不同寄主植物继代饲养后草地贪夜蛾幼虫生理酶活性差异

为了明确继代饲喂不同寄主植物对草地贪夜蛾幼虫体内生理酶活性的影响,在室内分别用3种寄主植物叶片饲养草地贪夜蛾多代,测定其F3代5龄幼虫体内保护酶（SOD,POD,CAT）、消化酶（脂肪酶、胃蛋白酶和α-淀粉酶）和解毒酶（GSTs,CarEs,CYP450s）活性差异,并分析不同寄主植物次生代谢物含量与幼虫体内酶活及其生长发育的相关性。结果表明,取食马铃薯叶片的F3代幼虫总发育历期最长,取食小麦的最短,两者间差异显著;小麦叶片中的单宁、总酚、类黄酮和生物碱含量均显著低于玉米和马铃薯;草地贪夜蛾幼虫体内保护酶活性均为取食小麦叶片的最低,取食马铃薯叶片的最高,其中取食马铃薯叶片的草地贪夜蛾体内POD和SOD酶活性达取食小麦的1.34和1.26倍;以3种寄主为食的F3代幼虫脂肪酶和α-淀粉酶活性变化不大,但持续饲喂马铃薯叶片3个世代可导致草地贪夜蛾幼虫体内胃蛋白酶活性显著升高,达10.502 U/mg. prot,为持续饲喂玉米叶片幼虫（1.508 U/mg. prot）的6.96倍以上。连续饲喂3种寄主叶片后的幼虫GSTs和CarEs活性无显著性差异,但取食玉米叶片的幼虫体内细胞色素P450s（CYP450s）活性显著高于取食小麦和马铃薯的幼虫。可见,连续多代取食次生物质含量不同的寄主植物会使草地贪夜蛾体内部分酶活性发生变化,并对幼虫的生长发育产生影响。     

灌浆期不同水分处理对玉米籽粒蛋白质及其组分和相关酶活性的影响

蛋白质作为氮素代谢的终极产物,与玉米(Zea mays)籽粒品质呈正相关关系,其生物合成主要在硝酸还原酶(NRase)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸脱氢酶(GDH)等一系列酶催化下完成,受制于品种自身遗传特性及环境因素,栽培管理措施和生态环境条件对玉米品质具有十分重要的影响。关于土壤水分供应状况对玉米籽粒主要品质成分的分布、积累动态和相关酶活性的影响的研究尚少见报道。以两种不同类型玉米:普通玉米‘掖单22’和高油玉米‘高油115’为研究对象,采用防雨棚池栽试验。水分处理以开花期为界线,设置3种水分处理,花后不浇水(W0)、花后浇1水(灌浆期,W1)、花后浇3水(灌浆期、乳熟期、蜡熟期,W2)。结果表明:两种类型玉米籽粒蛋白质及其组分含量的积累动态基本一致,且不受土壤水分供应状况的影响。玉米籽粒蛋白质及清蛋白、谷蛋白含量,均为‘高油115’较高,球蛋白含量为‘掖单22’较高,醇溶蛋白两类型玉米含量相近。在不同水分供应条件下,两种类型玉米叶片中NRase、GS酶活性和籽粒中GS、GDH酶活性的变化动态一致,NRase酶活性自灌浆初期至成熟期一直下降,GS、GDH酶活性呈单峰曲线,在授粉后20~40 d达到高峰,充足的水分供应有利于酶的活性维持较高水平;玉米叶片中NRase酶活性,‘掖单22’高于‘高油115’,叶片GS和籽粒GDH酶活性显著低于‘高油115’。研究表明:用玉米叶片中NRase和GS活性的高低表征籽粒蛋白质含量的高低不确切,土壤水分条件与不同类型玉米穗位叶和籽粒中GS 和GDH活性关系密切。     

