不同年代推出的冬小麦品种叶片气体交换日变化的差异

选择60年来北京地区广泛种植的3个冬小麦( Triticum aestivum L.)品种,在相同的环境条件下种植.为了研究它们的产量与单位叶面积的净光合速率( Pn ) 的关系,测定了不同生育期 Pn 、蒸腾速率( Tr )的日变化,并用 Pn / Tr 计算叶片瞬时的水分利用率( WUE ).结果表明:单位叶面积净光合速率与产量之间的关系随生育期不同而变化.在拔节期高产品种"京冬8号"(九十年代推出)的光合速率和蒸腾速率在一天中总是最高,一天中差异最大时,分别比低产品种"燕大1817"(四十年代推出)高77%和69%.而其水分利用率却小于低产品种.这种差异随小麦的生长发育而变化,一般上午10:00前"京冬8号"的光合速率较高,而10:00后"燕大1817"的光合速率较高.到腊熟期,低产品种"燕大1817"的光合速率在一天中始终最高.蒸腾速率的变化规律与光合速率相似,然而"燕大1817"叶片的水分利用率一般最高.与现代推出的品种不同,老品种"燕大1817"叶片的光合作用午休现象不明显,说明它可能具有一定的抗光氧化性.我们认为,在品种改良的过程中,叶片光合作用的潜力可能有所提高,但它的抗光氧化性可能减弱.     

光电叶面积测定仪

叶子是作物进行光合作用的主要器官。过去,作物的叶子在产量形成中的作用,以及作物的光合生产率的问题,一般只为植物生理学家所注意。自从农作物群体概念提出以后,这方面的研究才被作物栽培和遗传选种等学科的科学工作者所重视。作物栽培上以叶面积系数及其变化作为衡量作物群体是否合理的重要指标之一;选种家则开始注意从叶面积的大小、叶子和茎秆间的角度,以及叶片的排列方式等性状来选育适合于密植的高产品种;不少试验研究已经深入到从     

不同年代推出的冬小麦品种叶片气体交换日变化的差异

选择 6 0年来北京地区广泛种植的 3个冬小麦 (TriticumaestivumL .)品种 ,在相同的环境条件下种植。为了研究它们的产量与单位叶面积的净光合速率 (Pn)的关系 ,测定了不同生育期Pn、蒸腾速率 (Tr)的日变化 ,并用Pn/Tr计算叶片瞬时的水分利用率 (WUE)。结果表明 :单位叶面积净光合速率与产量之间的关系随生育期不同而变化。在拔节期高产品种“京冬 8号”(九十年代推出 )的光合速率和蒸腾速率在一天中总是最高 ,一天中差异最大时 ,分别比低产品种“燕大 1817”(四十年代推出 )高 77%和 6 9%。而其水分利用率却小于低产品种。这种差异随小麦的生长发育而变化 ,一般上午 10 :0 0前“京冬 8号”的光合速率较高 ,而 10 :0 0后“燕大 1817”的光合速率较高。到腊熟期 ,低产品种“燕大 1817”的光合速率在一天中始终最高。蒸腾速率的变化规律与光合速率相似 ,然而“燕大1817”叶片的水分利用率一般最高。与现代推出的品种不同 ,老品种“燕大 1817”叶片的光合作用午休现象不明显 ,说明它可能具有一定的抗光氧化性。我们认为 ,在品种改良的过程中 ,叶片光合作用的潜力可能有所提高 ,但它的抗光氧化性可能减弱。     

豫西刺槐能源林培育的光合生理生态理论基础

采用LI-6400便携式光合作用测量系统对豫西丘陵区当年生5个品种的刺槐叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)等光合生理参数及光响应过程进行了测定,结果表明:(1)5个刺槐能源林品种在7月中旬、8月中旬及9月底的净光合速率日变化峰值大都分别出现在12:00、08:00或10:00、10:00。(2)不同刺槐品种生长节律间具有明显的差异,品种83002、8048、8044在7月份处于生长盛期,而品种3-I在9月份进入生长盛期;84023、3-I及83002具有相对良好的光合物质积累能力,具有刺槐能源林高产品种的光合特征。(3)供试刺槐品种在7月中旬更多地表现为非气孔限制为主导因素的光合限制,而在8月中旬及9月底则均表现为气孔限制和非气孔限制两种因素交替主导。(4)5个供试品种所测得的光饱和点均在1000μmol.m-.2s-1以上,供试品种在7月中旬均不会出现强光抑制情况,品种83002出现午休现象的原因可能是温度上升与湿度下降综合作用的结果。     

