玉米毛状根再生植株的光能高效利用机制初探

玉米(Zea mays L.)是世界第三大粮食作物,也是重要的能源、饲料植物.本研究以玉米毛状根再生植株为材料,吉单35自交系为对照,探究了玉米毛状根再生植株叶片在光化学过程中光系统Ⅱ(PSⅡ)的最大光合效率(F_v/F_m)、光系统Ⅱ的潜在活性(Fv/Fo)、光化学淬灭系数(qp)、非光化学淬灭系数(NPQ)等叶绿素荧光特性.结果显示,玉米毛状根再生植株叶片的4种叶绿素荧光特性均优于对照,说明毛状根再生植株具有较高的光能利用效率,能积累更多干物质,从而提高产量.本研究为深入探究玉米毛状根再生植株的光能高效利用机制奠定基础.

籼型杂交稻恢复系动态株型与光能利用率评价

【目的】理想株型是水稻高产稳产的前提。本研究拟对不同年代育成的籼型三系杂交稻恢复系动态株型与光能利用效率进行综合评价,探讨恢复系光能高效利用的理想动态株型特征,为提高光能高效利用的高产稳产杂交稻育种效率提供理论依据。【方法】以明恢63、明恢82、蜀恢527、广恢998、广恢122、广恢128、广恢308和桂99等8个大面积应用的籼型杂交稻恢复系为供试材料,在华南生态条件下考查了其分蘖、叶面积指数(LAI)、透光率、叶片大小与开张角、叶色(SPAD值)等性状的动态变化,以及抽穗期光合速率、生育期、产量相关性状和光能利用率(RUE)等指标。【结果】各恢复系之间在株型动态变化、产量和光能利用率(RUE)等方面存在较大差异。良好的动态株型与光能利用率密切相关,最为接近华南生态条件下理想动态株型的广恢998和广恢308,光能利用率最高。根据聚类分析,广恢998、广恢308和明恢82属于光能高效利用的类群Ⅰ。其他恢复系归为类群Ⅱ。最后,根据华南的光温生态特点,提出了水稻光能高效利用的理想动态株型模式及育种选择关键指标:1)移栽后分蘖和叶面积发展快,LAI达到1.0的时间≤27 d;茎蘖数达到峰值所需时间≤38 d,分蘖力中等,最高茎蘖数≤600苗/m^(2);2)前期窄叶长披,移栽后15 d顶部3片完全叶平均长度为37 cm,平均宽度≤0.9 cm,开张角度≥80°;后期叶片窄直,抽穗后20 d顶部倒3叶平均开张角≤65°,平均长度为43 cm,平均宽度≤1.3 cm,属于中叶型,有利于后期群体通风透光;3)后期叶片转色好,不早衰,SPAD值维持在35~40,抽穗前20 d至抽穗后20 d之间的叶片SPAD值降幅≤13%;普通栽培条件下平均每穗总粒数180粒左右,有效穗数300穗/m^(2)以上,结实率≥85%。【结论】广恢998和广恢308具有较为理想的动态株型和较高RUE,利用其配制的杂交稻天优998、博优998和五优308等连续多年成为我国华南稻区主导品种和国家与省级区试对照品种。说明通过选育光能高效利用的理想动态株型恢复系,是组配选育高产稳产杂交稻行之有效的重要途径。

光合作用研究进展与前景

光合作用是地球上最大规模的能量和物质转换过程,是几乎一切生命生存和发展的物质基础。光合作用是自然界光能高效转换的典范,其核心问题是高效能量转化的机理。这不但是一个重大的科学问题,而且具有明确的国家目标:农业和能源等的战略需求。近年来,我国在光合作用机理及其在农业和能源应用等方面取得了在国际上有重大影响力的研究成果。进一步加大投入、组织优势队伍、联合攻关,有望在国际上抢占这一领域的科技前沿制高点,促进和推动农业和能源科学与技术的发展及新兴产业的形成。