麦茬处理方式对夏玉米光合特性的影响

采用两年三点的大田试验,研究了麦茬处理方式（平茬、立茬、除茬）对机播夏玉米光合特性及其产量的影响。结果表明,不同麦茬处理方式的夏玉米光合参数存在明显差异。夏玉米Pn、Gs表现为吐丝期最大,处理间表现为平茬〉立茬〉除茬;Tr在处理间表现为除茬〉立茬〉平茬,叶片水平上的WUE表现为为平茬〉立茬〉除茬;不同麦茬处理夏玉米的产量差异显著。     

胺鲜酯对高产夏玉米产量及叶片光合羧化酶和保护酶活性的影响

采用田间小区试验,以高产玉米新品种登海661为材料,研究了拔节期叶面喷施10、20和40 mg·L^-1的胺鲜酯（DA-6）对玉米叶片光合羧化酶、保护酶活性和产量的影响.结果表明：喷施胺鲜酯各处理玉米分别比对照（含有表面活性剂和水）增产10.0%(10 mg·L^-1)、8.9%(20 mg·L^-1)和9.4%(40 mg·L^-1),增产效果显著,但各浓度间差异不显著.胺鲜酯处理后,花后玉米的叶面积指数、光合速率、RuBP羧化酶和PEP羧化酶活性均显著上升(P＜0.05),且对光合速率、RuBP羧化酶和PEP羧化酶活性的影响随着处理浓度的增加而提高;与对照相比,胺鲜酯处理后吐丝期、灌浆期、乳熟期和蜡熟期叶片SOD、CAT、POD和GSTs活性及可溶性蛋白质含量显著提高(P＜0.05),MDA含量显著降低(P＜0.05),其中CAT活性随着处理浓度的增加呈上升趋势,其余生理指标各浓度间无显著性差异.     

夏玉米叶片含水率及光合特性对不同强度持续干旱的响应

基于七叶期开始的夏玉米全生育期不同强度的干旱发生发展模拟试验资料,分析了不同强度的干旱发生发展对夏玉米叶片含水率及光合特性的影响。结果表明:夏玉米生育期内叶片含水率随干旱发生发展呈线性下降趋势,并与土壤相对湿度通过0.005水平的显著性检验,可表征玉米的受旱程度。玉米全生育期内叶片的光合速率、蒸腾速率和气孔导度均随干旱的发生发展呈显著下降趋势,且不同强度干旱的影响差异随时间推移而减小;而叶片水分利用效率则随干旱发生发展呈升高趋势,且随着干旱的发展不同强度干旱间的差异呈增加趋势。玉米全生育期内均出现了光合作用由气孔限制向非气孔限制的转换,转换时间分别为46、38、30和35 d,与干旱强度及持续时间呈反比。     

植酶Q9对大田遮阴夏玉米产量和衰老特性的调控作用

黄淮海夏季太阳辐射量降低以及种植密度增加引起了夏玉米冠层光照不足,产量大幅降低。本试验选用夏玉米品种‘登海605'(DH605)为试验材料,设置3个遮阴处理:花粒期遮阴(S₁)、穗期遮阴(S₂)和全生育期遮阴(S₃),以大田自然光照为对照(CK),并选用化控试剂植酶Q9(原液稀释100倍)对遮阴处理和CK进行外源调控,即花粒期遮阴-植酶Q9(S₁Q)、穗期遮阴-植酶Q9(S₂Q)、全生育期遮阴-植酶Q9(S₃Q)及大田自然光照-植酶Q9(CKQ),化控处理以同时期喷施清水为对照,探讨植酶Q9对大田遮阴夏玉米衰老特性的调控作用。结果表明: 遮阴显著降低了夏玉米的叶面积指数(LAI)、功能叶片叶绿素相对含量值(SPAD值)和净光合速率,进而显著降低了夏玉米产量。同时,遮阴夏玉米穗位叶的超氧物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性显著降低,丙二醛(MDA)、游离脯氨酸含量显著增加,可溶性蛋白含量显著降低。喷施植酶Q9后,S₃Q和S₂Q的LAI、功能叶片SPAD值和净光合速率显著提高;S₃Q、S₂Q、S₁Q的MDA和游离脯氨酸含量显著降低,可溶性蛋白含量和POD活性显著提高,S₂Q、S₃Q各时期的SOD和CAT活性显著提高;S₃Q、S₂Q、S₁Q的产量分别较S₃、S₂、S₁平均提高19%、8%、7%,CKQ与CK间无显著差异。因此,喷施植酶Q9通过提高弱光胁迫下夏玉米的光合能力,延缓叶片的衰老,增加产量,可有效缓解弱光胁迫导致的减产危害。     

