不同发育时期冬小麦旗叶的荧光特性研究

首次对4种不同品种冬小麦（Triticum aestivumL.)的旗叶的诱导荧光动力学参数和最大净光合速率（Psat)进行了不同时期的比较,随着小麦从所花期到乳熟期的生长,旗叶的光系统II最大光量子效率（Fv/Fm)变化不大,在乳熟期略有下降,光化学淬灭（qP),光系统II量子产率（φPSII与）和Psat有较大的降低（＞15％）,非光化光学淬灭（qN)均有明显的增大（＞100％）,旗叶的φPSII与Psat的存线性关系（r=0.918),说明了在不同小麦品种中生长的衰老使得旗叶光合作用从能量转化到二氧化碳同化速率都降低。     

追施氮肥时期对冬小麦旗叶叶绿素荧光特性的影响

在大田条件下,研究了不同追氮时期对小麦旗叶叶绿素荧光特性、光合速率及籽粒产量的影响.结果表明,拔节期追肥较起身期或挑旗期追肥,改善了小麦旗叶PSⅡ的活性(F_v/F_o)、光化学最大效率(F_v/F_m)、光化学猝灭系数(qP)、实际量子产量(ΦPSⅡ)及光合速率,降低了籽粒灌浆中前期非辐射能量耗散,有利于叶片所吸收的光能较充分地用于光合作用,提高了籽粒灌浆后期非辐射能量的耗散,减缓了叶片光抑制程度和衰老进程.拔节期追肥可显著增加穗粒数和千粒重,提高产量.     

不同年代小麦品种旗叶的光合特性及抗氧化酶活性研究

以不同时期在黄淮冬麦区推广并具有一定代表性的5个小麦品种碧蚂1号、丰产3号、小偃6号、小偃54和小偃81为材料,研究了品种更替过程中小麦旗叶的光合特性以及抗氧化酶活性的变化.结果表明,各小麦品种旗叶净光合速率均于开花后10 d左右达到最大值后下降,并在开花灌浆期有显著差异,且近期品种始终高于早期品种.随着灌浆进程推进,各小麦品种旗叶叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、抗氧化酶活性呈现出与净光合速率基本一致的变化趋势(其中过氧化氢酶活性为下降趋势),而丙二醛含量持续升高,但近期小麦品种始终低于早期品种且差异达到极显著水平(P<0.01).研究发现,近期育成小麦品种的旗叶在生育后期具有相对较高的光合速率,可能与其叶绿素和可溶性蛋白含量下降速率较缓、抗氧化酶活性较高、膜脂过氧化程度较轻有关.     

灌水对小麦旗叶光合功能衰退的影响

利用田间小区试验研究了不同灌水对冬小麦旗叶光合功能衰退的影响。研究表明：小麦旗叶光合衰退初期引起光合下降的原因主要是气孔限制,后期则为非气孔限制。灌水可提高旗叶光合速率,并使由气孔限制非气孔转变的时间推后,同时,还可增加叶绿素含量,增强根活力,使小麦旗叶光合功能持续期延长,过量灌水改善旗叶光合速衰的效果主要表现在后期,对产量提高的意义并不大。     

太阳辐射减弱对冬小麦旗叶光合速率的影响

以冬小麦扬麦13号为供试材料,设计了15%(T₁₅)、20%(T₂₀)、40%(T₄₀)、60%(T₆₀)和100%（CK）自然光5个处理,在大田条件下研究了模拟太阳辐射减弱对
冬小麦旗叶光合速率日变化及其影响因素的影响.结果表明：太阳辐射减弱显著提高了冬小麦叶绿素和叶黄素含量,降低了光合速率（P_n）.不同辐射减弱条件下冬小麦P_n日变化差异较大,日最高值表现为CK＞60%自然光＞40%自然光＞20%自然光＞15%自然光,其中CK呈双峰曲线变化,有明显的“午休”现象,其他各处理均呈单峰型曲线变化,“午休”现象不明显,但峰值出现时间滞后.相关分析表明,太阳辐射减弱是影响P_n日变化的主导因子,但其他因子也显著影响P_n.与CK相比,60%和40%自然光处理中光合有效辐射（PAR）、叶温（T_l）、气孔导度（G_s）和蒸腾速率（T_r）与P_n均呈显著正相关,表明上述因子对P_n有正效应;冬小麦叶片胞间二氧化碳浓度（C_i）和气孔导度限制值（L_s）在60%和40%自然光处理中与P_n呈显著负相关,但在20%和15%自然光处理中与P_n呈显著正相关,说明太阳辐射强度高于40%自然光时C_i和L_s对P_n有负效应,太阳辐射强度低于40%自然光时则为正效应.     

