不同光合特性大豆叶的比较解剖研究

本研究选取不同光合速率的品种‘黑农26’（高产低光效）、‘黑农40’、‘黑农41’（高产高光效）为材料,于大豆开花后的不同生育时期,对大豆的功能叶片、叶柄解剖学进行了研究。结果表明：（1）不同类型大豆的叶肉结构有明显区别。叶片厚度依次为‘黑农40’>‘黑农41’>‘黑农26’。各期的基本趋势是一致的。栅栏组织的厚度和层数与叶片的厚度趋势一致。（2）各品种栅栏组织中的叶绿体数目均多于海绵组织,且高光效类型多于低光效类型。局部观察不 同品种间,叶绿体内的基粒和间质片层结构高光效的也明显优于低光效的品种。（3）气孔包含数量和大小两个因素,气孔大小基本一致,下表皮数量>上表皮,高光效类型>低光效类型。（4）各品种主脉维管束中木质部的导管数目依次为‘黑农41’>‘黑农40’>‘黑农26’。     

不同光合特性大豆叶的比例解剖研究

本研究选取不同光合速率的品种‘黑农26'(高产低光效)、‘黑农40'、‘黑农41'(高产高光效)为材料,于大豆开花后的不同生育时期,对大豆的功能叶片、叶柄解剖学进行了研究.结果表明(1)不同类型大豆的叶肉结构有明显区别.叶片厚度依次为‘黑农40'>‘黑农41'>‘黑农26'.各期的基本趋势是一致的.栅栏组织的厚度和层数与叶片的厚度趋势一致.(2)各品种栅栏组织中的叶绿体数目均多于海绵组织,且高光效类型多于低光效类型.局部观察不同品种间,叶绿体内的基粒和间质片层结构高光效的也明显优于低光效的品种.(3)气孔包含数量和大小两个因素,气孔大小基本一致,下表皮数量>上表皮,高光效类型>低光效类型.(4)各品种主脉维管束中木质部的导管数目依次为‘黑农41'>‘黑农40'>‘黑农26'.     

越冬期遮阴条件下3个不同秋眠型紫花苜蓿品种叶片解剖结构与其光生态适应性

在我国南北气候过渡地区, 采用遮阴试验和石蜡切片法, 研究越冬期不同光强对3个不同秋眠型紫花苜蓿(Medicago sativa)品种(‘维多利亚’、 ‘巨人201’和‘游客’)叶片解剖结构的影响。结果表明: 随着光强减弱, 各紫花苜蓿品种表皮结构中上、下表皮角质层厚度, 气孔密度和气孔开度明显下降; 上、下表皮厚度呈上升趋势。随着遮阴强度增加, 叶肉组织中海绵组织细胞宽度显著上升, 栅栏组织厚度、栅栏组织细胞层数、栅栏组织厚度/海绵组织厚度显著下降; 品种间海绵组织厚度和栅栏组织细胞宽度变化趋势不一致。叶片结构整体特征中叶片厚度、叶肉厚度、中脉厚度、组织结构紧密度随光强减弱而显著下降, 组织结构疏松度明显上升, 叶脉突起度变化不明显。品种间各叶片解剖性状变幅及可塑性指数具有明显的差异, 表明其对弱光适应方式不同。Pearson相关分析表明, 各紫花苜蓿品种叶片气孔密度、栅栏组织厚度、叶肉厚度、叶片厚度及栅栏组织厚度/海绵组织厚度与光强呈显著正相关, 可能是紫花苜蓿叶片解剖结构光强敏感特征参数, 其中, ‘维多利亚’叶片敏感特征参数与光强相关程度较低, 与光强相关的性状较少。综合各项分析结果, 初步确定越冬期紫花苜蓿耐阴性与其秋眠性相关, 半秋眠型品种‘维多利亚’ >秋眠型品种‘巨人201’≥非秋眠型品种‘游客’。     