冬小麦-夏玉米播前耕作对夏玉米叶片衰老特性的影响

以‘郑单958(ZD958)’为试验材料,设置冬小麦播前旋耕夏玉米播前免耕(RN)、冬小麦播前翻耕夏玉米播前免耕(MN)和冬小麦播前翻耕夏玉米播前旋耕(MR)3个处理,研究冬小麦-夏玉米播前耕作条件下夏玉米叶面积、叶片光合色素含量、可溶性蛋白含量、叶片保护酶活性及丙二醛(MDA)含量的变化.结果表明:从抽雄期(VT)到抽雄后40 d(VT+40),MN与MR的叶面积显著高于RN;从VT+40到成熟期(R6),MR的叶面积下降幅度显著高于其他处理.叶片光合色素含量呈单峰曲线变化,抽雄后20 d(VT+20)达最高值,之后逐渐下降;与RN相比,MR和MN的叶绿素a含量分别提高11.4％和9.7％,叶绿素b含量分别提高14.9％和15.9％.随着生育进程的推进,各处理的穗位叶可溶性蛋白含量呈下降趋势,MR与MN处理VT～VT+40维持较高水平,较RN分别提高11.5％和24.4％;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性均呈单峰曲线变化,VT+20时期达到最大值,之后逐渐下降,MR与MN的SOD、CAT和POD活性从VT到VT+40维持较高水平;MDA含量均呈上升趋势,RN始终高于MN和MR.与RN相比,MN和MR平均增产24.0％和30.6％;与MN相比,MR平均增产5.2％.MN可有效延缓叶片衰老,有利于产量提高.     

外源多胺对盐胁迫下玉米叶绿体结合态多胺水平和光合作用的影响

在100 mm o l/L N aC l胁迫下,研究了外源多胺-腐胺(Pu t)、尸胺(C ad)、亚精胺(Spd)和精胺(Spm)对玉米幼苗生长、光合速率和PSⅡ光化学效率(Fv/Fm)、叶绿体结合多胺和叶片丙二醛(M DA)含量以及抗氧化酶活性的影响.结果表明,叶面喷施1 mm o l/L的Pu t、Spd和Spm可显著增加盐胁迫下玉米幼苗干物质重、叶绿体内结合态多胺的含量、叶片净光合速率和PSⅡ光化学效率(Fv/Fm),并降低了叶片中M DA含量.外源Spd和Spm明显增加盐胁迫下玉米幼苗的抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性;外源Pu t可增强APX和POD活性,对CAT活性的影响不明显.这些结果表明多胺对玉米盐害的缓解作用可能是由于提高了叶绿体中结合态多胺的含量和叶片抗氧化酶的活性,从而增强了盐胁迫下的玉米光合能力.     

不同积温对春玉米灌浆期叶片光合性能的影响

以不同抗冷型玉米品种丰单3(抗冷型)和郑单958(非抗冷型)为试验材料,在黑龙江省Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ积温带进行大田试验,研究了不同积温对不同抗冷型春玉米灌浆期叶片光合性能的影响.结果表明: 在3个积温带,丰单3和郑单958抽雄开花期和成熟期按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ积温带顺序依次延长,籽粒容重依次降低;丰单3和郑单958叶片的RuBP羧化酶、PEP羧化酶活性对温度的敏感性不同,其中,丰单3灌浆前期(开花后0~20 d)两种酶活性高,在温度限制区可正常成熟;郑单958灌浆前期和后期(开花后0~10 d、40~60 d)两种酶活性高,中期(开花后10~40 d)对活动积温不敏感,在温度限制区不能正常成熟.两类玉米叶片的光合速率均与开花后0~10 d和30~40 d的活动积温呈显著正相关.3个积温带积温在灌浆初期和后期对春玉米光合性能影响显著,同一品种灌浆期活动积温越高,籽粒产量越高;郑单958产量均高于丰单3.     

