桃果实和叶片中糖分的季节变化及其与碳代谢酶活性的关系研究

以晚熟的艳丰一号桃为试材,研究了果实和叶片中可溶性糖、淀粉及相关酶活性的变化。结果表明,在果实生长发育早期,果实和叶片中的可溶性糖主要是还原糖,中后期,还原糖维持在相对较低的水平上,非还原糖大量积累;在整个果实生长发育期间,果实中蔗糖、葡萄糖、果糖含量显著地高于叶片,而叶片中山梨醇和淀粉含量则显著地高于果实;叶片中蔗糖、葡萄糖、果糖含量和果实中山梨醇含量较稳定,在整个生长季节中差异较小;在整个生长发育期间蔗糖在果实中持续积累,尤其是在成熟前急剧增加,果实内葡萄糖和果糖含量在生长发育前期总体呈下降趋势,中后期维持在一个相对较低的水平上;叶片中山梨醇含量在生长前期下降,之后维持在相对稳定状态。在整个果实生长发育期间果实中果糖含量与NI、SS和SDH活性及葡萄糖含量与SS和SDH活性呈显著正相关;叶片中葡萄糖含量与SDH活性呈显著正相关且果糖含量与SS和ADPGPPase活性呈显著负相关,此外叶片中蔗糖含量与SPS活性呈显著正相关,但果实中蔗糖含量与SPS不存在任何相关性。因此认为各主要糖的合成与转化在叶片和果实中可能存在着不同的酶调控机制。

辽河口潮滩湿地不同植被土壤4种碳代谢酶活性及其与有机碳含量、pH值关系

土壤碳代谢酶活性影响着土壤中含碳有机质的分解与腐殖质合成过程,进而影响土壤的"碳源汇"作用。研究了2012年7月、9月和11月采集于辽河口滨海湿地不同植被土壤蔗糖酶、过氧化氢酶、脱氢酶、多酚氧化酶4种碳代谢酶活性及其与有机碳含量、p H值关系。结果表明:翅碱蓬单独生长区土壤蔗糖酶活性:7月>9月>11月;芦苇单独生长区、翅碱蓬+芦苇混合生长区、芦苇+苣荬菜+艾混合生长区土壤蔗糖酶活性:9月>7月>11月。翅碱蓬单独生长区、芦苇单独生长区、翅碱蓬+芦苇混合生长区以及芦苇+苣荬菜+艾混合生长区土壤过氧化氢酶活性:9月>11月>7月。翅碱蓬单独生长区、芦苇单独生长区、翅碱蓬+芦苇混合生长区土壤脱氢酶活性:7月>9月>11月;芦苇+苣荬菜+艾混合生长区土壤脱氢酶活性:7月>11月>9月。翅碱蓬单独生长区、芦苇单独生长区、翅碱蓬+芦苇混合生长区以及芦苇+苣荬菜+艾混合生长区土壤多酚氧化酶活性:7月>9月>11月。除土壤蔗糖酶与有机碳含量(TOC)显著正相关(R^2=0.38,P=0.033,n=12)外,其他酶无显著相关关系(P>0.05)。4种碳代谢酶与pH值间均无显著相关关系(P>0.05)。

不同施氮水平对黑钙土花生碳氮代谢相关酶活性、产量和品质的影响

为探讨黑钙土花生适宜施氮量,本研究以吉花25为试验材料,共设置6个氮肥水平,分别为施用纯氮0、112.5(传统施肥,N1)、90(减氮20%)、79.5(减氮30%)、159(增氮40%)、225 kg/hm^(2)(增氮100%),研究了氮肥对花生碳氮代谢相关酶的活性、产量和品质的影响。结果表明,施用氮肥会提高硝酸还原酶(NR)活性、谷氨酰胺合成酶(GS)活性和谷氨酸脱氢酶(GDH)活性、蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性,但过量施用氮肥会抑制NR、GS、GDH、SS和SPS活性。各施氮处理产量均高于对照,在传统施肥的基础上减氮施肥20%(施氮量90 kg/hm^(2))时,花生产量最高,与对照相比增产9.21%,相较于传统施肥增产1.57%,说明减氮20%即可既满足花生生长发育的氮肥需求,同时又能保证叶片中碳氮代谢相关酶的活性,增强了花生对氮素的吸收与利用的能力,并通过降低单株秕果数和单株单果数,提高单株双果数、百果重和百仁重,最终提高花生产量。

