小麦黄化突变体光合作用及叶绿素荧光特性研究

对小麦自然黄化突变体及其突变亲本(西农1718)的叶绿素含量、光合速率及叶绿素荧光动力学参数进行比较分析.结果显示:(1)突变体金黄株、绿黄株、黄绿株的叶绿素含量均显著低于突变亲本,总叶绿素含量分别为突变亲本的17%、24%和58%,表明该突变体为叶绿素缺乏突变体;3个突变体叶绿素a与叶绿素b的比值(Chl a/Chl b)均小于突变亲本,而且突变体叶绿素含量越低,Chl a/Chl b比值越小,说明该突变体Chl a下降幅度大于Chl b.(2)金黄株净光合速率在孕穗期、开花期仅为突变亲本的5.7%、2.4%;绿黄株净光合速率显著低于突变亲本,为突变亲本的57.7%、43.3%;而叶绿素含量仅为突变亲本一半的黄绿株,其净光合速率接近突变亲本,表明该黄化突变体叶绿素含量在一定范围内单位叶绿素含量的光合效率较高.(3)突变体Fo均显著低于突变亲本;金黄株、绿黄株的Fm,Fv,qP,qN显著低于突变亲本;金黄株Fv/Fm比值(0.671)显著低于突变亲本.研究表明,叶绿素含量在一定范围内减少,未引起突变体叶绿素荧光动力学参数(Fo除外)显著改变,而当叶绿素含量较大程度减少时,这些荧光参数会急剧降低.

小麦黄化突变体叶绿体超微结构研究

利用透射电镜对小麦自然黄化突变体及其突变亲本(西农1718)叶片细胞叶绿体的数目、形态及超微结构进行比较分析。结果发现:(1)3种不同黄化程度突变体的叶绿体分布、数目、形状及大小与突变亲本无明显差异;(2)突变体叶绿素含量为野生型58%的黄绿植株与其突变亲本叶绿体超微结构无明显差异,基质类囊体与基粒类囊体高度分化,基粒数目以及基粒片层数目较多;(3)突变体金黄和绿黄植株的叶绿素含量分别为野生型的17%、24%,其叶绿体超微结构与突变亲本明显不同,突变体的叶绿体发育存在明显缺陷,其中突变体金黄植株的叶绿体内无基粒、基质片层清晰可见,有淀粉粒,嗜锇颗粒较多,而突变体绿黄植株的叶绿体内有基粒,但明显少于突变亲本,且基粒片层较少,基质类囊体较发达。结果表明该黄化突变体叶绿体超微结构的改变,是由于叶绿素含量降低造成,推测,该黄化突变是由于叶绿素合成受阻导致的。

文心兰黄化突变体的初步研究

对文心兰品种百万金币的10份体细胞无性系黄化突变体的叶绿素合成和叶绿体结构进行初步分析。结果表明：（1）黄绿条纹突变体（Y1～Y6）的总叶绿素（Chl）和类胡萝卜素（Car）含量显著降低，分别为正常植株的28．47％～87．21％和35．82％～91．98％；Y2、Y3、Y5和Y6的叶绿素a／b比值（Chla／b）显著升高，Y4的Chla／b显著降低；叶绿素合成分别在粪卟啉原Ⅲ（CoprogenⅢ）到原卟啉Ⅸ（ProtoIX）（Y1、Y2、Y3、Y5和Y6），及ProtoIX到镁原卟啉Ⅸ（Mg-ProtoⅨ）（Y4）的位点受阻。（2）完全黄化突变体（Y7～Y10）的Chl和Car含量显著降低，分别为正常植株的10．94％～15．22％和22．06％～28．94％；Chla／b显著升高，Chl／Car显著降低；叶绿素合成在CoprogenⅢ到ProtoⅨ的位点受阻。（3）黄叶组织内叶绿体和基粒片层减少；部分叶绿体异常，基粒片层稀疏松散或缺失，基质中含较多嗜饿颗粒和囊泡。（4）利用ISSR引物UBC827和UBC897在突变体中各检测出1个多态性位点。叶绿素合成受阻和叶绿体发育异常导致叶绿素含量减少是突变体叶片呈现黄色的主要原因。