12个不同基因型冬小麦的光合能力

 研究了12个不同基因型冬小麦(Triticum aestivum)品种(其中两个为北京本地品种)的光合能力。结果表明：小偃22、陕麦897和8907-11-5三个品种的净光合速率超过20μmolCO2·m-2·s-1,均比其它实验品种高,其PSⅡ总的光化学量子产额(Yield)、光化学荧光猝灭系数(qP)和水分利用效率(WUE)也较高;而其暗呼吸速率和非光化学荧光猝灭系数(qN)较低,表现出具有良好的光合生理功能,而且这些参数具有连锁相关的趋势。因此,北京地区要引种外地具有优良光合生理功能的冬小麦作为栽培品种或育种亲本时,在所实验的10个外地品种中,上述3个品种应为首选品种。     

干热河谷主要造林树种气体交换特性的坡位效应

植物光合与水分生理特征是植物逆境适应能力评价的重要参考指标.极端生境下,坡位的选择有时成为造林成败的关键.探讨了元谋金沙江干热河谷9个主要造林树种光合与蒸腾作用在不同坡位间的空间差异及干热季向湿润季转换的时序差异.结果表明,低的坡位有助于树种维持相对高的净光合速率,且树种不同,由坡位引起的光合增益效应亦具有较大差别;低坡位的光合增益效应在干热季更为明显,而在湿润季,干热胁迫解除,低坡位的光合增益效应具有较大程度的降低;在不同坡位间发生的光合限制主要受非气孔因素主导.无论在干热季或湿润季,与净光合速率的变化情形一致,低的坡位均促进了树种的蒸腾速率.水分利用效率受坡位的影响较为复杂,因树种、季节而异.     

长期增强UV-B辐射对高寒草甸植物光合速率和抗氧化系统的影响

研究了在野外自然条件下,长期增强UV-B辐射对高寒草甸3种典型植物矮嵩草（Kobresia humilis）、垂穗披碱草（Elymus nutans）和钉柱委陵菜（Potentilla saundersiana）光合放氧速率、光合色素和抗氧化系统的影响。结果表明：长期增强UV-B辐射对3种植物的净光合速率没有明显影响。增强UV-B辐射下,3种植物的叶绿素含量变化不同,Chla／b值,类胡萝卜素（Car）含量,Car／Chl值与对照相比都有升高,说明植物叶片的光合能力、吸收紫外线的能力增强以及忍受逆境能力均有增强,从而产生光保护,有利于光合作用正常进行。由于3种植物膜脂过氧化程度的不同及SOD活性的普遍抑制,植物经受了氧化胁迫。垂穗披碱草叶片GSH含量显著七升,矮嵩草的形态矮小及钉柱委陵菜GSH含量与POD活性显著上升,都能减轻它们所经受的氧化胁迫,使光合器官免受损伤。所以,这些保护性色素的积累和抗氧化系统内部的协同作用可能是高寒草甸植物光合作用正常进行的重要原因。     

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。     

加工番茄高光效特性与其产量和品质的协调性研究

以6个加工番茄品种为试材,通过盆栽试验对各品种叶片光合色素含量、可溶性蛋白含量、光合特性以及果实产量和相关品质性状进行了鉴定,探讨不同品种光效特性与产量和品质性状的相关关系及其可能机理。结果表明,番茄由苗期进入花期后,各品种叶片光合色素和可溶性蛋白含量均显著增加,叶绿素b和类胡萝卜素比例亦提高,"库"和"源"的增加呈对应关系;各品种的果实产量与花期叶片净光合速率和可溶性蛋白含量呈正相关,与光合色素含量相关性不显著;在本栽培地区和试验条件下,花期‘石红9号’品种的叶片净光合速率和可溶性蛋白含量以及果实产量显著高于其它品种,且其果实Vc含量、番茄红素含量、可溶性糖含量及糖酸比等品质指标也均表现良好,综合性状最优,而‘UC-82’品种的光合色素含量、番茄红素含量和产量等指标均显著低于其它品种。研究发现,加工番茄品种的高光效特征与产量和品质提高具有一定协调性。     