不同遮荫处理对杉木幼苗生长及土壤碳氮代谢酶活性的影响

遮荫是苗木培育的关键措施,它可以通过影响根系向土壤释放分泌物的量改变土壤碳氮酶活性,进而影响土壤碳氮循环过程。然而,有关遮荫对土壤碳氮酶活性的影响及其与苗木生长之间的关系如何,研究较为缺乏。以杉木1年生幼苗“洋061”为研究对象,设置五个不同遮荫处理:不遮荫(CK)光强1157.82μmol m^(-2)s^(-1)、30%遮荫(T1)光强856.31μmol m^(-2)s^(-1)、55%遮荫(T2)光强542.68μmol m^(-2)s^(-1)、70%遮荫(T3)光强382.08μmol m^(-2)s^(-1)、85%遮荫(T4)光强219.56μmol m^(-2)s^(-1),比较不同遮荫处理对杉木幼苗生长、土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)含量和土壤碳氮代谢酶活性的影响。结果表明:(1)杉木苗高、不同器官生物量、根冠比和苗木质量指数均随光强减弱呈先升后降的趋势,除苗高和根冠比分别在T3和T1时最大,其余指标均在T2时最大,而地径则随光强的减弱逐渐变小;(2)土壤SOC含量对遮荫响应存在差异,T3处理下SOC含量显著低于CK,而在T4时显著高于CK,遮荫不同程度降低土壤TN含量,但不同处理间不存在显著差异;(3)土壤碳氮代谢酶对不同遮荫处理的响应存在一定的差异。与CK相比,不同遮荫处理显著改变土壤酶活性,其中土壤纤维素酶(S-CL)、土壤蔗糖酶(S-SC)、土壤酸性转化酶(S-AI)、土壤木质素过氧化物酶(S-LiP)活性在T4处理时最高;土壤过氧化氢酶(S-CAT)、土壤β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(S-NAG)、土壤几丁质酶(S-C)则在T3达到最大值;土壤多酚氧化酶(S-PPO)活性在T1处理下最大;T2遮荫强度时,土壤淀粉酶(S-AL)、土壤亚硝酸转化酶(S-NiR)活性最高;但遮荫还不同程度的降低了土壤脲酶(S-UE)、土壤硝酸转化酶(S-NR)活性。冗余分析发现,土壤酶活性对SOC、TN的解释度高达76.61%,表明S-LiP、S-AL、S-AI、S-PPO、S-CL与SOC具有较强的正相关关系,S-UE、S-NR对TN影响较大。综上所述,30%—55%遮荫即光照强度为542.68—856.31μmol m^(-2)s^(-1)是较适宜杉木幼苗生长的光照条件,这与该处理下提高土壤碳氮酶活性进而改善碳氮养分循环密切相关。

