水稻高光效育种的再探索图版Ⅰ

群体叶片截获光能能力的叶面积指数（ＬＡＩ）的发展和单个叶片光能转化效率的最大光合速率（Ｐｍ ａｘ）,是提高水稻光能利用效率的两大关键性的指标．利用适应低光强生态型的、ＬＡＩ发展快的广东优良品种“七桂早”,与适应高光强生态型的、Ｐｍ ａｘ 高的美国优良品种“Ｌｅｍ ｏｎｔ”为亲本,利用化学杂交剂组配成化杀杂种稻Ｌｅ／七,较好地解决了ＬＡＩ与Ｐｍａｘ的矛盾．Ｌｅ／七既保持了父本“七桂早”早期ＬＡＩ发展快的优点,又兼具有母本“Ｌｅｍ ｏｎｔ”Ｐｍａｘ较高、适应高光强的优点．杂种Ｌｅ／七在中午强光下光合作用“午睡”现象不明显,尤其是当广东出现造成水稻光氧化伤害的气象条件时,Ｌｅ／七的光氧化伤害很轻或无,比“七桂早”明显提高了对高光强的光能利用效率．对杂种Ｌｅ／七在人工气候箱不同控光控温条件下进行的生长分析,及在平原、丘陵及山区的试种,均表明其光合生产力和光合适应性比亲本有明显的提高和改进．研究表明∶利用美国适高光强的优良品种,通过组配成化杀杂种稻的途径,是改良广东水稻品种对高光强的光合适应性,提高光合生产力和经济效益的一条快速而有效的育种途径．     

籼粳稻光合作用的光抑制特性及在正反交F_1杂种中的表现

用粳稻０２４２８、０２９和籼稻３０３７、Ｐａｌｇｈａｒ进行杂交,探索籼粳亚种光抑制特性在Ｆ１杂种中的遗传表现。结果表明：通常粳稻表现耐光抑制,籼稻表现对光抑制敏感。杂种Ｆ１的光抑制特性因正反交有明显差异。粳／籼Ｆ１光合光抑制与其母本粳稻相似,因其来自母本质基因编码的ＱＢ蛋白与１４Ｃ－Ａｔｒａｚｉｎｅ结合的Ｋｂ值和光抑制条件下ＱＢ蛋白维持能力接近;籼／粳Ｆ１比母本机稻耐光抑制,因其ＱＢ蛋白维持能力有所增加,这可能与来自核编码的ＳＯＤ诱导活性增加有关。杂种稻光抑制特性受双亲核质基因互作调控．其中质基因影响较大。因此选择耐光抑制的母本是杂优育种中选亲配组的重要原则之一。     

光逆境对叶绿体叶绿素蛋白质复合物的影响

研究了强光照射对菠菜叶绿体的叶绿素蛋白质复合物及一些光合特性的影响。实验结果表明,随着强光照射时间的延长,首先,属光系统Ⅱ核心的叶绿素蛋白质复合物的ＣＰａ带明显减少了;进而属ＬＨＣＩＩ的寡聚体和二聚体的带有了不同程度的降低;最后,包括光和Ｉ内的叶绿素蛋白质复合物带大部分被分解,结果还表明,当光逆境还未使叶绿素蛋白质复合物发生明显变化时;代表光系统ＩＩ活性的Ｆｖ／Ｆｏ值及ＤＣＩＰ光还原活性就已明显变     

大豆杂优豆1号及双亲的光合特性分析

以夏大豆杂交种杂优豆1号及亲本(W931A和WR016)为材料,进行了光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2值、水分利用效率(WUE)、光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)、光合势等光合特性的测定,以探究杂优豆1号光合特性方面的杂种优势规律,为大豆的高光效育种提供理论指导。结果表明:杂优豆1号的净光合速率日变化呈现单峰曲线,在8:00时净光合速率显著高于W931A和WR016;杂优豆1号与亲本相比具有较低的光补偿点和较高的光饱和点,从而说明杂优豆1号较强利用强光和弱光的能力;从群体光合势分析,杂优豆1号的叶面积指数和光合势在盛花期、结荚期、鼓粒期3个不同时期都显著高于W931A和WR016,从盛花期到结荚期、结荚期到鼓粒期叶面积指数和光合势都呈现逐渐上升的趋势。杂优豆1号较强的光利用能力、较高的叶面积指数和光合势有利于产量的提高。     

