杂交水稻及其亲本光合特性的研究 Ⅰ．功能叶片叶绿素含量、叶绿素－蛋白复合物及诱导荧光动力学

研究了杂交水稻青优１５９和广优四号及其亲本功能叶片的光合速率、叶绿素含量、叶绿素－蛋白复合物及诱导荧光动力学特性．这二个杂交水稻的光合速率分别高于其亲本,其超亲优势分别为１８．７２％和１８．２％,平均优势分别为２９．６％和２６．２％．杂交水稻功能叶片的叶绿素－蛋白复合物在６５０ｎｍ和６７５ｎｍ处光密度扫描峰面积具有明显的杂种优势,并与光合速率之间有较密切的正相关关系;叶绿素诱导荧光动力学特征参数Ｆｖ／Ｆｍ和Ｆｖ／Ｆｏ比值超过其高值亲本,具有杂种优势;杂交水稻功能叶片的叶绿素含量没有明显的杂种优势,光合速率与叶绿素含量之间没有明显的相关关系。而杂交水稻功能叶片的叶绿素ａ／ｂ比值均低于其亲本,并且叶绿素ａ／ｂ比值与光合速率呈较为密切负相关．     

杂交水稻及其亲本光合特性的研究Ⅱ.功能叶片的希尔反应、光合磷酸化、ATP酶活性和ATP含量

研究了杂交水稻青优159（母本青A,父本R159）和广优四号（母本广A,父本青六矮）及其亲本功能叶片的希尔反应活性、光合磷酸化、ATP含量及ATP酶活性等。实验结果表明了两组杂交水稻功能叶片的希尔反应活性高于其亲本,其超亲优势分别为13．44％、13、93％,平均优势分别为26．44％、1774％;功能叶片的光合磷酸化活性亦有杂种优势,其超亲优势分别为21．35％、18．81％,平均优势分别为34．06％、22．71％;杂种F1的两种ATP酶（Cd －ATP酶和Mg －ATP酶）活性和叶组织中ATP含量均高于其亲本,亦表现出明显的杂种优势。另外从我们的试验结果中还可以见到,希尔反应活性、光合磷酸化活性、ATP酶活性及ATP含量与光合速率的大小有密切的正相关关系,说明这些生理生化特性可以作为高光合速率杂交水稻鉴别的指标。     

杂交水稻及其亲本光合特性的研究：Ⅱ.功能叶片的希尔反应,光…

研究了杂交水稻青优１５９和广优四号及其亲本功能叶片的希尔反应活性,光合磷酸化,ＡＴＰ含量及ＡＴＰ酶活性等。实验结果表明两组杂交水稻功能叶片的希尔反应活性高于其亲本,其超亲优势分别为１３．４４％,１３．９３％,平均优势分别为２６．４４％,１７．７４％;功能叶片的光全磷酸化活性亦有杂种优势,其超亲优势分别为２１．３５％,１８．８１％,平均优势分别为３４．０％,２２．７１％;要种Ｆ１的两种ＡＴＰ酶活性和     

杂交水稻及其亲本光合特性的研究 Ⅲ.功能叶片碳代谢中一些酶活性

对杂交水稻青优159（母本青A,父本R159）和广优四号（母本广A,父本青六矮）及其亲本功能叶片光合碳代谢中一些酶活性进行了研究。实验结果表明了两组杂交水稻的RuBPCase活性、RuBPCase/RuBPOase活性比值超过其各自的亲本;而杂交水稻青化159和广优四号的RuBPOase活性、乙醇酸氧化酶活性、光呼吸速率、光呼吸速率与光合速率的比值明显的低于其各自双亲．对RuBPCase活性和乙醇酸氧化酶活性与光合速率进行相关分析,结果表明RuBPCase活性与光合速率有正相关关系,相关系数为0．768;而乙醇酸氧化酶活性与光合速率负相关,相关系数为-0．834;两者均达到α＝0．05显著水平。     

杂交水稻灌浆期光合生理特性的研究

本文对3个杂交水稻及其亲本灌浆期叶绿体诱导荧光动力学光谱、活体叶片光合放氧速率、叶绿体低温(77k)荧光发射光谱与二磷酸核酮糖羧化酶的活性研究结果表明:强优势的杂种均表现出高活性和高效率,而弱优势的杂种则相反。并对光合优势的生理机制进行了分析。     

茉莉酸甲酯对水稻幼苗光合作用的影响

２．５×１０－４ｍｏｌ／Ｌ茉莉酸甲酯处理水稻（ＯｒｙｚａｓａｔｉｖａＬ．）幼苗叶片,可明显地降低Ｃｈｌａ、Ｃｈｌｂ的含量及叶片的光合速率,抑制ＲｕＢＰＣａｓｅ的活性,抑制幼苗叶片中ＲｕｂｉｓＣＯ大亚基的合成,降低小亚基的含量。对幼苗叶片中叶绿素含量、叶片的光合速率及ＲｕＢＰＣａｓｅ的活性没有影响。     

