不同小麦种叶片光合特性及叶绿体超微结构的比较

小麦野生一粒、粗山羊草及中国春苗期叶片全展时的光合速率以野生一粒最高,中国春最低。而维持高水平叶绿素含量及光合速率的持续时间却以中国春最长,野生一粒最短。叶片衰老过程中,3种小麦叶绿体的超微结构变化模式相似,但变化进程明显不同。六倍体的中国春小麦叶绿体衰老速度最慢,二倍体的野生一粒小麦最快。     

不同小麦进化材料生育后期光合特性和产量

以二倍体野生一粒小麦(Triticum boeoticum)、栽培一粒小麦(T. monococcum)、节节麦(Aegilops tauschii)和黑麦(Secale cereale)、四倍体野生二粒小麦(T. dicoccoides)、栽培二粒小麦(T. dicoccum)、硬粒小麦(T. durum)、六倍体普通小麦(T. aestivum)‘扬麦9号’和‘扬麦158’及八倍体小黑麦(Triticale)为材料,采用盆栽试验研究了不同小麦进化材料生育后期旗叶光合特性的演变及产量的差异。结果表明,与六倍体普通小麦和八倍体小黑麦相比,二倍体和四倍体材料在开花前具有较高的光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、最大光能转换效率(F_v/F_m)和实际光化学效率(Φ_PSⅡ)。开花以后,二倍体和四倍体材料受非气孔因素的影响,光合能力下降较快;除黑麦外,旗叶光合速率在开花10 d后都低于普通小麦和小黑麦,胞间CO₂浓度(C_i)迅速增加,F_v/F_m、Φ_PSⅡ和叶绿素含量快速下降。二倍体和四倍体材料开花前单株总叶面积和旗叶叶面积较大,花后下降迅速,功能期短;单株穗数也较多,但穗粒数、千粒重、产量和收获指数却显著低于普通小麦。因此,小麦长期进化过程中,普通小麦花后较高的光合能力及较长的光合持续期是提高千粒重,进而提高产量的重要生理基础。     

普通小麦与野生二粒小麦A、B基因组的遗传进化关系的SSR分析

以29份普通小麦、野生二粒小麦及野生二粒小麦与节节麦杂交的双二倍体为材料,选取A、B染色体组特异的SSR引物,通过微卫星多态性检测方法探讨上述两物种之间A、B染色体组的遗传进化关系。经NTSYS系统软件UPGMA聚类分析表明,在遗传相似系数为0．18时可以将普通小麦与野生二粒小麦大致分为两大类群,说明野生二粒小麦的A、B染色体组在进化过程中其遗传物质发生了较大变化,但同时野生二粒小麦的D25与D13与普通小麦分为一组,尤其是D13与新疆的红冬麦遗传距离较近,也证明了其两物种间有一定的同源性,并对这些遗传物质分化发生的机制及SSR引物的保守性进行了讨论。     

一粒小麦的核型分析

利用火焰干燥涂片方法制备染色体玻片标本。 比较了栽培一粒小麦和野生一粒小麦 10个不同材料的核型。细胞学观察表明,它们的核型很相似,可能同属小麦的A染色体组。它 们都具有7对染色体(2n＝14), 即5对中部着丝点染色体和两对亚中部着丝点染色体。所有材料的第5对染色体都带有随体。     

二倍体小麦种间气孔与光合特征差异

选取5个二倍体小麦种为实验材料,利用数码图像显微镜处理系统、气体交换参数测定系统和叶绿素荧光动力学参数测定系统,研究了二倍体小麦种间气孔特征与光合特性的差异.结果表明,二倍体小麦种间气孔和光合特征存在较大的差异:其中S基因型(Ae.Sect.Sitopsis)的气孔长度、周长和面积最大,而其宽度、密度和气孔指数却是最小的;D基因型(Ae.Tauschii)的气孔宽度、密度和气孔指数最大,而其长度、周长和面积却是最小的;D基因型(Ae.Tauschii)的净光合速率最大,而S基因型(Ae.Sect.Sitopsis)的净光合速率最小.气孔周长与气孔面积呈显著正相关关系,而气孔密度与气孔面积呈显著负相关关系.二倍体小麦的净光合速率与气孔导度呈显著正相关关系,同时气孔限制值的变化趋势与细胞间隙CO2浓度的变化趋势相反,说明二倍体小麦的光合能力主要受气孔限制.在几个种中,乌拉尔图小麦(T.urartu)具有较高的净光合速率和气孔导度,同时细胞间隙CO2浓度最低,气孔限制值最大,在光合能力和耐光抑制方面有较明显的优势;而野生一粒小麦(T.boeoticum)则在光合能力和耐光抑制方面不存在优势.同时,乌拉尔图小麦(T.urartu)的叶绿素含量最高,而野生一粒小麦(T.boeoticum)最低,叶绿素含量可能也是造成二倍体种间光合能力差异的原因之一.     