基于气体交换及OJIP光化学参数评估甜菜光温适应性及鉴定指标筛选

高温和强光是夏季最常见的非生物胁迫，严重影响作物产量及果实品质。探明不同甜菜品种在高温强光复合环境条件下的光合性能及抗逆指标筛选，为甜菜耐逆品种培育及高产栽培提供理论依据。以8个甜菜品种为材料，在甜菜块根膨大期，评估了不同甜菜品种在强光高温复合胁迫下叶片的光合性能，测定了甜菜叶片的气体交换和叶绿素荧光动力学参数等26个指标，综合评价了甜菜在复合环境约束下的耐逆性。结果表明：不同甜菜品种对高温强光复合胁迫的反应不同；通过主成分分析将26个单项指标转化为4个相互独立的综合指标，涵盖了全部数据95%的信息量；利用隶属函数法和聚类分析将8个甜菜品种划分为3类；采用逐步回归分析方法建立甜菜耐高温强光复合胁迫的评价数学模型：D=0.745φ_Eo-0.320,φ_Eo可作为鉴定甜菜品种耐高温强光复合胁迫强弱的辅助指标。强耐高温强光复合胁迫的甜菜品种具有更高的光系统Ⅱ(PSⅡ)单元之间能量连接性、PSⅡ和光系统Ⅰ(PSⅠ)之间的光合电子传递能力，对放氧复合体活性的损害更小，PSⅡ的稳定性更好。     

Chlorophyll fluorescence as a selection tool for cold tolerance of photosynthesis in maize (Zea mays L.)

The possibility of using quenching analysis of chlorophyll a fluorescence as a selection tool for improving the cold tolerance of maize was investigated in six genotypes differing greatly in the ability to develop a competent photosynthetic apparatus at low temperature. Upon gradual cooling measurements of the quantum yield of electron transport (PSII) indicated that leaves of tolerant genotypes, that developed at suboptimal temperature (15C), maintained higher rates of electron transport than leaves of sensitive genotypes. This difference was largely due to the ability of the tolerant plants to keep higher efficiency of excitation energy capture by open photosystem II reaction centres (F'v/F'm). The absence of genotypic differences in leaves that developed at optimal temperature indicates that the trait is not expressed constitutively, but relies on adaptation mechanisms. Furthermore, the genotypic difference was not expressed under increasing illumination at 15C and 25°C suggesting that the trait is also low-temperature-specific and is not expressed solely in response to increasing excess light energy. Applying the method to flint and dent breeding population led to a substantial increase (up to 31%) in the photosynthetic capacity of hybrids between selected F3 inbreeding families grown at suboptimal temperature, demonstrating that the method is an efficient selection tool for improving the cold tolerance of maize through breeding.     

Heat Stress in Wheat during Reproductive and Grain-Filling Phases

Ambient temperatures have increased since the beginning of the century and are predicted to continue rising under climate change. Such increases in temperature can cause heat stress: a severe threat to wheat production in many countries, particularly when it occurs during reproductive and grain-filling phases. Heat stress reduces plant photosynthetic capacity through metabolic limitations and oxidative damage to chloroplasts, with concomitant reductions in dry matter accumulation and grain yield. Genotypes expressing heat shock proteins are better able to withstand heat stress as they protect proteins from heat-induced damage. Heat tolerance can be improved by selecting and developing wheat genotypes with heat resistance. Wheat pre-breeding and breeding may be based on secondary traits like membrane stability, photosynthetic rate and grain weight under heat stress. Nonetheless, improvement in grain yield under heat stress implies selecting genotypes for grain size and rate of grain filling. Integrating physiological and biotechnological tools with conventional breeding techniques will help to develop wheat varieties with better grain yield under heat stress during reproductive and grain-filling phases. This review discusses the impact of heat stress during reproductive and grain-filling stages of wheat on grain yield and suggests strategies to improve heat stress tolerance in wheat.     