玉米幼苗叶片保护酶活性的昼夜变化

人为控制环境下,对玉米幼苗叶片中电解质外渗率、MDA含量以及保护酶活性的昼夜变化同步进行了测定。结果表明：叶片电解质外渗率的昼夜变化呈现双峰曲线,分别在光照4 h和光照后黑暗4 h达到峰值;叶片中MDA含量表现为单峰的波形曲线,黑暗开始的4 h内最高;随着光照时间的延长,SOD酶、POD酶和CAT酶活性均表现出不同程度的降低,但均在16：00（光照8 h）至20：00（光照12 h）之间达到一昼夜内的最低点。随着光照后黑暗时间的延长,各保护酶活性均增加,但增加的速率不同,至次日8：00所有保护酶活性均接近光照前水平。光照和黑暗条件下,各保护酶活性差异极显著。保护酶活性的昼夜变化与叶片中的可溶性蛋白质含量并无显著的相关关系。     

垄作栽培对高产田夏玉米光合特性及产量的影响

试验于2006-2007年在河南省浚县农业科学研究所试验田进行,以传统平作为对照,研究了垄作栽培对夏玉米光合特性和产量的影响.结果表明,垄作提高了夏玉米光合速率Pn、叶片蒸腾速率Tr和气孔导度Gs,且其日变化均呈单峰曲线,12:00达到最大值,而细胞间隙二氧化碳浓度Gi有所降低,其日变化与Pn相反,呈倒抛物线型.垄作栽培夏玉米的最大光化学效率Fv/Fm和实际光化学效率φPSⅡ均有所增加.与平作相比,垄作后期叶面积衰减较慢,籽粒蜡熟期和成熟期垄作比平作叶面积指数分别高6.4％和3.7％,减少了漏光损失,垄作栽培延长了叶片功能期,促进光合产物的积累及向籽粒的转移,有利于后期玉米籽粒充实,千粒重显著高于平作,产量提高9.6％.     

水杨酸、脱落酸和过氧化氢对镉胁迫小麦幼苗光合及抗氧化酶活性的影响

采用溶液培养方法,用水杨酸(SA)、脱落酸(ABA)或过氧化氢(H2O2)对2叶期小麦进行处理,研究了Cd胁迫下小麦的光合速率及抗氧化酶活性。结果表明:3种处理能不同程度增强叶片和根系中超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性,提高叶片过氧化氢酶(CAT)活性,降低丙二醛(MDA)含量;增加叶片叶绿素含量及其光合速率。说明3种处理能增强小麦对Cd的抗性,其中H2O2预处理的效果最明显。     

苹果褐斑病菌侵染对苹果叶片光合机构功能的影响

为了探究苹果褐斑病菌侵染对苹果叶片光合机构的伤害机制,以‘寒富’苹果为试材,研究苹果褐斑病菌侵染对苹果叶片光合作用和光系统功能的影响。结果表明：随褐斑病菌侵染加重（叶片感病程度分0、1、2、3、4和5级）,叶片的叶绿素a含量和总叶绿素含量持续下降,其中2～5级与对照相比差异显著,病菌侵染提高了叶片类胡萝卜素含量,但仅以2级与对照差异显著。苹果褐斑病菌侵染显著降低了叶片的净光合速率（Pn）,3～5级病叶的Pn分别较对照下降44．9％、56．6％和70．3％,而胞间CO2浓度（Ci）上升,说明非气孔因素是光合作用的主要限制因子。褐斑病菌侵柒影响了光合电子传递效率,随病菌侵染程度加重,光系统Ⅱ反应中心、供体侧放氧复合体（Wk）和受体侧（Vj）受到的伤害加重,并引起苹果叶片PSII的光合性能指数用PIABS和PSI受体侧末端电子受体的量子产额（φRo）急剧下降。褐斑病菌侵染加重了苹果叶片的膜脂过氧化程度,1～5级感病叶片的丙二醛（MDA）含量均显著高于对照,引发超氧化物歧化酶（SOD）及过氧化物酶（POD）活性的上调。以上结果表明,苹果褐斑病菌侵染引起叶片光合色素降解,对PSII反应中心、受体侧和供体侧造成伤害,进一步影响了PSI的电子传递效率,并导致叶片膜脂过氧化,造成苹果叶片光合能力下降。     