葡萄属植物叶片显微和超微结构观察

利用光学显微镜和透射电镜,对葡萄属(Vitis L.)15种、1亚种和4栽培品种植物的叶片显微和超微结构进行了观察研究。结果显示:(1)东亚种群中桦叶葡萄的叶片总厚度和各组织厚度最大;北美种群的河岸葡萄和沙地葡葡叶片总厚度、上表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度和下表皮厚度较大,但叶片组织紧密度最小。(2)各种类间栅栏组织中叶绿体数目均多于海绵组织,且刺葡萄、桦叶葡萄、葛藟葡萄和秋葡萄叶肉细胞中叶绿体数目最多,北红、蘡薁、网脉葡萄和菱叶葡萄叶片中叶绿体数目最少,巨峰和桦叶葡萄叶绿体中含有大量的淀粉粒,桦叶葡萄、网脉葡萄、秋葡萄、葛藟葡萄、刺葡萄和华东葡萄含有较多的嗜锇颗粒。研究表明,中国野生葡萄的许多种类在叶片组织紧密度、叶绿体数量、淀粉粒数量、嗜锇颗粒数量方面均高于北美种群的河岸葡萄和沙地葡萄,具有更高的结构抗性基础。     

大豆离体培养及高频再生基因型的筛选

为建立一个高效的大豆再生体系用于大豆的遗传转化,选用3个东北主栽品种‘黑农35’、‘黑农41’和‘黑农58’的子叶节和胚尖作为外植体,分别建立了3个品种的子叶节和胚尖再生体系,并研究了6-BA对大豆再生的影响。结果表明,‘黑农41’子叶节最适芽诱导培养基为MSB5＋1.0mg·L-16-BA＋0.2mg·L-1IBA,胚尖最适芽诱导培养基为MSB5＋0.2mg·L-16-BA＋0.2mg·L-1IBA。‘黑农41’再生体系在出芽率、出芽数和芽伸长数上均远高于‘黑农35’和‘黑农58’,是一个优秀的大豆转基因受体材料。     

8种绿化树种光合特性及叶片解剖结构比较

城市绿化不仅包含了园林绿化的美化作用,还具有重要的生态功能,其生态功能是通过植物的生理活动实现的。光合能力在种间和基因型间的变化很大,这些差异通常与代谢和(或)叶片的解剖结构的性质有关。本研究选择8种哈尔滨常见树种,采用Li-6400便携式光合测定系统对叶净光合速率(P_n)、呼吸速率(R_d)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)等进行测定,并利用显微镜观察测定叶片厚度、表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度,从而探讨叶片结构对光合生理的影响。结果表明:8个树种间叶片最大光合速率、气孔导度、胞间CO_2浓度、蒸腾速率、光饱和点差异显著(P <0.05);表皮厚度、栅栏组织厚度、上表皮气孔密度和下表皮气孔密度差异显著(P <0.05)。虽然8个树种间光合能力和叶片解剖结构的差异较大,但分析发现其间也存在一定的相关性。其中,光饱和点与叶表皮厚度显著正相关(P <0.01),相关系数为0.78。胞间CO_2浓度与上表皮气孔密度显著负相关(P <0.05),相关系数为-0.65。而最大光合速率、呼吸速率、蒸腾速率和光补偿点与表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、上表皮气孔密度和下表皮气孔密度相关均不显著(P> 0.05)。胞间CO_2浓度与表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度和下表皮气孔密度相关均不显著(P> 0.05)。光饱和点与栅栏组织厚度、海绵组织厚度、上表皮气孔密度和下表皮气孔密度相关均不显著(P> 0.05)。虽然对叶片结构对生理过程的影响的机理还需要进一步研究,但是我们认为叶片解剖结构的研究可以更好地理解生理指标的变化。     