硬粒小麦(Triticum durum Desf.)白化花粉植株的诱导及其倍性的初步观察

Füjii 曾培养过小麦属6个种的花药,并得到野生一粒小麦(Triticum aegilopoides)和野生二粒小麦(T.dicoccoides)的花粉愈伤组织,但它们未能分化成苗。1973年我国和法国的研究者分别报道普通小麦(T.aestivum)花药培养成功,然而小麦属其它种至今尚未诱导出花粉植株。我们曾注意到普通小麦一部分离体花粉中存在微核或染色体断片,而且在白化花粉植株中也观察到微核。胡含等在小麦花粉愈伤组织中观察到染色体断片,Mix 在畸形的大麦绿色花粉     

小麦中国春-Synthetic 6x代换系的光合速率与产量性状研究

以中国春(Chinese Spring-Synthetic 6x)代换系及其亲本为材料,通过测定旗叶光合速率在各生育时期的变化,研究外源染色体对光合作用的效应;通过观测产量性状,分析外源染色体对小麦产量性状的调控效应.结果表明,从孕穗到灌浆期,5A、5B代换系叶片的光合速率显著高于中国春,说明来自Synthetic 6x的5A、5B染色体上可能携有改良光合特征的相关有利基因;5A、5B代换系的每穗粒数、单穗粒重、千粒重均显著或极显著高于中国春,说明来自Synthetic 6x的5A、5B染色体上可能携有改良每穗粒数、单穗粒重、千粒重有关的有利基因,研究结果可以为小麦的遗传育种提供理论依据.     

簇毛麦和硬粒小麦-簇毛麦双二倍体的染色体N-分带

利用染色体N-分带技术可鉴别簇毛麦(Haynaldia villosa)V染色体组的所有7条染色林,并且可与硬粒小麦(Triticum durum)A、B染色体组的14条染色体相区别。利用染色体N-分带技术,一个硬粒小麦-簇毛麦双二倍体得到了进一步证实。     

水分亏缺对不同染色体倍性小麦荧光参数的影响

在盆栽条件下,研究了3种染色体倍性小麦的叶绿素荧光参数受水分亏缺的影响.结果表明,水分亏缺下3种小麦灌浆期旗叶的荧光参数表现为F v/Fm(可变荧光与最大荧光比)、qP(光化学猝灭系数)、ETR(表观光电子传递速率)下降,qN P(非光化学猝灭系数)上升,导致3种小麦的光合速率下降,其中四倍体小麦的这些光合参数受影响最大.试验还发现正常供水下小麦随倍性增大光合速率降低,而qP升高,qN P下降,由此推断小麦从二倍体向四倍体、六倍体进化的过程中,PSⅡ(光系统Ⅱ)天线色素吸收的光能用于光化学反应的份额变大,PSⅡ反应中心非辐射能量耗散能力降低,导致用于光化学反应的光能更容易过量,造成光合机构损伤,引发光抑制,这有可能是小麦在进化中光合速率降低的一个原因.     

小麦中国春-Synthetic 6x代换系的光合速率与产量性状研究

以中国春（Chinese Spring-Synthetic 6x）代换系及其亲本为材料,通过测定旗叶光合速率在各生育时期的变化,研究外源染色体对光合作用的效应;通过观测产量性状,分析外源染色体对小麦产量性状的调控效应。结果表明,从孕穗到灌浆期,5A、5B代换系叶片的光合速率显著高于中国春,说明来自Synthetic 6x的5A、5B染色体上可能携有改良光合特征的相关有利基因;5A、5B代换系的每穗粒数、单穗粒重、千粒重均显著或极显著高于中国春,说明来自Synthetic 6x的5A、5B染色体上可能携有改良每穗粒数、单穗粒重、千粒重有关的有利基因,研究结果可以为小麦的遗传育种提供理论依据。     

