小麦旗叶发育过程中光合效率的变化

作物的产量基本上取决于光合机构的大小和效率（Ｇａｒｄｎｅｒ等１９８５）。要不断提高作物的单位面积产量,除了尽可能满足水、肥供应以获得足够大的光合机构从而接受足够多的光能外,还必须提高叶片的光合效率。这是增加作物产量的一条必由之路。因此,很有必要深入开展光合效率调节控制机理的研究。关于叶片生长发育期间光合速率与叶片结构的变化,已经有大量的研究报告,并且有全面的综合评述（ˇＣａｔｓｋｙ和ˇＳｅｓｔàｋ１９９７）。然而,关于叶片生长发育期间光合效率特别是荧光参数如何变化的报告却很少。虽然ˇＣａｔｓｋｙ…     

大豆高光效育种光合生理研究进展

作物生理学研究证明,光合作用是决定作物产量的最重要因素,因此,光合能力大小將直接影响作物产量的高低缭?0年代初,有人曾提出提高作物的光合效率可使产量提高的设想。与此同时,植物生理学的研究又在高等植物中发现了光呼吸及C_4双羧酸途径,给人们以新的启迪,开始认识到提高光能利用尚有巨大的潜力。自70年代以来,世界上一些国家开始把提高作物光合能力的遗传改进研究列为重点课题。美国一直对筛选、利用、创造同化CO_2能力强的作物品种十分重视。英国研究了小麦的净光合速率     

冠层光能利用效率改良的理论、分子途径及展望

当前作物的冠层光合效率仅仅是理论冠层光能利用效率的30%甚至更低,提高冠层光能利用效率是未来高光效改良的关键。由于冠层内部光环境和叶片生理状态的巨大差异,三维冠层光合模型是解析控制冠层光合效率的关键因子的重要理论手段。通过光合系统生物学手段,目前一系列提高光线、CO_2供给及改良光合器官效率的手段已经得以明确。在不同作物中,确立改良冠层光合效率的有效途径、建立实现高光效的有效分子模块及其组合方式、建立分子改造的分子工具包及设计工具是当前冠层光合效率研究的核心内容。     

在分组会上宣读和送交会议交流的论文目录

作物光合与相关性状两个不同光合效率的水稻品种的叶片形态解剖结构的比较吕荣章等(华南农学院) 水稻品种光的合速率及其相关性状胡延玉(四川农学院) 不同株型水稻光合特性的研究刘贞琦(贵州农学院) 水稻分蘖期的碳氮代谢与分藻形成的关系水稻成熟期叶片氮素变化动态及其与光合能力和经济产量的关系     

植物高光效基因工程育种

C₄植物所具有的C₄光合途径赋予其较高的光合作用效率,而一些主要的农作物如水稻、小麦、大豆等均为C₃作物,光合效率低下。随着生物技术的发展,通过基因工程手段利用C₄光合特性来改善C₃植物的光合效率进而提高其生物产量逐渐成为植物高光效育种的一个研究热点。综述了目前这一领域的研究进展及存在问题,预测了这一领域的发展前景。     

论提高光能利用率的途径与种植改革

提高作物光能利用率的潜力很大,其途径不外乎三条,即:提高单位面积的光合效率,增加光合面积,加长光合时间。此外,作物的经济产量还要决定于光合产物在植物中的转移分配与贮藏能力(库);除了作物本身遗传特性外,这种转移分配与贮藏能力(库)的大小在很大程度上也受制于上述的光能利用率的三个要素及其环境条件。许多世纪以来,人们曾设想通过提高单位叶面积的光合速率来增加产量。事实证明,     

作物光合效率与产量的关系及影响光合效率的内在因子

各种农作物的产品主要由有机物组成,这些有机物的原始来源,是作物绿色组织的光合产物。目前一般认为作物的光合作用与产量有密切的关系。但是,作物叶片的光合效率与产量之间的关系究竟是怎样?提高作物的光合效率,产量是否使必然跟着增高?其次,为什么不同种或同一种内不同品种的作物在相同的外界条件下却具有不同的光合效率?影响作物光     

主要农作物高产高效抗逆的生理基础研究

本项目是通过对我国主要农作物在现有高、中、低产的各个水平上的产量形成生理学研究,建立以最少的资源投入而获得最大增产效益的理论体系,并提出适合我国特点的高产高效抗逆的作物生产和调控原则。主要研究内容如下。 1 提高作物对光、肥、水的利用效率的研究 1.1 作物高产的光合生理基础与提高光合作用效率的研究。其目标在于确定个体与群体光合在产量建成中的作用和地位,寻找进一步挖掘光合潜力、减少已同化的碳量损失的途径。 1.1.1 同一种碳同化类型(C_3或C_4)的不同作物种间、品种间光合速率的差异及其内在原因     

光斑期间人参叶片的碳同化作用和光合效率（简报）

未诱导的人参叶片碳同化和光合效率在间断光斑下呈持续增加,并达到稳态光合状态。叶片光合碳同化随光斑持续时间的增加而增加,但光合效率下降。光斑持续时间越短,光量子密度越大,光合效率越高。与强光下叶片相比,弱光下生长的叶片在光斑期间的光合效率大些。     