光胁迫下杂种杨无性系光合生理生态特性的研究

以气体交换测定结合叶绿素荧光技术对几个杂种杨新无性系在自然光胁迫下的光合生理生态特性进行分析。８月ＣＯ２气体交换测定显示,中午存在明显的光合作用下降现象,同时某些无性系中午的气孔导度也有不同程度下降。叶绿素荧光分析显示,强光胁迫会影响光合作用的原初光化学反应过程,光系统Ⅱ（ＰＳＩＩ）反应中心的最大光化学量子产率,有效光化学量子产率等反映光系统Ⅱ反应中心活性的参数值在中午均比早晨低。与此同时,光系统Ⅱ反应中心的非光化学淬灭上升,他是光系统Ⅱ反应中心的一种自我保护机制。参数（Ｆｍ－Ｆｍｒ）／Ｆｍｒ、１—ｑｐ／ｑＮ和（Ｆ’ｍ－Ｆ）／Ｆ’ｍ可以反映各个无性系发生光抑制的可能性大小。由此计算出的各无性系发生光抑制的可能性排列次序与气体交换法测定的结果是一致的。     

褐藻光合作用色素蛋白质复合物——研究进展和问题

本文综述了近二十年来褐藻色素蛋白质复合物的研究进展,包括色素蛋白质复合物分离技术、褐藻的光系统Ｉ、光系统ＩＩ及捕光色素蛋白质复合物研究进展。并就褐藻色素蛋白质复合物分离技术中存在的问题、褐藻的特点、褐藻与其它光合生物的色素蛋白质复合物的同源性以及褐藻ＰＳＩ复合物７７Ｋ荧光发射的特点等进行了讨论     

风干叶片及其叶绿体的光合活性

以荧光诱导动力学、低温荧光发射光谱及希尔反应活性测定为手段,研究了小麦、大豆等高等植物风干叶片（相对含水量（１．５±０．２）％）及其叶绿体的光合活性。暗中风干并保存的叶片照光时仍能进行电荷分离、ＱＡ还原及至少包含ＱＡ－→ＱＢ在内的次级电子传递,其复水后的叶绿体具有光推动的光系统Ｉ电子传递活性（ＤＣＩＰＨ２→ＭＶ）和包含光解水放氧能力在内的光系统ＩＩ电子传递活性（Ｈ２Ｏ→ＤＭＢＱ）,但没有全光合链（Ｈ２Ｏ→ＭＶ）的电子传递活性。光系统ＩＩ核心天线的７７Ｋ荧光峰位（６８６ｎｍ和６９４ｎｍ）不受脱水的影响,而光系统Ｉ外周天线ＬＨＣＩ的７７Ｋ荧光峰位对脱水十分敏感,叶片风干过程中从７３９ｎｍ移到７２６ｎｍ。这些结果表明,光合作用器中越靠近反应中心核心的组分的组织结构越紧密有序,其结构和功能越少受快速水胁迫的影响;在整个光合电子链中,受快速水胁迫影响最大的部位在两个光系统之间,这个部位的电子传递被风干处理不可逆地阻断。     

几种常绿植物光合特性的季节变化

以在上海自然条件下生长的瑚瑚树、女贞、孝顺竹和棕榈等四种常绿植物为材料,在春、夏、秋、冬四个季节测定了它们的叶片在不同温度时的光饱和光合速率;用ＣＦ１０００荧光仪测定了叶片的初始光（Ｆｏ）、最大荧光（Ｆｍ）和可变荧光（Ｆｖ）等特征值．结果表明．瑚瑚树和女贞适应环境温度变化的能力较强,它们的光合最适温度（Ｔｏｐｔ）的变化范围比较大,在四季均保持较高的光合活力,光合量子效率和Ｆｖ／Ｆｍ值较高,而孝顺竹和棕榈适应环境温度变化的能力较差,只在春秋两季有较高的光合活力．这些差别和它们的自然分布有联系．     

新疆超高产棉花冠层光分布特征及其与群体光合生产的关系

以新疆超高产棉田(皮棉产量在4000 kg·hm^-2以上)为研究对象,分析不同生育时期棉花冠层光分布、群体光合速率和干物质积累量的变化,研究不同产量水平棉田冠层的光环境变化特征及其与群体光合生产的关系.结果表明： 超高产田盛花期到盛铃后期冠层上、中、下层光吸收率的比例为2∶2∶1,呈均匀分布,群体散射辐射和直射辐射透过系数分别为0.20～0.55和0.22～0.56,处于较适宜范围,中、下层叶片受光良好,冠层各层次叶片群体光合速率差异较小.与高产(3500 kg·hm^-2)和一般高产(3000 kg·hm^-2)棉田相比,超高产田在盛铃前期具有较高的叶面积指数和群体光合速率峰值,在初絮期和盛絮期的叶面积指数下降缓慢,群体光合速率峰值仍保持较高值,非叶绿色器官对产量形成的光合贡献增大,群体干物质积累量较高.在栽培过程中,调节冠层结构,使垂直方向上光辐射和群体光合能力分布均匀是确保棉花高效利用光能、实现超高产的重要途径.     