施氮时期对高产夏玉米氮代谢关键酶活性及抗氧化特性的影响

选用玉米品种登海661和郑单958为材料,研究了高产条件下施氮时期对夏玉米产量、氮素利用率、氮代谢相关酶及抗氧化酶活性的影响.结果表明:拔节期一次性施氮不利于夏玉米产量提高和氮素积累,分次施氮且增施花粒肥显著提高了植株和籽粒的吸氮量,并提高了籽粒产量.拔节期、10叶期、花后10d按2∶4∶4施氮,登海661产量最高可达14123.0kg· hm-2;基肥、拔节期、10叶期、花后10 d按1∶2∶5∶2施氮,郑单958产量最高可达14517.1 kg· hm-2,这2种施氮方式较拔节期一次性施氮分别增产14.5％和17.5％.花前分次施氮可以显著提高开花期硝酸还原酶活性;登海661和郑单958在花后0～42 d中,施氮处理的谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶、谷氨酸脱氢酶活性分别平均提高了32.6％、47.1％、50.4％和14.5％、61.8％、25.6％,减缓了其下降趋势;超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性提高了22.0％、36.6％和13.4％、62.0％,丙二醛含量显著降低.在高产条件下,分次施氮且适当增加花粒肥施入比例可以提高氮代谢相关酶活性,延缓植株衰老,促进氮素吸收利用,进而提高籽粒产量.     

施氮时期对高产夏玉米氮代谢关键酶活性及抗氧化特性的影响

选用玉米品种登海661和郑单958为材料,研究了高产条件下施氮时期对夏玉米产量、氮素利用率、氮代谢相关酶及抗氧化酶活性的影响.结果表明： 拔节期一次性施氮不利于夏玉米产量提高和氮素积累,分次施氮且增施花粒肥显著提高了植株和籽粒的吸氮量,并提高了籽粒产量.拔节期、10叶期、花后10 d按2∶4∶4施氮,登海661产量最高可达14123.0 kg·hm^-2;基肥、拔节期、10叶期、花后10 d按1∶2∶5∶2施氮,郑单958产量最高可达14517.1 kg·hm^-2,这2种施氮方式较拔节期一次性施氮分别增产14.5%和17.5%.花前分次施氮可以显著提高开花期硝酸还原酶活性;登海661和郑单958在花后0~42 d中,施氮处理的谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶、谷氨酸脱氢酶活性分别平均提高了32.6%、47.1%、50.4%和145%、61.8%、25.6%,减缓了其下降趋势;超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性提高了22.0%、36.6%和13.4%、62.0%,丙二醛含量显著降低.在高产条件下,分次施氮且适当增加花粒肥施入比例可以提高氮代谢相关酶活性,延缓植株衰老,促进氮素吸收利用,进而提高籽粒产量.     

不同生育期玉米叶片光合特性及水分利用效率对水分胁迫的响应

利用大型移动防雨棚开展了玉米水分胁迫及复水试验,通过分析玉米叶片光合数据,揭示了不同生育期水分胁迫及复水对玉米光合特性及水分利用效率的影响。结果表明:水分胁迫导致玉米叶片整体光合速率、蒸腾速率和气孔导度下降以及光合速率日变化的峰值提前;水分胁迫后的玉米叶片蒸腾速率、光合速率和气孔导度为适应干旱缺水均较对照显著下降,从而提高了水分利用效率,缩小了与水分充足条件下玉米叶片的水分利用效率差值;在中度和重度水分胁迫条件下,玉米叶片的水分利用效率降幅低于光合速率、蒸腾速率和气孔导度的降幅, 有时甚至高于正常供水条件下的水分利用效率;适度的水分胁迫能提高玉米叶片的水分利用效率,从而增强叶片对水分的利用能力,抵御干旱的逆境;水分亏缺对玉米光合速率、蒸腾速率及水分利用效率的影响具有较明显滞后效应,干旱后复水,光合作用受抑制仍然持续;水分胁迫时间越长、胁迫程度越重,叶片的光合作用越呈不可逆性;拔节-吐丝期水分胁迫对玉米叶片光合作用的逆制比三叶-拔节期更难恢复。     