测墒补灌对小麦旗叶光合特性及酶活性的影响

以‘济麦20’为供试材料,通过田间试验,在拔节期和开花期设置土壤相对含水量为65%(W₆₅)、70%(W₇₀)和75%(W₇₅)的测墒补灌处理,以全生育期不灌溉为对照(CK),研究不同测墒补灌水平对旗叶光合特性及酶活性的影响.结果表明: W₇₀处理小麦旗叶净光合速率、蔗糖含量和磷酸蔗糖合成酶(SPS)活性在花后14～21 d均显著高于其他处理.成熟期W70处理干物质量与W₇₅处理无显著差异,但显著高于W₆₅处理和CK;W₇₀处理单茎质量显著高于其他处理.W₇₀处理超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性及可溶性蛋白含量在花后14～28 d显著高于其他处理,丙二醛含量在花后14～28 d显著低于CK和W₆₅处理,与W₇₅处理无显著差异.2012—2013年和2013—2014年W₇₀处理小麦籽粒产量分别为8941.4和9125.4 kg·hm^-2,与W₇₅处理无显著差异,显著高于W₆₅处理和CK;W₇₀处理水分利用效率显著高于其他处理.在本试验条件下,拔节期和开花期0
～140 cm土层平均土壤相对含水量均以70%为节水高产高效的最佳灌溉处理.     

激素对不同发育阶段小麦旗叶光合速率调控研究

选择小麦旗叶叶绿素含量的相对稳定期、稳定期末期和速降期3个发育阶段,采用酶联免疫法测定旗叶中ABA／ZRs比值;将ABA、ZRs和二者的混合液引入3个发育阶段植株的蒸腾流,测定激素对不同发育阶段叶片光合速率的影响．结果表明,3个发育阶段植株旗叶中ABA／ZRs比值分别为4．20、41．83和14．40．ABA降低3个阶段叶片光合速率达到零值的时间,分别为49．5、39．1和38．0min;ZRs处理3个发育阶段小麦旗叶的光合速率值降至试验开始零分钟时测得的光合速率值一半的时间,分别为65、49和31min．小麦旗叶的前2个发育阶段为可调和可逆阶段,后1个阶段为不可调和不可逆阶段．     

不同时期套袋对幸水梨果实品质、石细胞发育及其相关酶活性变化的影响

以幸水梨为试材分不同时期进行套袋处理,采集各个发育时期的果实,对其果实品质、石细胞团的密度、大小、含量及几种相关酶活性进行了分析.结果表明:(1)不同时期套袋后,幸水梨的硬度、可滴定酸含量均比对照显著增加,可溶性固形物、可溶性总糖含量以及单果重均有不同程度的降低.(2)不同时期套袋果的石细胞含量显著低于对照;与对照果相比套袋果果实表面光洁,果点小而稀,外观品质明显改善.(3)果实石细胞团的密度在幼果期较高,随着果实的发育膨大,密度逐渐减小,成熟前1个月左右基本稳定,石细胞团的纵横径随果实发育先逐渐增大而后减小,石细胞含量也表现出先增加后减少的趋势,在花后第49 d达到最大值.(4)果实内苯丙氨酸解氨酶在果实发育初期的活性较高,随着果实发育逐渐降低;多酚氧化酶活性变化与苯丙氨酸解氨酶相似;过氧化物酶活性随果实的生长呈现先上升后下降的趋势,其活性峰值在盛花后第28 d,其后缓慢下降.(5)不同时期套袋处理后,苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶以及多酚氧化酶活性整体上均比对照降低,与石细胞含量呈正相关关系.     