两个玉米品系叶片光合速率差异的生理机制初探

田间生长的两个玉米品系"双105"和"40×44"叶片净光合速率(Pn)存在显著差异。在不同的生长阶段,"40×44"Pn值均比"双105"高10%~32%,而且PSII光化学效率(Fv/Fm和△F/Fm')也较高,表现为植株较高,叶片较大,但叶绿素含量较低。尽管"双105"品系具有较低的光合速率和较低的气孔导度(Gs),但其胞间CO₂浓度(Ci)却略高于"40×44"。因此,这两个玉米品系叶片光合速率的差异并非气孔因素,而可能源于光合机构的光反应系统。     

广西猫儿山中山森林共生的常绿和落叶阔叶树光合特性的季节变化

研究分析了广西猫儿山中山森林中3种落叶阔叶树（亮叶水青冈Fagus lucida;青榨槭Acer davidti;缺萼枫香Lktuidambar acalycina）和4种常绿阔叶树（铁椎栲Castanopsis lainontii;曼青冈Cyclobalanopsis oxyodon;桂南木莲Manglietia chingii;银木荷Schima argentea）光合特性的季节性变化。除青榨槭外,在雨季饱和光照下,落叶树与常绿树的最大净光合速率（P-）差异不明显,而落叶树的最大气孔导度（G-）要比常绿树高;在旱季,落叶树的P-和Gmax下降幅度远大于常绿树,这伴随前者暗呼吸速率和光补偿点的大幅提高。常绿树和落叶树的表观量子效率（AQY）和凌晨光系统II潜在最大光化学效率（Fv／Fm-predawn）在雨季差异不明显;在旱季,落叶树的AQY和Fv／Fm-predawn小于常绿树,说明前者遭受较严重的光抑制。此外,光合速率与气孔导度呈显著直线相关,但常绿树的直线斜率要比落叶树大,说明前者光合水分利用效率较高,这有利于常绿植物在干旱和低温条件下生存。光合速率与电子传递速率和温度也呈显著直线相关,但常绿树的直线斜率都小于落叶树,这说明常绿植物可以调节电子传递速率的变化来适应温度的宽幅的季节性变化。总之,落叶阔叶树需要相对较高的温度和水分供应才能满足光合作用的需要,而在干旱和低温条件下,落叶阔叶树尽管可以通过气孔和光系统II的调节来适应环境的变化,但还是无法避免严重的光抑制从而导致叶片脱落;与之相反,常绿植物却可以通过气孔调节提高水分利用效率和通过电子分配耗散多余能量来适应干旱和低温的胁迫而使叶片维持四季常绿。     

不同苜蓿(Medicago sativa L.)品种光合速率对光和CO2浓度的响应特征

以6个紫花苜蓿（Medicago sativa L.）品种为对象,用Licor-6400型便携式光合作用测定系统测定了紫花苜蓿光合作用对光、CO2的响应曲线,阐述了光合作用对光和CO2浓度的响应特征。结果表明,各品种光合速率随光强或CO2浓度的提高而增大均可用指数方程来模拟,并得出一些光合响应特征参数：表观量子效率、羧化效率、光补偿点、近光饱和点、暗呼吸速率、光呼吸速率、CO2补偿点、CO2饱和点等,品种间差异显著;巨人201＋Z、路宝具较高的近光饱和点、表观量子效率及羧化效率,较低的CO2补偿点,是具有较高的光能生产潜力的苜蓿品种;秋眠级数与表观量子效率、羧化效率、光补偿点、近光饱和点、暗呼吸速率、光呼吸速率均成不同程度的负相关,与CO2补偿点、CO2饱和点成微弱正相关,均未达到显著水平。     