不同进化类型大豆品种光合碳代谢关键酶活性研究

光合碳代谢是大豆生长发育过程中基础的生理代谢途径,对其自身的产量和品质有重要的影响。为了探索大豆品种演化过程中光合特性的变化规律和碳代谢的演化趋势,本研究以野生、半野生、半栽培和栽培大豆品种为试验材料,对不同进化类型大豆光合特性以及光合碳代谢关键酶活性进行研究。结果表明:净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、RuBP羧化酶活性和叶绿素含量在所有类型的大豆品种中均呈现单峰曲线变化,均以栽培型最高,最大值在R2期,栽培型净光合速率、叶绿素含量和RuBP羧化酶活性分别为24.2μmol·m^(-2)·s^(-1)、99.9 mg·g^(-1)和4.5μmol·g^(-1)·min^(-1)。碳代谢相关酶活性也均呈单峰曲线变化,蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶、淀粉合成酶、ADPG焦磷酸化酶和UDPG焦磷酸化酶活性最大值均出现在R2期,栽培型大豆品种的蔗糖合成酶和ADPG焦磷酸化酶活性显著高于其它类型品种,分别较野生、半野生、半栽培品种高203.4%、67.8%、49.2%和192.5%、142.4%和131.1%。各类型大豆叶片碳代谢相关酶活性,在V2和R2期与Pn呈显著或者极显著正相关,在R4、R6和R8期与Pn无显著相关性或呈负相关,随着大豆品种的演化,叶片光合碳同化能力改善,其中RuBP羧化酶、蔗糖合成酶和ADPG焦磷酸化酶活性增强幅度较高。研究结果可为大豆品种选育及高光效利用研究提供理论基础。

不同高粱品种碳代谢相关酶、SPS基因表达的比较分析

为探讨不同高粱品种碳代谢相关酶的活性和SPS基因相对表达量的差异,以辽粘3号、辽杂11号、辽糯12号、辽杂53号4个高粱品种为试验材料,分别测定苗期、拔节期、抽穗期、成熟期高粱叶片和抽穗期、成熟期高粱籽粒碳代谢相关酶(SS、SPS、SSS、ADPG-ppase、UDPG-ppase)的活性,并比较分析4个高粱品种叶片及籽粒SPS基因表达的差异,探究它们之间的关系,从生理和基因角度选育出具有优良品质的高粱品种。分析结果发现,抽穗期、成熟期辽粘3号高粱叶片的SS、SPS、SSS、UDPG-ppase活性最高,显著高于其他3个高粱品种;成熟期辽粘3号高粱籽粒的SS、SPS、SSS、ADPG-ppase、UDPG-ppase活性也显著高于其他品种;对4个高粱品种的SPS基因表达量进行分析发现,苗期、抽穗期、成熟期辽粘3号高粱叶片的SPS基因表达量均为最高,抽穗期、成熟期高粱籽粒SPS基因表达量表现为辽糯12号>辽粘3号>辽杂53号>辽杂11号。综上所述,辽粘3号高粱品种叶片和籽粒在各个时期的碳代谢相关酶活性比较高,并且苗期、抽穗期、成熟期辽粘3号高粱叶片SPS基因相对表达量也相对较高,辽粘3号高粱籽粒SPS基因相对表达量仅次于辽糯12号,所以辽粘3号高粱品种可作为高粱生产中的首选品种,对筛选高质量的高粱品种具有重要的指导意义。

有机碳肥对叶用莴苣生长品质及碳氮代谢酶活性的影响

为探究有机碳肥在水培叶用莴苣应用上的最佳叶面喷施浓度,以全年耐抽薹生菜为试材,设置1600、1200、800、400倍液浓度水平,以清水作对照,研究叶面喷施不同浓度液态有机碳肥对叶用莴苣生长、品质以及碳、氮代谢相关酶活性的影响。结果表明:叶面喷施液态有机碳肥对水培叶用莴苣的生长具有促进作用,提高了碳、氮代谢相关酶的活性。其中,1200倍液处理的效果最佳,叶用莴苣株高、最大叶长、最大叶宽、地上部及根鲜干质量、总叶绿素含量、VC含量、蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性、硝酸还原酶(NR)活性、谷氨酰胺合成酶(GS)活性、谷氨酸脱氢酶(GDH)活性、谷氨酸合成酶(GOGAT)活性、地上部氮积累量均显著高于对照。

