玉米叶片淀粉和蔗糖的昼夜变化与光合产物的输出

玉米叶片淀粉和蔗糖的昼夜变化有一定的规律,早晨叶片经日照后优先合成与积累蔗糖,并不断地从叶片中输出;淀粉的合成比蔗糖延迟,在蔗糖迅速积累的时候淀粉增长的速率为0.15 mg/10 cm~2/hr,当蔗糖的含量达恒态时淀粉增长的速率为 0.31mg/10 cm~2/hr;傍晚后二者的含量均迅速下降,经过一夜蔗糖的含量又降到前晨的水平,淀粉则降解殆尽。二者都是玉米叶片光合产物的暂贮形式。叶片白天光合产物的输出量为3.mg/10cm~2,夜晚为2.8mg/10cm~2。 当玉米叶片光合产物的输出受阻碍后,蔗糖与淀粉的积累速率均比对照增强,蔗糖合成的总量比对照减少25％,淀粉则增加80％;夜晚淀粉因用于呼吸消耗降解了11％;翌日叶片的光合作用显著下降,淀粉的合成减少38％;傍晚后以至翌日在光下叶片蔗糖的含量不大变化。 玉米叶片从暗(光)中转至光(暗)中不同时间P_i的含量无显著变化;光合产物的输出受阻碍后P_i的含量亦与对照差不多。看来P_i含量不是调节玉米叶片光合产物转化、积累与输出的重要因素。 暗一预处理的玉米植株照光后叶片淀粉合成的滞缓期延长,积累速率减缓,合成蔗糖的趋势则增强。大豆,甜菜叶片照光后淀粉的合成亦存在滞缓期。     

叶片光合产物输出的抑制与淀粉和蔗糖的积累

选择糖叶、淀粉叶及中间型植物叶片用水烫法处理叶片基部或将离体叶片插在水中,或用环剥的方法阻碍叶片输出光合产物与自然对照对比分析,观察输出与否对叶片淀粉与蔗糖合成的影响。 糖叶与中间型叶片在进行光合作用的同时有相当数量的光合产物输出,淀粉叶在光合作用的同时很少光合产物输出。糖叶输出停滞时主要增加蔗糖的积累。中间型叶片输出停滞时蔗糖与淀粉的积累均比对照增加。淀粉叶处理与否同淀粉与蔗糖的积累无显著差异。     

木薯蔗糖合成、转运与块根淀粉积累关系研究

该研究以淀粉含量不同的两个木薯品种(辐选01和华南124)为材料,通过测定各品种不同生育期叶、茎和根的蔗糖含量及块根淀粉含量,分析了蔗糖合成、转运和块根淀粉积累过程的相关性.结果表明:与华南124相比,在整个生育期内辐选01叶、茎的蔗糖含量均较高,块根蔗糖含量在块根膨大初期以前高于华南124,块根膨大初期以后则相反.在木薯的整个生育期,与辐选01相比,华南124的淀粉合成量和淀粉合成速率均较低.叶和茎蔗糖含量的变化规律与淀粉合成速率的变化规律相反,即块根淀粉积累明显加快时叶和茎的蔗糖含量略呈下降趋势,而块根淀粉合成减慢时叶、茎的蔗糖含量又开始上升.随着生育期的延后,块根蔗糖含量越来越低.在块根形成初期,蔗糖含量最高的组织部位为块根,其次为茎秆,最低的是叶片;而在块根成熟期时则相反,即蔗糖含量最高的部位是叶片,其次为茎杆,块根的蔗糖含量最小.相关性分析结果表明,木薯叶片蔗糖含量与块根淀粉含量呈显著的正相关;茎秆蔗糖含量与块根淀粉积累量呈不显著的正相关;块根蔗糖含量与淀粉积累量呈显著的负相关.由此可见,木薯叶、茎和根蔗糖与块根淀粉积累过程密切相关,其中叶片合成蔗糖的能力与块根利用蔗糖的能力在淀粉的积累过程中发挥关键作用.该研究结果为木薯的生产选育与高效栽培提供了理论依据.     

水稻叶片的蔗糖合成酶

糖型叶水稻、小麦、苜蓿叶片中SS的活力≥SPS。中间型叶高粱、菠菜叶片和淀粉型叶烟草、大豆叶片中SS的活力相似文献   

贮藏性光合产物对无CO_2空气中C_3植物光下CO_2释放的碳素补偿

无CO_2空气中,小麦、大豆等C_3植物叶片表现出远高于暗呼吸且长时间持续的光下CO_2释放。低氧条件下,叶片RuBP含量显著增加。无HCO_3~-体系中,大豆叶肉细胞积累的光合产物光下损耗明显大于暗中,且主要表现为不伴随可溶性糖相应积累的淀粉迅速降解,淀粉降解酶活性也显著提高。由此表明C_3植物可通过动员其自身贮藏的光合产物,作为补偿碳源,维持CO_2亏缺条件下Calvin循环的运行。     