低浓度NaHSO3促进田间水稻的光合磷酸化和光合作用

用１～２ｍｍｏｌ／Ｌ ＮａＨＳＯ３喷施于水稻（Ｏｒｙｚａ ａｔｉｖａ Ｌ．）叶面可以提高叶片的光合速率,并能持续３ｄ以上。在此条件下,光下叶片中的ＡＴＰ含量明显增高,叶片的叶绿素毫秒延迟荧光加强,反映与光合磷酸化活力有关的跨类囊体膜质子梯度增加。乳熟期喷施２次１ｍｍｏｌ／Ｌ ＮａＨＳＯ３后,水稻产量提高约１０％。研究表明ＮａＨＳＯ３的主要作用和ＰＭＳ（ｐｈｅｎａｚｉｎｅ ｍｅｔｈｏｓｕｌｆａｔｅ）     

运用叶绿素a荧光诱导动力学技术检测水稻生产潜力

运用叶绿素a荧光诱导动力学技术,检测水稻叶片和叶绿体的PSII原初光转化效率(F_v/F_m)或与此相关可代表PSII潜在活性(F_v/F_o)的参数,结果表明,不同产量水平的水稻品种之间,其叶片和叶绿体的F_v/F_m(或F_v/F_o)的比值,以及光合电子传递速率均有明显差异.此外,在外源Mg~(2+)的存在下,高产水稻品种叶绿体有更高的原初光能转化效率,同时Mg~(2+)对高产品种叶绿体PSII和PSI之间激发能分配的调节能力也较低产品种者高.实验说明Chl a荧光诱导动力学的技术,能够作为一种快速、灵敏和简便的有效方法用于早期检测水稻(或其他作物)的生产潜力.     

露水草的光合特性及其生态学意义

用盆栽和遮阴试验研究了露水草（Ｃｙａｎｏｔｉｓ ａｒａｃｈｎｏｉｄｅａ Ｃｌａｒｋｅ） 的光合作用特征,比较了不同遮光水平对光合速率、光合器官特性及光合产量的影响。结果如下：１．露水草是一种耐阴偏阳的Ｃ３ 类草木植物,其光合作用的光饱和点约为６５０ μｍ ｏｌ·ｍ － ２·ｓ－ １,光补偿点约为１７ μｍ ｏｌ·ｍ － ２·ｓ－ １,且具有高达１３０×１０－ ６的ＣＯ２ 补偿点。２．露水草的最大净光合速率为１２．４５ μｍ ｏｌ·ｍ － ２·ｓ－ １。叶片净光合速率的日变化规律呈双峰曲线,主峰在１１～１２ 时,次峰在１５时左右。３．遮光２０％ ～５０％ 有利于露水草的生长。与对照相比,叶片中叶绿素ｂ 的含量增加了４７％ ～８３％ ,并且由于净光合速率（相对光合速率）的提高,使光合生产量增加了１２％ ～１８％ 。     

水稻叶片中过氧化氢与核酮糖—1,5—二磷酸羧化酶／加氧酶降解 …

甲基紫精（ＭＶ）处理水稻植株能快速诱导核酮糖－１,５－二磷酸羧化酶／加氧酶（Ｒｒｂｉｓｃｏ,ＥＣ４．１．１．３９）及其它可溶性蛋白的降解。ＭＶ浓度越高,降解速率越高。ＭＶ能诱发叶片内源Ｈ２Ｏ２迅速积累。光合电子传递抑制剂ＤＣＭＵ（１５０μｍｏｌ／Ｌ）能显著抑制ＭＶ（１００μｍｏｌ／Ｌ）诱导的Ｒｕｂｉｓｃｏ及其它可溶性蛋白的降解;活性氧清除剂抗坏血酸（５ｍｍｏｌ／Ｌ）、甘露醇（１０ｍｍｏｌ／Ｌ）、苯     