遮荫对南美蟛蜞菊、蟛蜞菊及其自然杂交种叶片显微结构及叶绿体超微结构的影响

利用JSM-6360LV型扫描电镜和JEM-1010型透射电镜,观察了南美蟛蜞菊、蟛蜞菊及其自然杂交种新近成熟和老熟叶片的解剖结构及叶绿体超微结构。结果表明:遮荫后该杂交种与其亲本新近成熟叶片均表现为上下表皮气孔密度、叶片总厚度及上下表皮厚度、栅栏组织、海绵组织厚度减小,叶绿体肿胀变形,基粒片层垛叠程度增加,淀粉粒增多变大;遮荫后杂交种老熟叶片总厚度及上表皮、栅栏组织、海绵组织厚度增加,入侵种的下表皮厚度及本地种的上表皮厚度增加,叶绿体超微结构在遮荫后均出现严重损伤,基粒片层类囊体结构边缘溶解等。说明三种蟛蜞菊属物种及各物种不同叶龄叶片对弱光条件的响应存在差异;杂交种叶片显微及超微结构在不同光照下的变化介于亲本之间,对遮荫环境能较好适应。     

NaCl胁迫对5个桂花品种叶片超微结构的影响

该研究以5个桂花品种为材料,以Hoagland培养液为对照,设计2个NaCl含量(70、100 mmol/L)处理10 d后利用透射电镜和扫描电镜观察各处理不同品种的叶片超微结构特征,以明确桂花品种对耐NaCl胁迫的解剖结构响应机制。结果显示：(1)透射电镜观察发现：随NaCl 胁迫程度的加强,5个桂花品种叶肉细胞中叶绿体结构受到不同程度地破坏;70 mmol/L NaCl处理后,5个品种的细胞核基本保持正常,而100 mmol/L NaCl处理后核内染色质发生降解;随着NaCl胁迫程度的加强,5个桂花品种的类囊体片层结构中嗜锇颗粒明显增多;在膜结构方面,大叶银桂的叶肉细胞被破坏程度最为严重,叶绿体膜被破坏,叶绿体形状基本不能辨认。(2)扫描电镜观察结果显示：随着NaCl浓度的增大,5个品种叶片表面的气孔密度不断增大,而张开气孔的密度却不断减小,且叶肉细胞体积均缩小;‘大叶银桂’、‘笑秋风’、‘晚籽银桂’的栅栏组织占叶厚的比重随NaCl胁迫浓度的增大而升高,‘潢川金桂’和‘紫梗籽银桂’的栅栏组织占叶厚的比重则随NaCl胁迫浓度的增大而呈先升高后降低的趋势。研究表明,NaCl胁迫对桂花叶片细胞叶绿体、细胞核等的超微结构会造成损伤,且NaCl胁迫浓度越高损伤越明显。该试验可初步判断‘大叶银桂’、‘笑秋风’、‘晚籽银桂’的耐盐性略高于‘潢川金桂’和‘紫梗籽银桂’。     

玻璃化与正常苹果试管苗的叶片和茎的显微结构比较

以苹果品种‘鲁加5号’试管苗为试材,其用石蜡切片和电镜扫描观察方法,比较玻璃化与正常试管苗叶片和茎的显微结构的结果表明：苹果玻璃化试管苗的叶片和茎的显微结构与正常试管苗有显著差异,前者的叶片厚度变大,表皮细胞密度极低;表皮细胞体积膨大,液泡化,栅栏组织厚度减小,海绵组织厚度增加;气孔器的长轴变化不明显,短轴变宽,气孔密度极高;茎的维管组织中有空洞和塌陷,导管管壁多皱褶,筛管中无淀粉粒积累。     