超级杂交水稻谷粒产量与叶光合速率的关系

在2000～2005年期间,通过测定几种超级杂交水稻与普通杂交水稻‘汕优63’的产量构成和叶片光合作用探讨了谷粒产量与光合作用的关系。结果表明:(1)4种超级杂交水稻‘培矮64S/E32’、‘P88S/O293’、‘金23A/611’和‘GD-lS/ RB207’的产量水平显著高于‘汕优63’,是对照的108%～120%。(2)与‘汕优63’相比,这些超级杂交水稻的株型好,上层叶片直立,穗大即每穗粒数多,是对照的125%～177%。(3)与‘汕优63’相比,这些组合第二叶的净光合速率显著提高,但第一叶即剑叶的未必都较高。(4)去半叶处理降低了‘GD-1S/RB207’的结实率,而去半穗处理显著提高了结实率。因此,这些超级杂交水稻的高产原因在于穗大、株型好以及群体光能利用效率高。增加单叶特别是剑叶的光合能力是克服谷粒产量的光合产物源限制和在未来的超级杂交水稻育种中实现产量潜力新突破的关键。     

天台山东南石栎光合生理生态特性

分别对林窗、林缘和林下 3种生境的东南石栎光合生理生态特性进行了研究。结果表明 ,林窗、林缘生境的东南石栎在 6月、8月和 11月晴天 ,净光合速率日进程为双峰型 ,2月晴天为单峰型 ;林下一年不同月份的净光合速率日进程均为单峰型。 8月 ,东南石栎叶片已发育成熟 ,叶绿素含量高 ,硝酸还原酶活力大 ,水热条件优越 ,光照强 ,此时光合能力达到一年中的高峰。在 8月 ,东南石栎的光补偿点最低 ,光饱和点最高 ;东南石栎的光补偿点较低、光饱和点较高 ,其对光适应的生态幅较宽。东南石栎日均净光合速率比伴生种类高 ,有利于其在群落中占领空间取得优势地位     

群体中叶片光合能力的分布及其对群体光合作用的影响

利用数学变分原理分析了群体中叶片光合能力对环境适应和有限氮资源利用的最优分布。叶片光合能力呈现与光强相同的负指数衰减分布时,“群体的光合速率和对氮的利用率最高;叶片对环境光强适应的优越性随群体消光系数和叶面积指数增加而增加。由此推导了叶片光合能力最优分布下的群体光合模型。     

基于产量效应的间作紫花苜蓿/禾本科牧草光能利用特征

为探究紫花苜蓿/禾本科牧草间作下光能利用特性、光能利用诸因素的产量效应及其调控机理,通过2017—2019年3年田间试验,以紫花苜蓿、饲用小黑麦(C3植物)、饲用玉米(C4植物)3种单作模式为对照,研究了紫花苜蓿/小黑麦和紫花苜蓿/玉米两种间作模式下的产量效应、光能利用各因子对产量形成的影响、光能利用特征差异及机理。结果表明: 两种间作模式的土地当量比均大于1,表明两种间作模式的土地利用率都高于单作,均有高于单作的产量效益,且增产潜力较大的是紫花苜蓿/小黑麦间作模式。光能利用各因子对产量的贡献依次是: 叶面积指数(1.531)＞净光合速率(0.882)＞胞间CO₂浓度(0.282)＞蒸腾速率(-0.229)＞冠层开度(-0.291)＞光合有效辐射截获率(-0.681)＞气孔导度(-0.751)。其中,叶面积指数不仅是表征光合能力的重要指标之一,更是以收获营养体为目标的牧草作物产量的重要构成因子,光合特性诸因素中净光合速率是影响产量的主要因子。与单作相比,间作下紫花苜蓿、小黑麦、玉米的净光合速率均存在差异,且表现为相同的规律。间作下净光合速率提高的主要途径为: 小黑麦和玉米通过增强CO₂的羧化固定能力,提高对强光的利用能力,从而提高净光合速率,促进产量增加;而紫花苜蓿则是通过提高功能叶的叶绿素b含量,改变叶绿素构成,增强对光能的收集和传递,从而提高净光合速率,促进其在弱光下光合能力的提高和正常生长。     