光合磷酸化的研究——Ⅸ.邻二氮杂菲对闪光下循环及非循环光合磷酸化的抑制作用

在暗間隔0.16秒的3.3×10~(-4)秒閃光下,比較了PMS,Vit.K,FMN及Fe(CN)_6~≡光合磷酸化反应系統的每閃最高产量以及温度的影响,并观察邻二氮杂菲对这些反应系統每閃最高产量抑制的差异,以及在閃时延长时,它对閃光产量抑制程度的变化,得到結果如下: (1)在短閃光下,PMS,Vit.K,FMN及Fe(CN)_6~≡光合磷酸化反应系統的每閃最高产量都极接近,温度的影响也不太显著。(2)邻二氮杂菲对Vit.K,FMN及Fe(CN)_6~≡非循环光合磷酸化反应系統的每閃最高产量的50%抑制濃度都在0.96×10~(-5)M/左近,而对PMS系統的每閃最高产量的50%抑制濃度則力4.5×10~(-5)M。(3)邻二氮杂菲对PMS及Vit.K这两种类型的光合磷酸化反应系統在連續弱光下反应速度的50%抑制濃度与对这两反应系統的每閃最高产量的50%抑制濃度相同,即分别为4.5×10~(-5)M及0.95×10~(-5)M;同样温度(5℃)而光强增加到100000米烛光,则对这两反应系统反应速度的50%抑制浓度提高到依次为14.0×10~(-5)M及2.3×10~(-5)M。如果再把温度从5℃提升到30℃,则50%抑制浓度更提高到25.0×10~(-5)M及4.0×10~(-5)M。(4) 邻二氮杂菲对Vit.K系统的短闪光的每闪最高产量的抑制程度不受闪光光强影响,然而当闪光的闪时增加时,抑制剂对闪光产量的抑制程度则随闪时增加而减少。由此推论,邻二氮杂菲的抑制部位与光合磷酸化反应的光化作用中心有关,增加闪光闪时,或在连续光下增加光强,或在饱和光下提高温度都使光化作用中心增加重复利用而使抑制剂的抑制作用减弱。循环(PMS)及非循环(Vit.K,FMN,Fe(CN)_6~≡)光合磷酸化反应系统的闪光产量相同,而对邻二氮杂菲的敏感程度却相差很大的现象,可以用放氧及磷酸化各有一光化作用中心解释之。非循环光合磷酸化反应系统包括有放氧及磷酸化两个,而循环光合磷酸化反应系统则仅需磷酸化一个光化作用中心。     

NaCl胁迫对PSII光能利用和耗散的影响

用荧光动力学的方法研究了不同浓度的ＮａＣｌ 处理对ＰＳＩＩ光能利用和耗散的影响。结果表明,在较低的光强下,与对照、１００ｍ ｍｏｌ／Ｌ 和２００ｍ ｍｏｌ／Ｌ ＮａＣｌ 处理相比,经３００ｍ ｍｏｌ／Ｌ 和４００ｍ ｍｏｌ／Ｌ ＮａＣｌ 处理的小麦,其荧光光化学淬灭效率较低,荧光非光化学淬灭效率较高,Ｆｏ 淬灭系数较大,ＱＢ － 非还原性ＰＳＩＩ反应中心含量较大; 而在较高光强下, 其荧光非光化学淬灭效率和Ｆｏ 淬灭系数则相对较低。     

SO_2处理对油桐叶片光合能量传递效率的影响

0．8571mg／m^3SO2处理油桐后对其光合能量传递效率进行了测定。结果表明：长期低浓度SO2熏气处理引起叶绿素含量和类胡萝卜素含量的下降,类胡萝卜素与总叶绿素比值升高,这导致了色素分子所吸收的总的光合能量的下降。引起光系统Ⅱ和光系统I最大光能转换效率和潜在活性的下降,导致了光系统所传递和转换的光合电子总量的下降。引起了光合速率下降和呼吸速率的升高,并导致了单位面积叶片鲜重和干重的下降。我们得出结论：长期低浓度SO2熏气处理以后油桐生长减缓是由于色素含量减少所导致的捕光能力下降,光系统的光能转换效率和电子传递效率下降、光合电子流向发生变化、固定能量的减少和能量消耗的增加所导致的。     

几种常绿植物光合特性的季节变化

在上海自然条件下生长的珊瑚树、女贞、孝顺竹和棕榈等四种常绿植物为材料,在春、夏、秋、冬四个季节测定了它们的叶片在不同温度时的光饱和光合速率;用ＣＦ－１０００荧光仪测定了叶片的初始荧光（Ｆ０）、最大荧光（Ｆｍ）和可变荧光（ＦＶ）等特征值。结果表明,珊瑚树和女贞适应环境温度变化的能力较强,它们的光合最适温度（Ｔｏｐｔ）的变化范围比较大,在四季均保持较高的光合活力,光合量子效率和Ｆｖ／Ｆｍ值较高,而孝顺     