水稻黄叶突变体光合特性的日变化

对水稻黄叶突变体黄玉B及其亲本龙特甫B孕穗期的光合速率和叶绿素荧光参数的日变化所进行的研究表明:(1)在自然日照条件下,当光强上升到1043.4μmol/m2.s时,野生型出现光饱和点并表现出光抑制现象,而突变体没有出现光饱和点;(2)在野生型出现光抑制阶段(12:00—14:00),突变体的光合速率(Pn)、PSⅡ原初光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ光量子效率(фPSⅡ)、非循环光合电子传递速率(ETR)和热耗散(NPQ)均高于野生型。突变体在强光条件下(PFD>1149.2μmol/m2.s)能有效利用光能并耗散过剩光能,其对强光光响应能力优于野生型亲本。

高温对水稻黄叶突变体剑叶光合特性和叶绿体超微结构的影响

以水稻黄叶突变体为材料,进行高温胁迫处理(9:30～17:30,40℃;其它时间段与自然温度相同),研究高温胁迫对其剑叶光合特性和叶绿体超微结构的影响。结果表明:高温胁迫使水稻黄叶突变体剑叶净光合速率(Pn)、PSⅡ原初光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ光量子效率(фPSⅡ)和非循环光合电子传递速率(ETR)显著降低,初始荧光(F0)显著增加,同时使剑叶叶绿素、可溶性蛋白质含量显著降低,细胞膜透性显著增加,叶片的叶绿体内基粒和基质片层模糊、疏松,结构紊乱。研究发现,40℃高温胁迫致使水稻黄叶突变体剑叶叶绿体超微结构破坏,引起PSⅡ反应中心的光化学效率降低,最终造成叶片光合能力减弱。

水稻黄叶突变体的剑叶衰老与保护酶活性关系的研究

以野生型龙特甫B为对照，研究了其黄叶突变体黄玉B剑叶衰老与抗氧化酶活性的关系。结果表明，在花后5～25d，黄玉B剑叶的叶绿素、蛋白质含量的降低以及丙二醛（MDA）的增加幅度明显比龙特甫B慢，其酶促防御系统的保护酶超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性变化小，相对稳定，清除衰老过程中产生的活性氧自由基的能力强。本文还对水稻衰老生理指标判断的方法进行了探讨。

叶色黄化突变体甜瓜叶片内部生理生化变化的研究

从薄皮甜瓜白莎蜜1号中筛选出一个生长发育正常的自发型叶色黄化突变体9388-1,以突变亲本白莎蜜1号为对照,对其光合色素含量、叶绿素生物合成前体物质含量、叶绿素荧光参数以及叶绿体超微结构进行研究。结果显示:9388-1光合色素含量显著低于白莎蜜1号,而叶绿素a与叶绿素b的比值显著高于白莎蜜1号;叶绿素合成受阻于胆色素原(PBG)与尿卟啉原Ⅲ(UrogenⅢ)之间;荧光参数F0、Pn、ФPSⅡ和ETR显著低于白莎蜜1号,而qN和NPQ显著高于白莎蜜1号,Fm、FV/Fm和qP与白莎蜜1号无显著差异;突变体9388-1的叶绿体内部基粒片层垛叠数有所减少,基粒排列不整齐,呈线条状,基粒片层间距离大,排列疏松,内含物混浊,淀粉粒少,而白莎蜜1号基粒片层结构紧密排列,结构完整,淀粉粒多。表明叶绿素的生物合成受阻,导致叶绿体内部结构发育缺陷,从而影响光合色素的稳定性,改变叶绿体各种色素的含量与比例,最终引起叶色黄化。同时,突变体能及时地耗散过剩的光能,对光合机构起一定的保护作用,维持植株正常生长。

一个新的水稻黄化突变体的光合作用及叶绿素荧光特性研究

对水稻黄化自然突变体(安农标810S)及其野生型(安农810S)的叶绿素含量、光合速率、叶绿素荧光动力学参数及单株产量进行了比较分析,结果显示:突变体在整个生长发育阶段总叶绿素含量均显著低于野生型,但突变体与野生型各自所配的杂交F1代叶绿素含量没有差异;从叶绿素a/b的比值来看,突变体的比值明显大于野生型;从净光合速率来看,无论是在1 d中的不同时间段,还是在不同发育时期,突变体均高于野生型;在不同发育时期和1 d中的不同时间段,突变体的FV/Fm、FV′/Fm′、φPS2、ETR2及QP均大于野生型,突变体的QN低于野生型;突变体自交繁殖的单株产量高于野生型,且从各自所配的杂交后代F1来看,突变体有较强的配合力。