向海湿地不同植被土壤碳代谢相关酶活性分布特征

在向海湿地内选择芦苇(Phragmites australis)、碱草(Leymus chinensis)、碱蓬(Suaeda glauca)、黄花蒿(Artemisia annua Linn)4种植被,以其土壤为研究对象,通过采取4个不同深度(0~10,10~20,20~40,40~60 cm)的土壤样品,测定了土壤碳代谢相关酶的活性,运用单因素多重分析及相关分析探讨了其分布特征及与土壤环境要素的相关性.结果表明:4种植被下的土壤蔗糖酶、淀粉酶、纤维素酶活性大体呈现为黄花蒿植被土壤最高、芦苇植被土壤最低的现象,3种酶活性差异显著(P<0.05);芦苇和碱蓬土壤蔗糖酶和纤维素酶活性从土壤表层至深层(0~40 cm)逐渐升高,芦苇、碱草和黄花蒿土壤淀粉酶活性从土壤表层至深层逐渐递减;土壤含水量:芦苇土壤>碱草土壤>碱蓬土壤>黄花蒿土壤,土壤电导率:碱草土壤>芦苇土壤>碱蓬土壤>黄花蒿土壤,土壤pH值:芦苇土壤>碱草土壤>碱蓬土壤>黄花蒿土壤,随着土层深度的增加土壤电导率和pH值逐渐升高但土壤含水量逐渐降低;3种土壤酶活性与土壤含水量和pH值均呈负相关关系,土壤蔗糖酶和纤维素酶活性与土壤电导率均呈负相关关系,但土壤淀粉酶活性与土壤电导率呈正相关关系.

不同微地形对烟叶光合特性、碳氮代谢酶活性及品质的影响

以烤烟品种k326为材料,于2014年在贵州省凯里市大风洞设置坝地、坡地和台地等3个微地形单元处理,通过区组试验,分析其烟叶群体光合特性、碳氮代谢酶活性等部分生理生化指标的差异,并对其烟叶进行了化验评吸.结果表明,整个生育期烟叶PAR,Pn,Gs,Tr变化均呈开口向下"抛物线"趋势,成熟期由小到大依次为坝地烟叶,台地烟叶,坡地烟叶,其余时期依次为台地烟叶,坡地烟叶,坝地烟叶,各个微地形处理间差异不同时期各指标有所不同;整个生育期坝地烟叶胞间CO2浓度变化呈上升趋势,坡地烟叶和台地烟叶为"低-高-低-高"的浮动趋势.整个生育期烟叶AMS,sucrase,GS,NR,SOD,POD,CAT活性变化呈开口向下"抛物线"趋势,其中GS活性为打顶期最大,其余酶活性均为旺长期最大,成熟期各酶活表现为坡地烟叶最大,其余时期由大到小依次为坝地烟叶,坡地烟叶,台地烟叶;烟叶SS活性都呈先上升后下降的单峰曲线,由大到小依次为台地烟叶,坡地烟叶,坝地烟叶,后期微地形差异有统计学意义;烟叶SPS活性也呈单峰曲线,旺长期达到最大值,旺长期坝地烟叶明显高于台地烟叶,成熟期微地形间差异有统计学意义.总之,不同微地形烟叶成熟期以前群体光合指标和各种碳氮代谢酶活性由大到小依次基本表现为坝地烟叶,坡地烟叶,台地烟叶,成熟期依次为坡地烟叶,坝地烟叶,台地烟叶,坡地烟叶生理生化指标总体较协调,坝地烟叶次之,台地烟叶最差.研究成果为揭示山区烟叶品质特征和烤烟生产提供了理论参考.