利用气孔保卫细胞周长及叶绿体数目鉴定油菜种间杂种研究

以白菜型冬油菜‘陇油7号’、‘陇油9号’(AA,2n=20),芥菜型油菜‘冬芥’(AABB,2n=36),甘蓝型油菜‘vision'(AACC,2n=38),种间杂种‘陇油7号’ב冬芥’、‘陇油9号’בvision'为试材,对其叶片气孔保卫细胞周长及叶绿体数目进行统计分析,探讨一种快速鉴定油菜种间杂种的简易方法,并用SSR标记法对气孔保卫细胞周长及叶绿体分界法可靠性进行进一步验证.结果显示:(1)油菜亲本及种间杂种气孔保卫细胞周长在不同叶片间变异程度接近,而同一叶片的气孔保卫细胞周长下部位变异程度较小.(2)不同类型油菜亲本及其种间杂种叶片气孔保卫细胞周长和叶绿体数存在明显的分界线,具体判定分界值为:周长＜58.90 μm为白菜型油菜、周长58.90～75.83 μm为种间杂种F1、周长＞75.83 μm为甘蓝型或芥菜型油菜;叶绿体数10～12个为白菜型油菜、14～16个左右为杂种F1、18～19左右为甘蓝型或芥菜型油菜.(3)随机选择经叶片气孔保卫细胞周长和叶绿体数分界特征值鉴定的油菜种间杂种单株40个,用SSR分子标记法对鉴定结果显示,有37个单株具有杂交种带型为真杂种,两种方法鉴定油菜真杂种的吻合率达97.5％.研究表明,白菜型、甘蓝型、芥菜型油菜及其种间杂种的叶片气孔保卫细胞周长及叶绿体存在特定的分界线值,据此可以方便有效地鉴定油菜种间杂种,即当植株气孔同时满足保卫细胞周长在58.90～75.83 μm、叶绿体数在14～16个左右时,则可判定其为真杂种.     

山茶属五种植物叶片解剖特征及与光合生理相关性研究

利用扫描电子显微镜观察山茶属（ＣａｍｅｌｌｉａＬｉｎｎ．）五种植物叶片解剖特征,并与光合生理相关性进行分析。实验选择的五种植物均为Ｃ３植物,其中小黄花茶（ＣａｍｅｌｌｉａｌｕｔｅｏｆｌｏｒａＹ．Ｋ．Ｌｉ）和四球茶（Ｃ．ｔａｃｈａｎｇｅｎｓｉｓＦ．Ｃ．Ｚｈａｎｇ）为阴性植物．叶绿素含量较高;咸宁短柱茶（Ｃ．ｓａｌｕｅｎｅｎｓｉｓＳｔａｐｆ．ｅｘＢｅａｎ．）为偏阴性植物,叶绿素含量较低;美丽红山茶（Ｃ．ｄｅｌｉｃａｔａＹ．Ｋ．Ｌｉ）和狭叶瘤果茶（Ｃ．ｎｅｒｉｉｆｏｌｉａＣｈａｎｇ）则属于半阴性植物。它们的光合生理指标值差异取决于叶片解剖特征的差异;与光补偿点,光饱和点,净光合速率（Ｐｎ）,光呼吸速率（Ｐｒ）,暗呼吸速率（Ｄｒ）相关性最密切的解剖指标是栅栏组织厚度、栅栏组织中的细胞层数、栅栏细胞内的叶绿体数,栅栏组织厚与叶厚的比值、与栅栏细胞粗度的比值、与海绵组织厚度的比值．叶片上表皮厚、上表皮角质层厚及下表皮气孔密度亦与上述光合生理指标呈弱正相关,叶片大小、气孔器大小及气孔口长则与上述光合生理指标呈弱负相关;下表皮厚、海绵组织厚度及栅栏细胞内叶绿体大小与各项光合生理指标几乎无关。该五种植物的叶片解剖和光合生理特     

Differential adaptation of two varieties of common bean to abiotic stress: II. Acclimation of photosynthesis

The photosynthetic characteristics of two contrasting varieties of common bean (Phaseolus vulgaris) have been determined. These varieties, Arroz and Orfeo, differ in their productivity under stress conditions, resistance to drought stress, and have distinctly different stomatal behaviour. When grown under conditions of high irradiance and high temperature, both varieties displayed evidence of photosynthetic acclimation at the chloroplast level-there was an increase in chlorophyll a/b ratio, a decreased content of Lhcb proteins, and an increased xanthophyll cycle pool size. Both varieties also showed reduced chlorophyll content on a leaf area basis and a decrease in leaf area. Both varieties showed an increase in leaf thickness but only Arroz showed the characteristic elongated palisade cells in the high light-grown plants; Orfeo instead had a larger number of smaller, rounded cells. Differences were found in stomatal development: whereas Arroz showed very little change in stomatal density, Orfeo exhibited a large increase, particularly on the upper leaf surface. It is suggested that these differences in leaf cell structure and stomatal density give rise to altered rates of photosynthesis and stomatal conductance. Whereas, Arroz had the same photosynthetic rate in plants grown at both low and high irradiance, Orfeo showed a higher photosynthetic capacity at high irradiance. It is suggested that the higher yield of Orfeo compared with Arroz under stress conditions can be explained, in part, by these cellular differences.     