Genetic variability and association of characters in linseed (Linum usitatissimum L.) plant grown in central Ethiopia region

Linseed is one of the most important oil seed crop in the central highlands of Ethiopia for which yield enhancement is the major breeding purposes and genotypic variability is important for selection in any breeding programs. However, shortage of improved varieties’ that provides optimum seed yield is one of the major constraints of the crop. Therefore, this study was carried out to assess the genetic variability and association among quantitative traits of 36 linseed genotypes. The experiment was conducted in 2018 main cropping season by using simple lattice design. The analysis of variances reveled highly significant difference among the genotype for most of traits considered in present study. High phenotypic and genotypic coefficient of variation was recorded for tiller per plant, harvest index, oil yield (kg ha⁻¹), and seed yield (ton ha-1) number of capsules per plant. High heritability along with genetic advance was observed for seed yield (tones ha-¹), oil yield (kg ha-¹) harvest index which indicates selection of these traits at early generation would be effective. Oil yield (kg ha⁻¹) harvest index and number of capsules plant ⁻¹ showed highly significant positive with seed yield (ton ha⁻¹). Cluster analysis revealed that 36 linseed genotypes were grouped into two clusters and four genotypes remain ungrouped. The maximum inter clusters distance was observed between clusters II and the local check. The data set was reduced into four significant principal components (PCs) that comprise (80%) of the variance. The first PC accounted for 34% of the variances that implies greater proportion of variable information explained by PC1. The traits, which contributed more to PC1, were seed yield per plant, primary branches per plant, secondary branches per plant and plant height showed positive association and had positive direct effect on seed yield. This indicates that any improvement of oil yield and harvest index would result in substantial increase on seed.     

Breeding cereals for Mediterranean conditions: ecophysiological clues for biotechnology application

Water stress is the main environmental factor limiting cereal yield in Mediterranean environments. For particular regions, such as the Mediterranean basin, the agroecological conditions are expected to get worse. In response to this challenge attempts are being made to improve crop yield through farm‐ management practices and plant breeding efforts. Here we examine traits that may be used as selection criteria for breeding C3 cereal crops with improved yield and stability in Mediterranean conditions. Emphasis is made on the potential implications of defining proper selection traits and target environments when adopting biotechnology approaches in breeding programmes.     

施肥措施对铅污染土壤中雪里蕻光合特性的影响

通过盆栽试验研究了铅污染土壤上施用有机肥、磷肥和柠檬酸对雪里蕻光合特性的影响.结果表明:不同施肥处理显著提高了雪里蕻的产量、叶绿素含量和对光强的适应范围,均使净光合速率(Pn)、光饱和点(LSP)和表观量子效率(AQY)显著升高,而使光补偿点(LCP)降低;适宜的施肥调控措施可以保持较高的Pn、LSP和AQY,其中施用磷肥获得了最大的Pn、LSP和AQY值.各施肥处理下Fv/Fm的值均大于0.8,均未引起作物光抑制;在不同施肥处理中,高量有机追肥处理可以使叶片PSⅡ的潜在量子效率和PSⅡ原初光能转换效率保持在最高水平.可见,适宜的施肥措施可以显著改善铅污染土壤上雪里蕻的光合特性而促进其生长.     

Mutation breeding of grain legumes

Genetic variation among existing cultivars and in germplasm collections is the outcome of selection during evolution and plant breeding. Mutagenesis offers the plant breeder a chance to tackle unconventional objectives, particularly those that were at a selection disadvantage in the past. Effective mutagens are available, but the bottleneck is the effective selection of rare desired variants from large mutagenized populations. Selection methods must be non-destructive. Grain legume mutation breeding has already led to improved cultivars with higher yield, better grain quality, or stronger resistance to pathogenens. Many mutations affecting nitrogen fixation related traits have also been reported. Some could be useful in breeding better cultivars, but the majority are being used to study the factors interacting in the complex process of symbiotic nitrogen fixation and to improve the strategy for producing cultivars with better fixation capacity.