小麦旗叶自然衰老过程中清除活性氧能力的变化

野生一粒小麦(Triticum boeoticum Boiss)、栽培小麦“扬麦五号”(T.aestivum L.)的旗叶自然衰老过程中,活性氧清除系统中各部分的清除能力下降是不均衡的。在光合速率高值持续期(叶绿素含量缓降期),SOD的活力略有下降,过氧化氢酶(CAT)活力却迅速下降,同时抗坏血酸过氧化物酶(ASP)活力呈现先上升后下降的趋势,上述SOD、CAT、ASP活力变化的不均衡,最终导致H_2O_2的迅速累积,从而使叶片迅速进入衰老(叶绿素含量速降期),于是SOD活力迅速下降。野生一粒小麦活性氧清除系统中各部分清除能力失衡过快,可能是其早衰的原因之一。H_2O_2的迅速累积与叶片衰老的启动密切相关。     

小麦的姐妹染色单体交换

用BrdU-Giemsa法和改良的去壁低渗标本制备法,观察了小麦属5个种根尖细胞的SCE。各物种之间每条染色体的平均SCE是不同的。硬粒小麦为0.76±0.82(±S.E.),拟斯卑尔脱小麦为0.70±0.85,普通小麦为0.57±0.69,野生一粒小麦为0.48±0.60,节节麦为0.24±0.47。由于小麦属的某些种有不同的染色体组,它们的SGE的差别可能反映了不同染色体组的SCE不同,B组高于A组,A组高于D组。文章中讨论了造成这种差异的因素。 本文还研究了苯、乙醇、糖精对普通小麦的染色体畸变和SCE的影响。在本实验条件下,上述化合物能显著增加小麦的SCE,但不影响小麦的后期染色体桥的频率。     

旱后复水对不同倍性小麦光合及抗氧化特性的影响

利用盆栽控水试验方法,在干旱和复水条件下,于拔节期对不同倍性小麦叶片的光合参数以及抗氧化指标进行测定.结果表明:(1)与干旱处理相比,拔节期恢复供水可使受旱小麦叶片的光合参数增大,叶水势、超氧化物歧化酶(SOD)活性、细胞膜透性以及质膜过氧化程度都有所降低,其中净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)的增加超过对照,叶水势和细胞膜透性的降低也超过对照,产生了生理补偿效应;(2)旱后复水条件下,叶水势很快恢复到正常水平,Pn显著提高且高于正常对照水平,其中野生一粒和小偃6号,在干旱条件下,SOD酶活性高,具有较强的活性氧清除能力,复水后,MDA的积累减少,膜透性迅速恢复,抗氧化系统更好地保护和修复了光合机制,表现出较强的光合优势.     

小麦光合速率和光呼吸的研究

1.各类型小麦光合速率的高低顺序为野生麦、春麦、冬麦和地方品种。小麦的光合速率随着它们的生长发育而提高,开花期达到最大值,以后下降,其光合速率曲线为单峰型。2.小麦叶片的光合速率上位叶比下位叶高,旗叶最高。61个栽培小麦的旗叶光合速率平均为28.44毫克 CO_2/分米~2·小时,变幅为19.97—32.66毫克。品种间光合速率差异显著。21个栽培小麦光呼吸速率平均为8.11毫克 CO_2/分米~2·小时,变幅为5.0—14.0毫克,亦存在明显的差异。3.小麦旗叶的光补偿点为700 Lux 左右。此时光强增加,光合速率提高,到50,000 Lux 达饱和,饱和后若再增加光强则光合速率下降,光呼吸速率则不同,在光合速率的光饱和点以后仍继续提高,没有看到下降的趋势。4.在不同年分和栽培条件下,小麦品种间的光合速率有变化,但顺序基本相同,保持相对稳定值,差异不显著。     

栽培大麦和野生大麦染色体N-带的研究

近年来植物染色体Giemsa N-带的研究已有报道。Matsui、Funaki等指出,在许多情况下,N-带显示染色体上某一特殊部位,他们用N-带技术确定染色体上核仁组织区(NOR)的位置。Islam曾利用N-带技术鉴别小麦、大麦杂种附加系中的大麦染色体,Gerlach曾利用N-带技术研究小麦的起源问题,他们的结果指出,在小麦的A、B、D三组染色体中只有全部B组和A组两个染色体(4A、7A)显带,而与供试野生种(Triticum speltoides)染色体显带有相似之处,从而作者认为小麦B组染色体来源于T.speltoides。Islam和Gerlach的结果表明,N-带技术对大麦和小麦染色体上的NOR并不显色。 我们进行栽培大麦和野生大麦染色体N-带研究的目的,在于从细胞学方面分析鉴定它门之间的亲缘关系。本报道是我们在这方面获得的初步结果。     