苦瓜叶片结构与白粉病抗性的关系

以不同抗白粉病的苦瓜品系幼苗为材料,对它们的叶片及上下表皮厚度、栅栏组织及海绵组织厚度、叶片结构紧密度及疏松度、蜡质含量、比叶重、气孔及茸毛密度等叶片结构进行观察比较,探讨苦瓜白粉病抗性与其主要叶片结构指标的关系。结果显示:（1）抗病苦瓜品系叶片的蜡质含量显著高于感病品系,与病情指数呈显著负相关关系,蜡质层是其抵抗和延迟病原菌侵入的一个有力结构屏障。（2）感病品系叶片的气孔和叶背面茸毛数量显著多于抗病品系,且叶背面的气孔及茸毛密度与病情指数呈显著正相关关系,即气孔和茸毛越少越抗病。（3）抗病苦瓜品系的叶片栅栏组织以及海绵组织排列整齐、紧密,而高感品系的叶片组织出现大量孔隙,较难观察到完整细胞。（4）抗病品系叶片厚度、下表皮厚度、栅栏组织厚度、叶片结构紧密度明显高于感病品系,而感病品系的海绵组织厚度、叶片结构疏松度明显高于抗病品系;且苦瓜比叶重与其白粉病抗性关系不大。研究认为,苦瓜叶片蜡质含量、叶背面气孔及茸毛密度可以作为苦瓜白粉病抗性鉴定的参考指标。     

高产大豆品种的高光效特性

利用荧光射光谱技术及荧光诱导动力学技术,研究了不同基因型大豆,高产大豆黑农４０和黑农４１及你燕大豆黑农３７的光能吸收,传递和转化等特性。结果表明,高产大豆的叶绿素（Ｃｈｌ）和类胡萝卜素（Ｃａｒ）的含量增高于黑农３７,但不同的品种种差异幅度有所不同。吸收光谱表明高产大豆叶经体对光能有更强的吸收能力;Ｍｇ＾２＋对高产大豆叶绿体ＰＳＩ和ＰＳⅡ之间激发能分配的有力均高于低产品种;高产大豆叶片ＰＳⅡ原初光能     

Study on Leaf Anatomy and Photosynthesis of Cymbidium sinense

The leaf surface of Cymbidium sinense(Andr.) Willd was covered with cuticle and wax. The stomata were distributed in the dorsum of the leaf, the density being 100–130 mm-2 There was a stomatal cover on each stoma. The mesophyll was not differentiated into spongy tissue and palisade tissue. No chloroplast was observed in the vascular bundle sheath cells. The chloroplast in the mesophyll cells had well developed grana, with lightly stacked thylakoids and osmiophilic granules. The highest quantum yield of functional leaf was 0.082. The light compensation point of photosynthesis was about 5 μE·m-2·s-1, the light saturation point was about 200 μE·m-2·s-1. The photosynthetic ra,e of Cymbidium sinense was very low, generally 2.0–2.6 μmol CO2· m-2·s-1. The optimum temperature of photosynthesis of one-year-old leaf was 25℃. The photosynthe,ic rate of the three-year-old leaf declined with temperature rise. The ratio of chlorophyll a/b was about 2.7. The CO2 compensation point of photosynthesis was 105–220 ppm. All these data show that Cymbidium sinense belongs to the typical shade plants with low photosynthetic rate and high CO2 compensation point that explains that the growth of Cymbidium sinense is slow in nature.     