烤烟生长期碳氮代谢关键酶的活性与叶面分泌物的相关性

为特色优质烟叶开发和高香气、低危害烤烟品种选育提供理论依据,以豫烟11号、K326为试验材料,采用大区种植方式研究不同品种烤烟中部叶片碳氮代谢关键酶活性与叶面分泌物含量的变化规律及其相关性。结果表明:中部叶在生长发育过程中,碳氮代谢关键酶活性均呈先升后降趋势,硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶在叶龄50d时达峰值,淀粉酶与蔗糖转化酶在叶龄60d时达最大值。叶面分泌物含量呈先升后降趋势,在叶龄60d时达峰值。在生育期内,豫烟11号碳氮代谢关键酶活性及叶面分泌物含量均高于K326。叶面分泌物含量与谷氨酰胺合成酶呈显著正相关,与淀粉酶、蔗糖转化酶呈极显著正相关。

“库”对可溶性糖及碳氮代谢相关酶基因表达影响

【目的】分析不同"库"容量对水稻灌浆后期叶、茎、鞘中可溶性总糖含量及剑叶蔗糖代谢相关酶活性、Rubisco和谷氨酰胺合成酶同工型基因转录表达量的影响。【方法】选用寒地粳稻穗重型超级稻品种‘松粳9号’和穗数型高产品种‘龙稻11号’作为供试材料进行盆栽试验。在灌浆期分别进行不同剪穗处理,分别是无穗、半穗和全穗处理。【结果】表明,在同等的"源"条件下减小"库"容量有利于提高籽粒的粒重和成熟度,随着"库"容量的增加所需的灌浆时间就越长;没有"库"容时光合产物主要贮藏在叶、茎、鞘等营养器官中,但有"库"容时主要转移到"库"中,"库"越大转移的光合产物也越多;灌浆后期SPS、AI、SuS活性呈下降,期间的酶活性大小表现为全穗>半穗>无穗,"库"容量越大SPS、AI、SuS酶活性以及Rubisco和谷氨酰胺合成酶同工型基因的转录表达量也越高;Rubisco同工型基因和谷氨酰胺合成酶同工型基因的上调表达会促进蔗糖代谢相关酶活性。【结论】水稻高产甚至超产不仅要构建大的"库"容量,而且还要保障灌浆时间。

外源激素对水稻籽粒碳氮代谢相关酶基因表达影响

试验选用寒地穗重型超级稻品种松粳9号和穗数型优质品种龙稻18号,通过盆栽试验在灌浆初期喷施外源激素6-苄基腺嘌呤(6-BA)和脱落酸(ABA),齐穗期增施氮肥及喷清水对照处理,系统比较分析外源激素对水稻籽粒淀粉和蛋白质合成相关酶基因及OsRSR1基因转录表达量的影响,旨在阐明外源激素对水稻籽粒碳氮代谢相关酶基因转录表达的影响并为建立优质高产水稻栽培技术提供理论依据。结果表明,水稻籽粒OsGBSS1、OsSSSI、OsISA1、OsAGPL2、OsSBEIIb和OsGS1;3基因mRNA表达量随灌浆进程呈先升后降单峰曲线变化趋势,在灌浆中期表达量最高;转录因子OsRSR1基因mRNA表达量随灌浆进程呈先降后升V字形变化趋势,在灌浆中期表达量最低;喷施6-BA、ABA和增施氮肥均显著上调OsGBSS1、OsSSSI、OsISA1、OsAGPL2和OsSBEIIb基因mRNA表达量,上调幅度达22.35%~525.97%,显著下调转录因子OsRSR1基因mRNA表达量,下调幅度达3.45%~27.93%;喷施6-BA和增施氮肥显著上调籽粒OsGS1;3基因mRNA表达量,上调幅度达241.79%~457.24%,喷施ABA显著下调籽粒OsGS1;3基因mRNA表达量,下调幅度达13.12%~29.55%,基因转录表达量调控是外源激素和氮素营养等对生物性状调控作用的分子基础,外源激素或氮素营养对稻米蒸煮食味品质的影响通过籽粒碳氮代谢相关酶基因转录表达量调控实现。