不同光质对黄瓜叶片光合特性的影响

将黄瓜（ Ｃｕｃｕｍｉｓｓａｔｉｖｕｓ Ｌ．） 幼苗培养在相同辐照度（２０ μｍｏｌ·ｍ － ２·ｓ－１） 的白光、红光和蓝光下,研究了光质对黄瓜叶片的光合作用特性的影响。实验结果表明,生长在白光下的叶片,其叶绿素（Ｃｈｌ）含量分别比红光和蓝光下高７ ％ 和２２４％ ,在蓝光下的含量最低。生长在红光下的黄瓜叶片有较低的Ｃｈｌａ／ｂ 比值和较高的Ｃｈｌ ｂ 含量。低温（７７ Ｋ）荧光发射光谱和Ｃｈｌａ 荧光动力学诱导的实验结果表明,红光下的叶片具有较高的光系统Ⅱ（ＰＳⅡ） 活性和较低的光系统Ⅰ（ＰＳⅠ）活性,蓝光下的叶片具有较低的ＰＳⅡ活性和较高的ＰＳⅠ活性。红光下叶片的放Ｏ２ 速率比白光下叶片的放Ｏ２ 速率高４４９％ ,而蓝光下的叶片放Ｏ２ 速率略低于白光下的。表明光质对调节黄瓜叶片ＰＳⅠ和ＰＳⅡ的发育和光合活性以及光合放Ｏ２ 速率具有重要作用。     

几组有优和无优杂交组合中杂交稻及其亲本光合功能的比较

研究了３个杂交组合的杂交稻及其亲本的光合功能。实验结果表明,杂交稻的叶绿素（Ｃｈｌ）和类胡萝卜素（Ｃａｒ）的含量高于其亲本。在２组有优杂交组合中,杂交稻的ＰＳⅡ活性、ＰＳⅡ原初光能转化效率和叶片潜在光合作用量子转化效率,以及光合电子传递能力和对两个光系统之间激发能分配的调节能力,均高于其各自的亲本。此外,上述各光合功能又以母本优于父本。然而,在无优组合中,上述的光合功能却是父本高于母本和它们的子一代。根据所得的实验结果,进一步证实在配置杂交组合时,选择具有优良光合功能的母本,是获得在生产上可推广应用的杂交稻的重要途径之一。     

超级杂交稻两优培九及其亲本的光氧化特性

通过比较超级杂交稻两优培九和其亲本的光能利用与活性氧代谢的差异,为培育耐光氧化的杂交稻提供选亲配组的生理依据．使用TPS-光合仪和FMS2荧光仪(Hansateeh,UK)分别测定了人工光氧化处理后水稻叶片的光合速率与叶绿素荧光,同时测定了叶绿素、蛋白质和丙二醛的含量。以及超氧化物歧化酶和过氧化物酶的活性．结果表明,两优培九的光合速率低于母本2．4％,高于父本23％;光氧化处理8d后,与母本相比。两优培九的叶绿素、蛋白质、原初光化学效率、超氧化物歧化酶和过氧化物酶分别高于母本33％、15％、30％、32％和100％;光化学猝灭系数和丙二醛分别低于母本9％和50％。与父本相比,则差异不大．超级杂交稻两优培九在光氧化条件下光能利用率较高,在耐光氧化特性上具有超亲的光合生理特性．     

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。     

提高CO2浓度对两种亚热带树苗光合作用的影响

鼎湖山季风常绿阔叶林的主要优势乔木树种裂壳锥（Ｃａｓｔａｎｏｐｓｉｓｆｉｓｓａ （Ｃｈａｍ ｐ．ｅｘ Ｂｅｎｔｈ．） Ｒｅｈｄ．ｅｔＷｉｌｓ．）和荷木（Ｓｃｈｉｍ ａ ｓｕｐｅｒｂａ Ｇａｒｄｎ．ｅｔＣｈａｍ ｐ．）幼苗,盆栽于自然条件（ＣＯ２ 浓度３５０ μＬ·Ｌ－ １）或高ＣＯ２ 浓度为５００ μＬ·Ｌ－ １和空气ＣＯ２（３５０ μＬ·Ｌ－ １）的半开顶式气罩中。在生长最旺盛的６～９ 月份,高浓度ＣＯ２ 条件下生长的叶片,其光合速率比在自然条件下生长的提高７９％ ～９５％ 。当叶片在３５０ μＬ·Ｌ－ １和５００ μＬ·Ｌ－ １的ＣＯ２ 浓度下测定时,其光合速率无明显差异。高浓度ＣＯ２ 下生长的叶片其光合速率－ＣＯ２ 浓度响应曲线比对照（３５０ μＬ·Ｌ－ １）高,叶绿素和类胡萝卜素含量低,但叶绿素ａ 和ｂ 的比值及类胡萝卜素和叶绿素的比值不变。高浓度ＣＯ２ 下生长的叶片气孔导度明显降低。两种植物在８５ ｄ 的高浓度ＣＯ２ 的生长过程中,并未出现光合速率下调现象     