水稻黄叶突变体功能叶衰老生理特性的研究

以水稻黄叶突变体及其野生型亲本为材料,研究了突变体叶剑叶衰老过程中若干生理特性的变化。结果表明,在花后5～25d,突变体剑叶的SPAD值、净光合速率和谷胱甘肽(GSH)含量、可溶性蛋白降低比其野生型亲本缓慢,抗坏血酸(ASA)和总抗坏血酸(total ASA)增加比野生型快,突变体酶促防御系统的保护酶超氧化物歧化酶(SOD)、细胞色素氧化酶(COX)和抗坏血酸过氧化物酶(ASPX)活性变化较小、相对稳定,清除衰老过程中产生的活性氧自由基的能力较强,突变体较其野生型亲本表现出延迟衰老的特性。

水稻黄叶突变体叶绿体超微结构与突变基因定位(英文)

对黄叶突变体-黄玉B的叶绿体超微结构和遗传特性进行研究。结果表明,野生型和突变体在相同的叶龄期,叶片内叶绿体个数差异不显著(P<0.05),但野生型的叶绿体基质浓厚、基粒片层堆叠比较整齐、有序,突变体基质较淡、基粒片层堆叠比较松散。遗传分析表明,该突变体黄叶性状受1对隐性基因控制,命名为xl(t);用SSR分子标记将xl(t)定位在第11染色体RM5349和RM21之间,遗传距离分别为0.82 cM和2.34 cM。

黄化小麦近等基因系遗传背景、光合和农艺性状分析

为了解新创制的黄化小麦近等基因系(黄化系1-20YY、黄绿系1-20YG和绿色系1-20GG)的遗传背景、光合及农艺性状特点,利用分布于小麦基因组上的168个SSR分子标记和种子醇溶蛋白A-PAGE技术对其进行遗传鉴定,同时对旗叶光合性能及主要农艺性状进行分析。结果表明,返青后3个近等基因系间叶色差异显著,但其遗传背景高度一致;选用的168个SSR引物中仅在一个位于2BS上的cfd238位点检测到多态性,其余引物检测结果均为单态;3个近等基因系间在种子醇溶蛋白组成上完全相同。近等基因系间旗叶光合色素含量差异显著,其中黄化系1-20YY为叶绿素严重缺乏突变体,光合性能最差,不能完成整个生育期而提早死亡;黄绿系1-20YG也属叶绿素缺乏突变体,虽然其光合性能受影响较小,生长发育正常,但单株生产能力较绿色系1-20GG显著下降。

菜用大豆黄化新突变体的主要农艺性状和生理特性

对菜用大豆自然黄化突变体VS-5Y及其亲本VS-5,以及上海市崇明岛菜用大豆地方品种‘乌大青’的主要农艺性状、叶绿素含量、光合参数,以及抗氧化物质等进行了比较。结果显示,与VS-5相比,VS-5Y的株高降低了1/3,单株鲜荚产量降低了1/2,荚皮和籽粒均突变为黄色,种子百粒重也显著降低。与VS-5相比,VS-5Y和‘乌大青’的叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量在苗期显著低于VS-5,其净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)在生长前期也明显降低。随着生长至成株期,VS-5Y的叶绿素含量和净光合速率与VS-5相当,但是到了开花期和结荚期,VS-5Y的叶片、茎秆和豆荚均迅速转黄,表现为整株黄化。VS-5Y在黄化期间的叶绿素a/叶绿素b明显高于VS-5,其叶绿素b的缺失程度高于叶绿素a。‘乌大青’则仅在苗期表现黄化,随着生长,其叶绿素含量和Pn等逐渐转为正常。此外,VS-5Y在黄化期间的超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量相对较高,而脯氨酸和可溶性蛋白含量相对较低。本研究为探究大豆黄化机理和利用叶色突变作为标记性状用于菜用大豆遗传改良和种质创新提供了种质和理论研究基础。