钾肥对水稻籽粒碳氮代谢相关酶基因表达的影响

盆栽条件下研究不同钾素施入量对不同穗型水稻品种灌浆成熟期籽粒碳氮代谢相关酶基因转录表达量的影响,旨在为阐明钾素营养对水稻淀粉品质形成分子调控机理提供理论依据。结果表明,灌浆过程中籽粒碳氮代谢相关酶基因GBSS1、AGPL2、SSSⅠ、SBEⅡb、ISA1和GS1:3转录表达量呈先升后降趋势,转录因子OsRSR1基因转录表达量呈先降后升趋势;随钾素施入量增加,灌浆期间籽粒GBSS1基因转录表达量逐渐下调,对其衰减率影响小;籽粒AGPL2、SSSⅠ、SBEⅡb、ISAⅠ基因转录表达量逐渐上调,而AGPL2衰减率先升后降,SSSⅠ衰减率降低,SBEⅡb衰减率升高,对ISAⅠ衰减率无明显影响;使籽粒转录因子RSR1基因转录表达量逐渐下调,而上升率升高;使籽粒GS1:3基因转录表达量逐渐上调,衰减率先升后降。基因转录表达量调控是外源钾素对生物性状调控作用分子基础,外源钾素营养对稻米蒸煮食味品质影响通过籽粒碳氮代谢相关酶基因转录表达量调控实现。

寒地粳稻不同杂种优势组合碳氮代谢关键酶活性比较分析

选用产量性状杂种优势有显著差异的4个粳稻杂交组合,分析分蘖期氮代谢关键酶活性和灌浆过程中碳氮代谢关键酶活性及其与产量的关系。结果表明,在分蘖期,高亲优势正向组合的氮代谢关键酶活性显著或极显著高于高亲优势负向组合;在灌浆过程中,高亲优势正向组合的籽粒谷氨酰胺合成酶活性、叶片蛋白水解酶活性、籽粒可溶性淀粉合成酶活性和ADPG焦磷酸化酶活性显著或极显著高于高亲优势负向组合。灌浆过程中碳氮代谢关键酶活性与千粒重,单株产量等呈不同程度正相关。

氮用量对陕南烟叶氮钾含量、光合特性和碳氮代谢酶活性及产质量的影响

采用大田试验,以秦烟96为材料,通过设置4个供氮水平,研究增施氮肥对烤烟移栽后团棵期、现蕾期、圆顶期和成熟期烟叶氮钾含量、生理特性以及经济性状的影响。结果表明：施氮量在0-90.0 kg/hm^2范围内,随施氮量增加,各生育期烟叶氮钾和叶绿素a、b及胡萝卜素含量逐渐增加,净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间二氧化碳浓度（Ci）和蒸腾速率（Tr）以及中部叶硝酸还原酶和淀粉酶活性逐渐提高,大田生育期延长,农艺形状改善,产质量提高,影响程度因生育期而异;90-112.5 kg/hm^2范围内,除淀粉酶活性,大部分指标无显著变化或降低。综合分析,在陕南特定气候和土壤生态、栽培等条件下,以纯氮用量90.0 kg/hm^2,既可改善烟叶营养和碳氮代谢,提高光合性能和烟叶产质量,又可降低氮肥成本,增加经济效益。