大田淹水对夏玉米叶片衰老特性的影响

选用登海605(DH605)和郑单958(ZD958)为试验材料,在大田条件下研究了不同淹水时期(三叶期、拔节期和开花后10 d)和持续时间(3 d、6 d)淹水对夏玉米叶片衰老特性的影响.研究表明: 淹水胁迫后超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)等保护酶活性以及可溶性蛋白含量较不淹水对照显著下降,而丙二醛(MDA)含量显著升高,三叶期淹水6 d后DH605和ZD958的含量较对照分别升高35.3%和34.1%.淹水胁迫后叶片叶绿素含量降低,产量显著下降.三叶期淹水6 d对夏玉米产量的影响最大,DH605和ZD958较对照分别减产32.1%和35.2%.不同生育期中,三叶期淹水造成的影响最大,拔节期次之,开花后10 d淹水造成的影响较小,且影响程度随淹水持续时间的延长而加剧.     

大田增温对夏玉米光合特性的影响

在大田条件下研究了增温对两个夏玉米品种农大108(ND108)和掖单13号(YD13)光合特性及产量的影响.结果表明:大喇叭口期到成熟期增温显著降低了夏玉米籽粒产量,ND108和YD13的籽粒产量分别较对照降低了46.6%和45.1%;叶面积指数平均值分别降低了15.4%和11.5%;穗位叶叶片光合速率平均值分别降低了22.85%和18.14%;两个玉米品种叶片的叶绿素a和叶绿素b含量显著降低,但对叶绿素a的影响更显著.增温后玉米叶片的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)和核酮糖二磷酸羧化酶(RuBPCase)活性都显著降低,ND108、YD13叶片的PEPCase和RuBPCase活性分别较对照降低了51.1%、32.4%和29.5%、7.7%.     

花粒期光照对夏玉米光合特性和叶绿体超微结构的影响

在大田条件下,以夏玉米品种‘登海605’为试验材料,研究花粒期不同光照强度(正常光照、开花至收获期遮阴和开花至收获期增光)对夏玉米叶片光合、荧光性能和叶绿体超微结构的影响.结果表明:与对照相比,花粒期遮阴影响叶绿体排布及内部结构发育,基粒个数和基粒片层数均有不同程度减少,叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素含量下降,PSⅡ反应中心的实际光化学效率和最大光化学效率降低,非光化学淬灭系数数值增加,导致产量降低;增光后叶绿体结构良好,基粒片层排列紧致、清晰且数量增加,PSⅡ反应中心的实际光化学效率增加,净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素含量上升,叶片光合性能增强,产量增加.即花粒期遮阴破坏了夏玉米叶片叶绿体超微结构,降低了叶片光合能力,产量下降;花粒期增光增加了叶肉细胞中叶绿体的基粒和基粒片层,导致基粒片层排列紧密有序,有利于增加作物产量潜力.     

光在黄化玉米叶片的苹果酸酶形成中的刺激作用

光刺激能使玉米黄化叶片的苹果酸酶活性提高,并随光强及照光时间的递增而加强。在照光条件下,抑制剂环已酰亚胺明显地抑制苹果酸酶活性的增加,同时,也抑制蛋白质合成以及叶绿素含量的增加。DCMU对酶的活性没有影响,表明在光下苹果酸酶活性的提高与光合电子传递无关。同位素放射自显影的结果:光刺激~3H-甘氨酸参入玉米黄化转绿叶片的苹果酸酶蛋白中。黄化叶片中的苹果酸酶在转绿过程中催化能力的提高是由于酶蛋白的重新合成。