水稻叶片的光合日变化（简报）

8个盆栽水稻品种开花后于饱和光下测定光合日变化,光合速率越高,下午叶片的光合速率低于上午的日下降就越大。增施氮肥,光合速率提高,光合日下降也大。叶片衰老时,光合速率和光合日下降同时降低。品种间上午叶片光合速率的差异较小,下午则较大。高产品种在乳熟期的光合速率较高,但光合日下降小。     

超高产杂交稻‘华安3号’冠层不同衰老程度叶片的光合功能

 较系统地研究了抽穗期超高产杂交稻‘华安3号’（`X075’×`紫恢100’）冠层顶部5片叶片的光合功能。结果表明,‘华安3号’剑叶的光系统Ⅱ（PSＩＩ）光化学最大效率(Fv/Fm)、开放的PSⅡ反应中心捕获激发能效率（Fv′/Fm′）、PSⅡ电子传递量子效率（ΦPSⅡ）、光化学猝灭系数（qP）、表观电子传递效率（ETR）、光合色素尤其是叶绿素（Chl）和类胡萝卜素（Car）中的新黄素、黄体素和β-胡萝卜素（β-Car）的含量等均优于其下的各叶,而PSⅡ的激发压力（1-qP）低于其它叶片。经对叶片低温（77K）荧光发射光谱的Gaussian解析,与其它各叶片相比,剑叶PSⅡ核心天线复合物CP47和光系统Ⅰ（PSⅠ）的含量较高,而非活性的PSⅡ捕光色素蛋白复合体（LHCⅡ）聚集态含量较少。研究证明：1）水稻在决定籽粒产量的生育后期,其干物质的积累主要是由冠层最上面的3片叶的光合作用所提供;2）在叶片衰老过程中,光合反应中心的衰老早于天线系统;3）杂交稻的光保护途径之一,可能在于光抑制条件下通过增加PSⅠ含量及其对光能的吸收并刺激环式电子传递高速运转,从而对光合器起保护作用;4）水稻叶片在衰老过程中,可能通过部分Chl b还原为Chl a,以降低LHCⅡ的含量,从而减少对光能的捕获,达到降低光抑制的伤害。     

光系统Ⅱ反应中心CP47／D1／D2／Cyt b—559复合物中色素分子空？…

线二色光谱（ＬＤ）是研究色素分子在光合膜上空间取向和排布的重要手段。采用低温（１００Ｋ）吸收光谱和线二色光谱技术研究光系统Ⅱ核心复合物ＣＰ４７／Ｄ１／Ｄ２／Ｃｙｔ ｂ－５５９中色素分子的空间取向。结果表明,在光系统Ⅱ核心复合物ＣＰ４７／Ｄ１／Ｄ２／Ｃｙｔ ｂ－５５９中６８０ｎｍ处有吸收的叶绿素分子Ｑｙ跃迁与光合膜平面平行。β－胡萝卜素分子有两种不同的空间取向,其中在４７０和５０５ｎｍ处有吸收的β－     

羊草两个趋异类型的光合生理生态特性比较的初步研究

对羊草（Ａｎｅｕｒｏｌｅｐｉｄｉｕｍ ｃｈｉｎｅｎｓｅ）种群的两个趋异类型——灰绿型羊草与黄绿型羊草的光合生理生态特性进行了研究,比较了同一生境条件下,两种趋异类型羊草的光合速率、蒸腾速率的日变化,以及两个羊草趋异类型的光合速率对光辐射强度、气温、相对湿度、叶温与气孔扩散阻力的响应。结果表明,同一生境条件下,灰绿型羊草的光合速率与蒸腾速率相对较高,两者的饱和光合速率分别为２３．２与１８．８μｍ ｏｌＣＯ２／ｍ ２·ｓ,光饱和点分别为１３６７．６与１３８７．９μｍ ｏｌ／ｍ ２·ｓ,光补偿点分别为９．８与１４．０μｍ ｏｌ／ｍ ２·ｓ;灰绿型羊草与黄绿型羊草对光强度、气温、相对湿度、叶温、气孔扩散阻力的响应均有显著差异。实验测得的结果说明,同一生境条件下羊草两个趋异类型的光合生理特性变异是明显的,羊草这种生理上的变异为确定两个趋异类型是否为两个生态型提供了一些生理学方面的证据。