钾镁肥优化施用对烤烟后期光合荧光特性和碳氮代谢酶活性的影响

为研究烤烟生产过程中适宜的钾镁比例,通过开展田间随机区组试验,以农户常规施肥(N∶P_(2)O_(5)∶K_(2)O=1∶0.68∶3,施K_(2)O量为315 kg/hm^(2))为对照,研究了优化钾肥处理(N∶P_(2)O_(5)∶K_(2)O=1∶0.68∶2,施K_(2)O量为210 kg/hm^(2)),优化钾肥+MgO 19.5 kg/hm^(2)处理,以及优化钾肥+MgO 39.0 kg/hm^(2)处理对烟株成熟期光合特性、荧光特性和碳氮代谢酶活性的影响。结果表明:降低钾镁比例,烤烟各处理叶绿素中Chl含量的增幅分别为2.2%、11.8%、18.3%;Car含量的增幅分别为3.5%、17.5%、19.7%;最大荧光(F_(m))的增幅分别为13.3%、18.0%、24.1%;可变荧光(F_(v))的增幅分别为17.3%、23.6%、30.9%;F_(v)/F_(o)的增幅分别为11.0%、17.2%、23.1%;F_(v)/F_(m)的增幅分别为3.7%、4.7%、5.5%。活性反应中心效率ET_(o)/ABS、ET_(o)/TR_(o)上升,单位面积电子传递的有效性(ET_(o)/CS_(m))提高,减少荧光产生(TR_(o)/RC、ABS/RC下降),提升采收期烤烟光反应系统功能的协调性,提高光反应系统的整体活性(PI_(ABS)、PI_(total)上升)。RuBP羧化酶(RuBPCase)、谷氨酰胺合成酶(GS)、硝酸还原酶(NR)、蔗糖合成酶(SS)的活性均以优化钾肥+MgO 19.5 kg/hm^(2)处理最高。优化钾镁比例可以提高光反应系统的活性,提高烤烟的光合作用效率,对平衡碳氮代谢具有积极作用,以钾镁比例为10.77∶1左右、优化钾肥+MgO 19.5 kg/hm^(2)处理下生理代谢最佳。

脱毒对大蒜生长、碳氮代谢的影响

以徐蒜917常规栽培种作为对照(CK),选用脱毒F_(1)、F_(2)、F_(3)、F_(7)代作为试验材料,研究脱毒对大蒜生长、碳氮组分含量及其关键酶活性的影响。结果表明,脱毒有利于提高大蒜农艺性状指标,且随繁殖世代的增加,其综合生长势呈先增后降的趋势,以F_(2)代综合长势较好,F_(7)代除假茎粗、叶长和叶宽仍显著高于CK外,其他与CK无显著差异。脱毒大蒜叶片色素含量随繁殖世代的增加呈下降趋势,且处理间差异在抽薹期大于鳞茎膨大期。在抽薹期和鳞茎膨大期,脱毒大蒜叶片总糖、还原糖和蔗糖含量均高于CK,蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性亦显著增加,且均以F_(2)代最高。随繁殖世代的增加,脱毒大蒜叶片蔗糖合成酶(SS)活性在抽薹期呈先降后升的趋势,而在鳞茎膨大期呈先升后降的趋势。脱毒有利于提高大蒜叶片中抽薹期和鳞茎膨大期NO_(3)^(-)、可溶性蛋白和游离氨基酸含量,硝酸还原酶(NR)、谷酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合酶(GOGAT)活性显著增加,脯氨酸含量在鳞茎膨大期亦显著增加。综上所述,脱毒有利于大蒜生长,增强其碳氮代谢关键酶活性,促进碳氮吸收同化、糖的积累和蛋白质合成,但随着脱毒大蒜繁殖世代的增加,其生长优势会逐渐丧失。

内蒙古温带草原大针茅叶片光合生理特性对氮添加的响应

大气氮沉降增加生态系统氮有效性,优势种植物对不同水平氮输入的响应影响草原生态系统结构和功能。研究设置4个氮添加水平,分析内蒙古温带草原优势种大针茅(Stipa grandis)光合生理特性对不同梯度氮添加的响应。结果表明:低氮(0—2 g m^(-2)a^(-1))处理时,大针茅叶片氮含量较低,叶绿素含量和1,5⁃二磷酸核酮糖羧化/加氧酶的活性不高,光能利用效率低,导致光系统II出现过剩激发能,光合器官受到抑制,净光合速率相对较低。适量氮添加(5—10 g m^(-2)a^(-1))提高了大针茅叶片羧化系统和电子传递系统的氮分配,进而提高了1,5⁃二磷酸核酮糖羧化/加氧酶的活性以及电子传递速率,净光合速率增大。高氮(25 g m^(-2)a^(-1))处理时,叶片氮含量较高,但光合氮分配比例下降,降低了光合氮利用效率。大针茅光抑制程度增大,叶绿素含量、1,5⁃二磷酸核酮糖羧化/加氧酶的活性下降,不利于生物量积累。研究结果有助于进一步了解全球变化背景下草原生态系统优势种的生理响应机制,并为草原的可持续发展提供一定的理论依据。