修枝对复合农林系统内作物光合特性及生长的影响

以论证修枝作为复合农林系统优化措施的可行性为目的,对复合农林系统内的杨树进行4种不同强度的修枝处理,分别为P1(修掉树冠高度的1/6)、P2(修掉树冠高度的2/6)、P3 (修掉树冠高度的3/6) 、P4(修掉树冠高度的4/6),以CK(不修枝)为对照,研究了修枝对复合农林系统内冬小麦、夏玉米的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、细胞间隙CO2浓度(Ci)、气孔限制值(Ls)等光合生理特性以及农艺性状、产量构成因素的影响.结果表明:(1)修枝能有效增加作物光合速率、蒸腾速率,同一时刻修枝强度越大光合速率、蒸腾速率越大,下午时这种促进作用小于上午与中午.(2)修枝能显著促进小麦、玉米增高、增粗、增重,且越到后期修枝对作物生长的促进作用越明显.另外,修枝对玉米生长的促进作用大于小麦.(3)修枝能使林下作物大幅增产;修枝后玉米主要通过增加穗数,小麦主要通过增加粒重和穗粒数增产;修枝后玉米增产幅度大于小麦,小麦产量表现优于玉米,小麦比玉米更适合复合农林系统.     

小麦与高冰草不对称体细胞杂种F_5代部分株系的根尖细胞染色体分析

将普通小麦“济南177”(Triticum oestivum cv．Jinan 177)原生质体(受体)和经紫外线照射的高冰草Agropyron elongatum)原生质体(供体)用PEG(聚乙二醇,polyethylene glycol)法诱导融合,获得外形偏向小麦的不对称体细胞杂种及后代。经过田间繁育,现已到F5代。对来源于同一个体细胞杂种克隆的不同株系(Ⅱ-2,8-l,Ⅱ-I-8)的F5代的根尖细胞染色体进行核型分析,并与其亲本比较,结果表明,杂种株系染色体的形态、数目在遗传上均趋于稳定。各杂种株系的染色体与亲本小麦“济南177”之间有多处显著的不同,杂种株系之间也存在差异,推测高冰草的染色体小片段可能进入了受体小麦的染色体中。     

野生一粒小麦BAC文库的构建和鉴定

以细菌人工染色体pECBAC1为载体 ,构建了野生一粒小麦 (TriticumboeoticumBoiss)的基因组BAC文库。该文库共包含约 17万个克隆 ,平均插入片段长度为 10 4kb ,按野生一粒小麦基因组为 5 6 0 0Mb计算 ,文库覆盖了约 3倍的该物种基因组。用大麦叶绿体psbA基因和玉米线粒体atp6基因作混合探针 ,检测发现该文库中含细胞器基因组同源序列的克隆数小于 1%。该文库的建成 ,为小麦基因的克隆及基因组学研究提供了技术平台     

一粒小麦-葡萄牙野燕麦远缘杂交后代衍生系GISH研究

以一粒小麦-葡萄牙野燕麦杂交后代一粒葡为实验材料,以地高辛标记的葡萄牙野燕麦基因组DNA为探针、一粒小麦基因组DNA为封阻对一粒葡及其衍生系根尖染色体进行基因组原位杂交(GISH)分析,探讨了影响一粒葡GISH效果的主要因素.建立并优化了一粒葡GISH分析的实验体系,即探针DNA与封阻DNA比例为1∶50时可有效分开双方染色体组.优化GISH分析显示,在一粒葡后代衍生系中均检测到燕麦染色质的存在,且不同选系间带有燕麦染色体的数目不同,进一步证明一粒葡是一粒小麦-葡萄牙野燕麦远缘杂交的后代.     

普通小麦与祖山羊草杂种后代的细胞遗传学初步研究

粗山羊草(Aegilops tauschii(Coss.)Schmal.,DD,2n=14)是普通小麦(Triticumaestivum L.,AABBDD,2n=42)D染色体组的供体。粗山羊草中含有丰富的抗病,抗虫,抗逆,优质等优异基因,因此粗山羊草是改良普通小麦的宝贵遗传资源。但有关普通小麦与粗山羊草杂交的研究报道较少。本文试图通过对普通小麦与粗山羊草杂种后代的细胞遗传学和染色体分离规律的研究,探讨转移粗山羊草优异基因的方法和途径。