氮素水平对冬小麦籽粒灌浆过程中淀粉合成关键酶活性的影响

小麦籽粒灌浆过程中,淀粉合成关键酶腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADPG-PPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、淀粉分支酶(SBE)和束缚态淀粉合成酶(GBSS)均随着灌浆进程呈单峰曲线变化,峰值出现在花后25d;不同氮肥施用量对灌浆前期酶活性的影响较小,而在花后20d之后影响较大;随着氮肥施用量的增加,4种酶活性均呈增加趋势,但氮肥过量时酶活性下降,表明适当增加施氮量有利于淀粉合成关键酶活性的提高。     

抗旱性不同品种的小麦叶片中光合电子传递和分配对氮素水平的响应

在大田控制条件下,以植物叶片气体交换和叶绿素荧光测定相结合的方法,研究抗旱性不同品种冬小麦拔节期叶片的光合电子传递及激发能利用分配对氮素响应的结果表明,施氮可提高抗旱性不同品种小麦叶片天线色素吸收光能的能力,虽然氮素不能改变激发能在光合碳还原（PCR）和光合碳氧化（PCO）之间的分配比例,但可提高PSⅡ总电子传递速率（JF）和Pn。低氮下不同品种小麦叶片的热耗散比例有差异,但中高氛下叶片之间无显著差异。旱地品种的鼻值随氮素水平的提高而先增加后下降,而水地品种则表现为持续升高：2个小麦品种的叶片J0值随氮素水平的提高而呈持续升高的变化趋势。氮素对叶片PSⅡ反应中心活性有影响．而不同抗旱性品种之间亦有差别,说明施氮可改善小麦叶片热耗散和光化学反应对激发能的竞争关系,从而增强光合机构的自我保护能力。     

钾营养对扬花期小麦旗叶光合速率日变化的影响

在田间栽培条件下,小麦旗叶的气孔导度、净光合速率与钾之间呈显著的正相关.钾可减少由于光合“午睡“造成的26.5%～37%的光合产量损失.     

施氮对冬小麦旗叶RuBP羧化酶活性及叶绿素荧光参数的影响

以大穗型小麦品种'兰考矮早8'和多穗型品种'豫麦49-198'为材料,采用盆栽试验研究了不同施氮量对两种穗型冬小麦品种旗叶RuBP(1,5二磷酸核酮糖)羧化酶和PEPC(磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶)活性及叶绿素a荧光动力学参数的影响.结果表明,在本试验条件下,随着花后天数的增加,两小麦品种旗叶RuBP羧化酶和PEPC活性总体呈下降趋势;随着施氮量的增加,RuBP羧化酶和PEPC活性呈增加趋势,其中RuBP羧化酶活性多数以N4(N 4.8 g/盆)处理最高,PEPC活性多数以N3(N 3.6 g/盆)处理最高.随着施氮量的增加,两小麦品种旗叶Fv/F0、Fv/Fm和qP均呈增加趋势,且以N4 (N 4.8 g/盆)处理的值最高,并且处理之间的差异达显著水平(P<0.05).研究发现,本试验条件下,适量施用氮肥有利于小麦旗叶RuBP羧化酶和PEPC活性的增加及叶绿素a荧光动力学参数Fv/F0和Fv/Fm的提高,从而有助于光合同化物的积累和小麦穗粒重的提高.     

不同穗型冬小麦品种蔗糖和淀粉合成中关键性酶的活性变化

灌浆期间的豫麦66和豫麦49旗叶中蔗糖磷酸合成酶(SPS)和籽粒中蔗糖合成酶(SS)活性均呈单峰曲线变化,峰值分别出现在花后20和15 d,整个灌浆期内豫麦66 SPS与SS活性均高于豫麦49;豫麦66籽粒中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPP)和淀粉分支酶(SBE)活性均呈单峰曲线变化,峰值出现在花后20 d,而可溶性淀粉合成酶(SSS)活性则呈双峰曲线变化,峰值分别出现在花后10和20 d,且第二个峰值显著高于第一个.     