C_3植物的C_4光合途径

人类主要的粮食作物小麦、水稻、大豆等均为C_3植物,由于C_4光合途径显著优于C_3途径,因此,优化C_3作物拥有C_4光合途径特征的研究一直在探究中。综述了C_3植物的C_4光舍碳途径的发现、运行机制、诱发因素等,总结了改造C_3植物光合效率的方法并做了简单展望。     

作物分枝的分子调控研究进展

分枝的数量及角度是决定作物株型的重要农艺性状。有效分枝数决定着作物的穗数或荚果数,进而决定着作物的产量;而分枝角度与光合效率、种植密度和抗病性密切相关,不仅影响作物的产量,也会影响作物的品质。由于分枝在作物生产中具有十分重要的作用,吸引了越来越多的研究者的注意,多个与分枝性状相关的关键基因被鉴定,分枝数目调控的分子机制研究取得了重要进展。过去的研究表明作物分枝受严格的遗传调控,同时也受环境条件的影响。综述了与作物分枝性状相关的基因克隆、表达、功能和分子调控机理方面的研究进展,以及环境因素对分枝的影响,探讨分枝调控在作物品种改良中的应用。     

气温、CO2浓度和降水交互作用对作物生长和产量的影响

气温、大气CO₂浓度和降水等气候因子是影响作物生长发育的关键因子,而不同的气候因子对作物的影响并非独立的,多气候因子交互作用对作物的影响目前已成为研究的焦点问题.研究不同气候因子交互作用的影响,其结果更接近作物生长的实际情况,有助于了解作物甚至作物生态系统对气候变化的真实响应.国内外关于不同气候因子对作物影响的报道较多,要全面总结不同气候因子交互作用对作物的影响是非常困难的.因此,本文只对近年来有关气温升高、大气CO₂浓度增加和降水变化交互作用对作物生长发育、光合生理及产量影响的研究进展做一简要评述,并提出目前研究的不足和需要解决的关键问题,以期为气候变化对作物生长发育及产量影响的研究提供参考.     

气温、CO2浓度和降水交互作用对作物生长和产量的影响

气温、大气CO₂浓度和降水等气候因子是影响作物生长发育的关键因子,而不同的气候因子对作物的影响并非独立的,多气候因子交互作用对作物的影响目前已成为研究的焦点问题.研究不同气候因子交互作用的影响,其结果更接近作物生长的实际情况,有助于了解作物甚至作物生态系统对气候变化的真实响应.国内外关于不同气候因子对作物影响的报道较多,要全面总结不同气候因子交互作用对作物的影响是非常困难的.因此,本文只对近年来有关气温升高、大气CO₂浓度增加和降水变化交互作用对作物生长发育、光合生理及产量影响的研究进展做一简要评述,并提出目前研究的不足和需要解决的关键问题,以期为气候变化对作物生长发育及产量影响的研究提供参考.     

~(14)C示踪与微机控制装置的植物光合速率测量仪

作物叶片光合效率和光合产物运转分配的快速、准确测定,一直是光合生理、光能利用和评价品种光合特性工作中需要解决的基本问题。红外CO_2气体分析法是目前测定光合作用普遍采用的方法。由于精密仪器可携性和电源的限制而给田间使用带来不便,因此,不少人致力于红外仪的     

Amperometry氢电极及其在光合细菌放氢中的应用

近年来,在光合作用,生物固氮研究领域中,人们愈来愈多地开展光合、固氮、放氢机制的研究,它不仅可以提高光合效率,使农作物达到更高的产量,而且可以探索光合生物利用太阳能光解水,获得新的二次能源——氢气的可能。在生物固氮体系中,固氮酶的氢释放,是细胞能量(以ATP或还原剂的形式)的损失,导致固氮效率的降低。因此,研究固氮生物内的氢代谢,减少放氢,提高固氮效率这个问题,引起了许多研究者的兴趣。测定氢的手段有多种,例如;质谱、气相色谱、同位素技术、微量呼吸器和Amperometry氢电极     

六种叶状体苔藓植物叶绿素含量和光合效率研究

以六种叶状体苔藓为材料,通过测定叶绿素含量及实际光合量子产量,检验叶状体苔藓植物叶绿素含量与实际光合量子产量之间的关系。结果表明,六种叶状体苔藓总叶绿素含量中值6.06 mg·g-1,其中花叶溪苔Pellia endiviifolia最高(9.72 mg·g-1),楔瓣地钱Marchantia emarginata最低(4.46 mg·g-1);叶绿素a/b值变化范围1.61～2.04,林氏黄角苔Phaeoceros carolinianus最高,毛地钱Dumortiera hirsuta最低;紫背苔Plagiochasma rupestre、楔瓣地钱和蛇苔Conocephalum conicum实际光合量子产量明显高于毛地钱、花叶溪苔和林氏黄角苔。叶状体苔藓叶绿素含量与其实际光合量子产量之间并非简单的线性关系,气室结构及生境可能影响其实际光合效率。这一结论进一步丰富了苔藓植物对光照的生态适应理论。     