不同灌水量对干旱区枸杞叶片结构、光合生理参数和产量的影响

宁夏枸杞是我国重要的药用植物资源.为确定宁夏枸杞的适宜灌溉量,在人工控水条件下,研究了不同月灌溉定额对宁夏枸杞叶片结构、光合生理以及果实产量的影响.结果表明：月灌水定额＜900 m³·hm^-2时,随着灌水量的增加,枸杞的叶面积、叶片厚度、栅栏组织厚度和叶片结构紧密度、叶片光合速率、瞬时水分利用效率、气孔限制值和枸杞果实产量显著增加,而气孔密度和胞间CO₂浓度则呈下降趋势;月灌水定额＞900 m³·hm^-2以后,叶片胞间CO₂浓度随月灌溉定额的增加呈上升趋势, 而叶面积、气孔密度和枸杞果实产量变化不显著,其他指标均呈相反的变化趋势.枸杞叶片蒸腾速率和气孔导度值以450 m³·hm^-2处理最高,分别达8.02和324 mmol·m^-2·s^-1;其他处理均低于对照.在节水条件下,900 m³·hm^-2的月灌溉定额较适合枸杞的灌溉.     

海岛棉和陆地棉叶片光合能力的差异及限制因素

研究海岛棉和陆地棉两个栽培种间叶片的光合特性及组织解剖结构特性,揭示不同棉花栽培种叶片的光合能力的差异,探讨如何进一步提高海岛棉的光合物质生产能力,以期为高光效棉花品种选育和高产高效栽培实践提供理论基础。在新疆气候生态条件下,选用北疆棉区有代表性的海岛棉品种新海22号和陆地棉品种新陆早13号为试验材料,分别测定了两棉花栽培种叶片的净光合速率（PN）、气孔导度（Gs）及叶片温度的日变化,PN-PPFD（光量子通量密度）响应曲线,PN-Ci（胞间CO2浓度）响应曲线以及叶绿素含量、叶片面积、比叶重和地上部生物量等指标,并观察了叶片的形态解剖结构特性。研究结果表明,当新陆早13号叶片被固定于水平方向上以后,日进程中新海22号的叶片温度显著高于新陆早13号。在上午和下午光强较低时,新海22号和新陆早13号的PN和Gs无明显差异;12:00h至16:00h（北京时间,下同）,新海22号叶片的PN和Gs均显著低于新陆早13号。新海22号和新陆早13号叶片的PN-Ci响应曲线无明显差异。新海22号叶片的Pmax（最大光合速率）低于新陆早13号,而两者的AQY（表观量子效率）无显著差异。新海22号叶片的栅栏组织厚度、比叶重和生物量均显著低于新陆早13号,而叶绿素含量和叶片面积均显著高于新陆早13号。因此,田间条件下,海岛棉叶片的实际光合能力低于陆地棉,但两者具有相似的光合潜力。气孔导度是导致海岛棉和陆地棉叶片实际光合能力存在差异的重要原因,而栅栏组织较薄限制了海岛棉叶片光合潜力的进一步发挥。     

成都地区10种园林灌木叶片结构与抗旱性关系研究

利用石蜡切片法和指甲油印迹法,对成都地区10种常见园林灌木叶片解剖结构的13个指标:主脉厚度、叶片厚度、上下表皮角质层厚度、上下表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、下表皮气孔密度、气孔长度、气孔宽度、叶片结构紧密度、栅栏组织与海绵组织厚度比(栅海比)进行测定和分析,再用方差分析和主成分分析法选取有代表性的指标,结合隶属函数法对物种间的抗旱性进行综合评价。结果显示,13个指标的变异系数为17.40%～68.20%,在10种园林灌木间差异极显著。10种植物都属于异面叶,组织结构易于辨识(三角梅的下表皮角质层太薄,无法测出数据)。叶片结构紧密度、栅海比、气孔密度、气孔长、气孔宽、栅栏组织厚度可作为评价这10种园林灌木抗旱性的重要指标。抗旱性由强到弱依次为:红花继木、鸭脚木、红叶石楠、栀子、西洋杜鹃、海桐、山茶、雀舌黄杨、三角梅和金边大叶黄杨。其中红花继木、鸭脚木、红叶石楠和栀子属于强抗旱品种,可用于屋顶、边坡等区域种植。