冬季小麦叶片光合作用对温度响应方式的变化

冬季田间生长的小麦离体叶片净光合速率（Ｐｎ）对温度的响应有两种方式。在１２月上旬可以观测到第一种方式。在离体叶片周围空气温度从１０℃逐步升到３０℃后的１ｈ内Ｐｎ逐渐升高,在随后气温逐步降低到１０℃的过程中,Ｐｎ都比先前升温过程中同样温度下的数值高。３０℃下叶片胞间ＣＯ２浓度（Ｃｉ）降低和叶片无机磷含量增高表明,这种响应方式可能起因于一些光合碳同化酶活性的增高。在１２月中旬以后可以观测到第二种方式。Ｐｎ在３０℃下的１ｈ内逐步下降,在随后的降温过程中Ｐｎ都比升温过程中同样温度下的数值低。３０℃下叶片Ｃｉ和膜透性增高表明,这种响应方式可能是适应冬季低温的光合机构膜系统在高温下遭受破坏的结果。     

冬小麦籽粒淀粉合成相关酶活性的日变化

蔗糖向淀粉的转化是决定小麦籽粒产量的重要因素。田间条件下研究了两个小麦(TriticumaestivumL.)品种“鲁麦22”和“鲁麦14”籽粒淀粉合成相关酶:蔗糖合酶(sucrosesynthase,SS)、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADP-glucosepyrophosphorylase,ADPGPPase)、可溶性淀粉合酶(solublestarchsynthase,SSS)、束缚态淀粉合酶(starchgranule-boundsynthase,GBSS)的活性以及籽粒ATP含量的日变化。结果表明,上述酶活性呈现明显的昼夜变化特征,酶活性一般在白天较低,而在夜间呈现较高活性,而籽粒ATP含量趋势相反。相关分析表明,白天较低的酶活性可能与气温超过其适宜温度有关。对籽粒淀粉合成相关酶活性日变化的可能因子进行了讨论。     

灌浆期热胁迫对小麦不同绿色器官光合性能的影响

以4个冬小麦（Triticum aestivem L.）品种（“JD8”、“Jing411”、“Centurk”和“Tam202”）为材料,研究灌浆期热胁迫对旗叶叶片、旗叶鞘、穗下节间、护颖、外疑和芒的光合性能和籽粒产量的影响。结果表明：灌浆期对泪科进行热锻炼也能增加其耐热性且各绿色器官间耐热性差异显。耐热性较强的器官为穗下节间、旗叶鞘和护颖;热敏感器官为旗叶叶片、外颖和芒。热胁迫条件下,穗下节间1旗叶鞘和护颖的细胞膜热稳定性强,光系统Ⅱ原初光能转换效率（Fv/Fm）下降速率以及叶绿素和类胡萝卜素降解速率均低于旗叶叶片、外颖和瓦,穗的净光合速率下降幅度小于旗叶。热胁迫过程中,相对耐热品种“JD8”各器官上述光合参数的下降速度均显低于其他3个热敏感品种。     

氮肥对旱作小麦光合作用与环境关系的调节

土壤水分胁迫下,测定不同供氮小麦生理指标与环境因子的结果表明,25％的空气湿度是氮对作物调控的下限。在此值以上,增施氮肥可以提高光合速率适应高温和高湿的能力,扩大气孔导度受空气温度和湿度抑制的范围,提高叶片保水能力,从而增强小麦抗旱能力。     

控释氮肥对紫萼玉簪（Hosta ventricosa）生长和光合特性的影响

以紫萼玉簪（Hosta ventricosa）盆栽苗为材料,研究了50%遮荫条件下控释氮肥对玉簪不同生长发育时期生长和光合特性的影响,结果表明：N₁处理（4 g控释氮肥）和N₂处理（8 g控释氮肥）能够提高或显著提高玉簪不同生长发育时期干物质量;能够显著提高形态建成期叶绿素b（Chlb）含量,抽葶期和开花期叶绿素a（Chla）、Chlb及类胡萝卜素（Car.）含量;且显著提高各生长发育时期净光合速率（P_n）。在抽葶期和开花期,N₁处理最大光能转化效率（F_v/F_m）、PSⅡ电子传递量子效率（Φ_PSⅡ）、PSⅡ有效光化学量子产量（F′_v/F′_m）显著高于对照, 在形态建成期和开花期,N₂处理F_v/F_m、Φ_PSⅡ、F′_v/F′_m显著高于对照,且抽葶期F_v/F_m显著高于对照。除形态建成期N₁处理外,各施氮处理qP在不同时期与对照无显著差异。各施氮处理NPQ在形态建成期与对照无显著差异,而在抽葶期和开花期显著低于对照。