害的黄瓜叶片,进而分析Wk变化与其供体侧和受体侧伤害程度之间的关系。研究结果表明:用高温黑暗处理黄瓜叶片后,其PSII供体侧受到严重的伤害,此时,Wk随着供体侧伤害程度的增加而显著增加,在这种情况下,Wk的增加直接反映了OEC的伤害程度;但是当用强光和高温共同处理黄瓜叶片后,造成PSII供体侧和受体侧同时伤害时,如果供体侧的伤害程度大于受体侧的伤害程度时,Wk仍然升高,然而,当受体侧的伤害程度大于供体测定伤害程度时,Wk不再显著升高。因此在植物叶片的供体侧和受体共同受到伤害时,要慎重使用Wk这一参数来判断OEC的伤害程度。本文对Wk在不同供体侧和受体侧伤害条件下的变化规律进行了详细的研究,并对如何正确使用Wk来反映逆境对植物叶片OEC的伤害程度进行了探讨,该研究结果可以对正确利用叶绿素快速荧光OJIP分析提供指导。

干旱胁迫下平邑甜茶叶片交替呼吸途径上调对光破坏的防御作用

以平邑甜茶为实验材料,研究了干旱胁迫下线粒体交替氧化酶呼吸途径(AOX途径)对平邑甜茶叶片的光破坏防御作用。结果表明:干旱胁迫下线粒体AOX的蛋白表达量及AOX途径的相对活性均显著增加;强光下用水杨基羟肟酸(SHAM)抑制正常供水和干旱胁迫处理的植株的AOX途径后,正常供水的平邑甜茶叶片的PSII最大光化学效率(F_v/F_m)、快速叶绿素荧光响应曲线中的J点相对可变荧光(V_J)、PSII反应中心关闭的比例(1–qP)和光合线性电子传递速率(ETR)几乎不受影响,而干旱胁迫下的平邑甜茶叶片的ETR和F_v/F_m显著下降,1–q_P和V_J显著上升,这表明干旱胁迫下抑制AOX途径后,平邑甜茶叶片发生更严重的光抑制。上述结果表明:干旱胁迫下,AOX途径在平邑甜茶叶片的光破坏防御中起重要的作用。