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。

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。

“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。

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%。

不同时期高温胁迫对夏玉米物质生产性能及籽粒产量的影响

【目的】黄淮海夏玉米区高温胁迫频发、重发、持续期延长显著影响籽粒产量。本文以不同耐热型玉米品种为材料,探明大喇叭口期(V12)和开花期(VT)高温胁迫对两类品种叶片光合特性、碳同化物积累、分配和籽粒产量的影响。【方法】本研究以耐热型品种郑单 958(ZD958)和热敏感型品种先玉 335(XY335)为材料,以同时期适宜温度处理(昼 32℃12 h/夜 22℃12 h)为对照,使用自动控温控湿的高温棚模拟田间自然增温效果,设置 V12 期、VT 期高温胁迫处理(昼 38℃12 h/夜 28℃12 h),比较高温胁迫后夏玉米叶面积指数(LAI)、碳代谢酶活性、光合速率、碳同化物积累和分配的动态变化特征,明确夏玉米物质生产性能及籽粒产量对高温胁迫的响应机制。【结果】高温胁迫后,两品种的 LAI、碳代谢酶活性、净光合速率和干物质积累量均显著降低,ZD958 和 XY335 的 LAI、RuBP 羧化酶活性、PEP 羧化酶活性、净光合速率和干物质积累量比其对照分别降低了 2.98%—4.21%、40.38%—54.46%、16.88%—30.60%、18.14%—25.49%、12.83%—19.38%和 3.80%—5.07%、56.56%—76.16%、26.33%—33.66%、22.37%—34.62%、22.07%—26.72%,VT期高温胁迫的降幅大于 V12 期。高温胁迫后,夏玉米叶片蒸腾速率显著升高,但叶片水分利用效率显著下降。高温下两品种的C 同化量均显著降低,V12 期高温胁迫后,ZD958 和 XY335 的C 同化量分别降低了 18.48%和 22.82%,籽粒中C同化量占比降低。高温胁迫显著降低穗粒数,千粒重虽有小幅提高,但籽粒产量显著降低。与适宜温度相比,V12 期高温胁迫后 ZD958 穗粒数和产量分别降低了 62.53%和 45.87%;VT 期高温胁迫后穗粒数和产量分别降低了 70.53%和 66.89%;V12 期高温胁迫后 XY335 穗粒数和产量分别降低了 70.50%和 62.87%;VT 期高温胁迫后分别降低了 85.41%和 80.61%;VT期高温胁迫降幅大于 V12 期高温胁迫,XY335 的降幅大于 ZD958。【结论】高温胁迫降低了夏玉米叶面积指数、叶片 RuBP和 PEP 羧化酶活性,显著降低叶片光合速率和干物质生产性能。高温下穗粒数显著减少,抑制了碳同化物从叶片和茎秆向籽粒的转运,最终导致籽粒产量降低。VT 期高温胁迫效应大于 V12 期,热敏感型品种 XY335 的降幅显著大于耐热型品种 ZD958。