水分胁迫对小麦旗叶某些体内叶绿素a荧光参数的影响

研究了水分胁迫对京冬６号品种小麦（ＴｒｉｔｉｃｕｍａｅｓｔｉｖｕｍＬ．）的旗叶（于杨花期）的体内（ｉｎｖｉｖｏ）叶绿素ａ荧光诱导动力学及几种叶绿素ａ荧光参数的影响,以探究水分胁迫损伤光合作用的机理。通过将离体叶片放置于干燥器中不同时间以得到三种干旱的情况（失水叶片的ＲＷＣ分别为５０．９％,３１．５％和１７．５％。对照叶片的ＲＷＣ为７３．５％）。体内叶绿素ａ荧光特性是用ＰＡＭ叶绿素荧光计测定的。我们观察到水分胁迫显著地改变了小麦旗叶的重复饱和光脉冲激发的调制叶绿素ａ荧光诱导动力学的图形。对从这种荧光动力学的实验数据得到的四种重要的体内叶绿素ａ荧光参数：Ｆｍ／Ｆｏ值（最大荧光与基础荧光的比值）、（ｇ－ｈ）值（饱和光脉冲诱导的荧光尖峰信号高度）、ｑＰ值（光化学淬灭系数）和ｑＮ值（非光化学淬灭系数）,水分胁迫都有抑低的作用。并且我们注意到,在水分胁迫的严重程度与这四种荧光参数被抑低的程度之间,存在着正相关关系。我们的实验数据指出,水分胁迫抑制了光系统Ⅱ的氧化侧,并且也降低了光合膜的能量化作用     

叶绿素b含量低的水稻突变体的光合功能衰退及其与活性氧的关系

研究了一个在田间发现的水稻叶绿素b含量低的突变体叶片的光合功能衰退。和野生型相比,突变体的光合功能在叶片一生中较稳定;超氧阴离子和H2O2含量低,但活性氧清除系统的SOD和CAT酶活性差异不显著。由于突变体叶片中还原态辅酶Ⅱ和氧化态辅酶Ⅱ的比值低于野生型,因而认为其光合电子传递速率和羧化反应消耗电子速率之间比野生型更加平衡,是其光合功能较野生型稳定的原因。     

水稻光合功能相关性状QTL分析

利用粳稻Kinmaze／籼稻DV85杂交后代单粒传衍生的81个F11家系所组成的重组自交系（Recombinant Inbred Lines,RILs）群体,研究水稻光合功能相关性状的数量性状基因座（QTL）。在水稻抽穗后7d测定叶片全氮含量（TLN）、叶绿素a／b比值（Chl．a：b）和叶绿素含量（Chl）。共检测到6个QTL,各QTL的LOD值为2．66～4．81,贡献率为11．2％-29．6％,其中,在第1、2和11染色体上检测到3个与全氮含量相关的QTL,相应贡献率为17．3％、15．3％、13．7％;在第3和4染色体检测到2个与叶绿素a／b比值相关的QTL,贡献率为13．8％和29．6％;在第1染色体检测到1个与叶绿素含量相关的QTL,贡献率为11．2％。4个QTL为本研究新检测的基因座。有趣的是,控制叶绿素含量的qCC-1位于第1染色体上RFLP标记C122附近,与已报道的NADH-谷氨酸合成酶基因位置一致,而叶绿素合成始于谷氨酸,暗示该基因座与水稻光合功能关系极为密切。然而,对抽穗后30d叶绿素含量进行QTL分析,结果未检测到与其相关的QTL,表明控制叶绿素含量qCC-1效应随水稻叶片的衰老而降低。     

几组有优和无优杂交组合中杂交稻及其亲本光合功能的比较

研究了3个杂交组合的杂交稻及其亲本的光合功能。实验结果表明,杂交稻的叶绿素(Chl)和类胡萝卜素(Car)的含量高于其亲本。在2组有优杂交组合中,杂交稻的PSⅡ活性、PSⅡ原初光能转化效率和叶片潜在光合作用量子转化效率,以及光合电子传递能力和对两个光系统之间激发能分配的调节能力,均高于其各自的亲本。此外,上述各光合功能又以母本优于父本。然而,在无优组合中,上述的光合功能却是父本高于母本和它们的子一代。根据所得的实验结果,进一步证实在配置杂交组合时,选择具有优良光合功能的母本,是获得在生产上可推广应用的杂交稻的重要途径之一。     

水稻光合作用对加富CO2的响应

整个生育期经高ＣＯ２处理的５种水稻的ＰＳⅡ原初光化学效率与空气ＣＯ２中生长的对照无明显的差异高ＣＯ２下绿黄占３号,特三矮２号和普通野生稻叶片的平均光合放氧速度分别比各自的对照有所提高,而Ⅱ优４４８０和药用野生稻的光合速率低于对照。高ＣＯ２下生长的水稻叶片叶绿素含量和类胡萝卜素含量降低,生长后期的降解加快,并抑制了水稻的暗呼吸。