外源γ-氨基丁酸调控小麦灌浆生理机制

为探讨γ-氨基丁酸(GABA)对小麦灌浆期旗叶同化物生产与转运以及产量的影响,以济麦22为材料,采用大田试验在小麦花后叶面喷施GABA,测定小麦灌浆期旗叶中内源激素含量、总抗氧化能力(T-AOC)、丙二醛(MDA)含量、碳氮代谢相关酶活性,以及茎秆中蔗糖和游离氨基酸(AA)含量,并分析这些指标变化对成熟期小麦产量的影响。结果表明,与对照(喷施清水)相比,小麦旗叶中脱落酸(ABA)含量于喷施GABA后7 d、赤霉素(GA 3)和细胞分裂素(CTK)含量于喷施后21 d、T-AOC于喷施后14和21 d均显著提高,MDA含量于喷施后14和21 d显著降低,α-淀粉酶活性、酸性蛋白酶(ACP)活性于喷施后7 d、β-淀粉酶活性于喷施后7和21 d、谷草转氨酶(GOT)和谷丙转氨酶(GPT)活性于喷施后7和14 d、碱性蛋白酶(AKP)活性于喷施后14 d均显著增强,而中性蛋白酶(NP)活性于喷施后21 d显著降低;茎秆中蔗糖含量于喷施后7和14 d显著增加,天冬氨酸(Asp)含量于喷施后7、14和21 d、游离氨基酸(AA)含量于喷施后21 d均显著降低,谷氨酸(Glu)含量在喷施后各时间点与对照差异均不显著。叶面喷施GABA的小麦千粒重和产量均显著增加,增幅分别为6.23%和9.09%。这说明GABA可能通过调节叶片内源激素含量以及增强总抗氧化能力,减少小麦叶片氧化损伤,提高碳氮代谢相关酶活性,促进光合同化物装载以及向籽粒转运,最终提高小麦千粒重和产量。

施钾对甘薯根系生长和产量的影响及其生理机制

为探讨施钾调控甘薯根系生长的生理机制,设K0(K_2O:0 kg hm^(-2))、K1(K_2O:75 kg hm^(-2))、K2(K_2O:150 kg hm^(-2))和K3(K_2O:225 kg hm^(-2))4个处理,调查施钾对甘薯生长前期和薯块膨大期根系生长、13C分配量、碳代谢酶活性、光合特性、叶绿素荧光特性、以及产量和产量构成的影响。结果表明,与CK相比,施钾处理2个生长时期光电子传递速率(ETR)提高12.7%~63.6%,净光合速率(Pn)提高7.2%~26.4%,施钾通过提高光合特性加速光合产物积累,为根系生长提供物质基础。同时,施钾有利于光合产物由地上部向地下部运转,地下部13C分配量提高10.6%~66.2%(P<0.05)。其次,施钾处理提高了块根中蔗糖合酶、磷酸蔗糖合酶、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性,加速了块根中碳的同化,利于光合产物在块根中的积聚,促进甘薯根系分化与生长。生长前期,施钾处理总根长提高13.6%~22.8%,根平均直径提高11.3%~51.9%,显著提高了不定根向毛细根和块根分化量(P<0.05),有利于有效薯块的早期形成,保证有效的单株结薯数。薯块膨大期,施钾处理提高块根生物量,有利于薯块的膨大,提高平均薯块重,最终显著增产。与CK相比,2014年K1、K2和K3处理分别增产15.8%、24.3%和44.7%,2015年分别增产7.9%、13.4%和22.8%。