甘蓝型油菜生殖生长期叶片和角果光合与产量关系的研究

以11个不同适生区甘蓝型油菜品种为材料,研究了油菜生殖生长期植株叶片和角果的光合气体交换参数、光合色素含量、光合关键酶蛋白含量、主要农艺性状及其与产量的关系,探讨影响叶片(角果)光合效率及单株籽粒产量的主要因子,为油菜高产高光效品种的系统评价提供理论依据。结果显示:(1)油菜植株叶片与角果的净光合速率间相关性较小,但叶片净光合速率远大于角果。(2)叶片净光合速率与其叶绿素a+b含量及气孔导度呈不显著的正相关关系(相关系数较大),与其光合关键酶PEPC、RuBisCO蛋白含量相关系数较小或呈不显著负相关;角果(皮)净光合速率与其叶绿素a、b含量、类胡萝卜素含量及气孔导度相关性较强;光合色素含量是影响叶片、角果净光合速率的第一主因子。(3)单株叶面积、角果数及角果表面积与籽粒产量显著正相关关系,是影响籽粒产量的第一主因子;叶片净光合速率和角粒数是影响籽粒产量的第二主因子;单株生物学产量与叶面积呈显著正相关关系,角果表面积、叶面积及叶片净光合速率是影响生物学产量的第一、二主要因子。研究表明,油菜高产高光效品种的综合评价指标应首选单株角果数、叶片面积,其次选择叶片净光合速率、叶片和角果皮的叶绿素含量以及角粒数。     

田间小麦叶片光合效率日变化与光合“午睡”的关系

小麦灌浆初期叶片(旗叶)晴天中午光合速率下降(“午睡”)伴随了气孔导度、胞间CO_2浓度下降,而气孔限制值中午升高,进一步证实气孑L中午关闭是光合“午睡”的一个重要原因。叶片光合效率的中午下降并非都伴随着光合“午睡”现象。当两者同时发生时,胞间CO_2浓度降低,而光合速率与气孔导度、胞间CO_2浓度之间的相关性高于光合速率与光合效率之间的相关性。这些事实表明。即使光合效率中午下降是光合“午睡”的部分原因,但较之气孔中午关闭只是一个次要原因。     

非充分灌溉及其生理基础

介绍了非充分灌溉的概念及内涵,主要阐述了在非充分灌溉条件下,作物体内产生的适应性生理反应,经非充分灌溉及轻度干旱处理,作物气孔阻力增加,蒸腾失水减少,作物水分散失对气孔开度的依赖性大于光合对其的依赖性。可通过气孔调节作物光合与水分的关系,最终提高作物的水分利用效率;有限度的水分亏缺,有利于同化物向籽粒调运,利用^14CO2标记研究表明,生长后期水分亏缺下,小麦体内存在对花前营养器官“临时库”同化物的再动员和对产量的补偿机制;适度水分亏缺促进了小麦等作物初生根的生长发育,增加深层土壤中的根系与根系活性,防止后期根系早衰。总之,在非充分灌溉条件下,作物能够在营养生长,物质运输和产量形成等方面产生有效的补偿机制,可作为非充分灌溉的重要理论基础。     

玉米农田冠层光合参数的多光谱遥感反演

冠层光合参数的准确定量遥感反演是生态系统遥感模型的核心与关键。基于2011年玉米(Zea mays)整个生长发育期的冠层光谱反射率、生态系统CO₂通量、微气象因子以及玉米光合生理生态指标的观测数据, 开展了玉米农田生态系统冠层光合能力(P_max, 最大光合速率)与光合效率(ε_N, 净CO₂通量交换/吸收光合有效辐射(NEE_CO2/APAR); ε_G, 总初级生产力/吸收光合有效辐射(GPP/APAR); α, 表观量子效率)参数的多光谱遥感反演能力评估研究。结果表明, P_max和α在整个生长季呈现单峰型变化趋势, 分别于7月底、8月初达到峰值, 而光合效率参数ε_N和ε_G在玉米营养生长早期数值较高, 随着玉米生长发育迅速降低, 而后呈现单峰型的变化趋势, 峰值出现时间基本与P_max最大值发生时间一致。基于两波段任意组合的遥感植被指数NDVI (normalized difference vegetation index)、RVI (ratio vegetation index)、WDRVI (wide dynamic range vegetation index)、EVI2 (2-band enhanced vegetation index)和CI (chlorophyll index)与玉米冠层4个光合参数的统计分析表明, EVI2对冠层光合效率与光合能力参数的反演与表征效果最佳。研究表明, 多光谱遥感信息对玉米生态系统冠层光合参数的变异具有较强的敏感性, 可以用来监测玉米冠层光合作用的季节动态变化以及准确定量评估作物生产力和生态系统CO₂交换能力。