氮、磷、钾对豫麦50旗叶蔗糖和籽粒淀粉积累的影响

以豫麦50为对象,探讨了氮、磷、钾对小麦旗叶中蔗糖的积累及相关酶活性以及籽粒中淀粉含量和组分的影响.结果表明,施氮可以增加灌浆前期旗叶中的糖含量,施钾则提高了灌浆后期旗叶中的糖含量,而施磷则对旗叶中的糖含量影响不大.施氮、磷、钾均能增加蔗糖合成酶活性,但它们的作用时间不同：施氮活性增加在籽粒灌浆中期,施磷在灌浆前期,而施钾在灌浆前、中期.但氮亦可增加花后24 d的磷酸蔗糖合成酶活性,施磷增加了灌浆前、中期磷酸蔗糖合成酶活性,施钾则增加了灌浆后期旗叶磷酸蔗糖酶活性.施氮、磷、钾都提高了籽粒中总糖含量,增加籽粒中淀粉含量,其中施钾效果最为明显.施磷提高籽粒中直链淀粉的积累,而施钾则显著提高了籽粒中支链淀粉的含量.     

玉米叶肉细胞和维管束鞘细胞中光合产物的分析

玉米苗照光后,叶肉细胞和维管束鞘细胞大量积累淀粉和可溶性糖(包括蔗糖),其中淀粉95％以上在维管束鞘细胞中。阻断光合产物输出时,两类细胞中蔗糖和淀粉积累都显著增加。离体维管束鞘细胞也能合成蔗糖。离体玉米叶内原生质体饲喂NaH~(14)CO_3并照光后,通常90％以上的~(14)C参入到有机酸和氨基酸中,3～10％参入糖和淀粉中。玉米叶肉原生质体具有直接利用CO_2合成碳水化合物的能力。     

摘心对‘巨峰’葡萄生长及蔗糖和淀粉代谢的调控作用

为揭示摘心对‘巨峰’葡萄(Vitis vinifera L. × V. labrusca L. cv. Kyoho)生长发育、蔗糖和淀粉代谢的作用及其分子机理,采用不同留叶摘心,研究‘巨峰’葡萄叶片和茎段表型,果实可溶性固形物、蔗糖和淀粉积累特征,以及蔗糖和淀粉代谢相关基因的表达变化。结果表明,摘心抑制‘巨峰’葡萄叶片生长和茎段增粗,但是促进花序早期的快速增长,提高单果重、果穗重、株产量和可溶性固形物含量;2叶摘心提高生长发育后期叶片蔗糖、茎段蔗糖和淀粉的含量;2叶摘心促进蔗糖代谢基因SPS、NI、CWI的高表达,同时抑制淀粉代谢中AMY的表达。因此,2叶摘心能够调控SPS、NI、CWI和AMY基因的表达进而促进蔗糖合成和淀粉积累,为果实成熟、新梢萌芽和开花奠定营养基础。     

紫花苜蓿光合气体交换和叶绿素荧光特征的时间变异性

气体交换和荧光特性是植物环境适应的重要表征,会随植物生长而变化,但其变化规律尚不明确。以多年生豆科牧草陇东苜蓿为材料,测定了其3茬不同生育时期气体交换和叶绿素荧光、叶绿素组分含量、蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶活性等参数,从时间变异性角度探讨紫花苜蓿环境适应的光合作用机制。结果表明:（1）随陇东苜蓿的生长,其地上部分和叶干重在各茬内都呈增加趋势,而平均日増干重在前两茬内呈增加趋势,在第3茬内呈先上升后下降的趋势,符合“S”型生长规律。（2）叶片净光合速率、气孔导度和羧化效率在各茬内呈降低的趋势,而叶片胞间CO₂浓度则相反,水分利用效率和气孔限制值在第一茬内呈下降的趋势而在第二茬和第三茬内则呈增加的趋势。（3）叶片蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶活性均不随陇东苜蓿生长而发生明显变化,蔗糖含量则呈增加的趋势。（4）同一茬内,叶片叶绿素含量随陇东苜蓿的生长而呈增加趋势,叶绿素荧光参数只在第一茬初期有较明显的变化,后两茬内变化不明显。研究发现,为适应不同生育时期的环境条件,紫花苜蓿叶片气体交换和叶绿素荧光特性表现出时间变异性,且二者间存在差异。     

外源α-萘乙酸对花期干旱大豆碳代谢的影响

以耐旱性大豆品种晋豆21和干旱敏感性大豆品种徐豆22为试验材料,通过盆栽试验,研究α-萘乙酸(NAA)对花期干旱大豆碳代谢的影响.结果表明:干旱胁迫下,与徐豆22相比,晋豆21净光合速率(P_n)下降幅度较小,光呼吸速率(Pr)和叶片可溶性糖含量增加幅度较小,而叶片蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS)(合成方向)活性、根系蔗糖含量增加幅度较大.NAA处理提高了干旱胁迫下Pn,并降低了Pr,进而明显缓解了干旱胁迫对大豆植株的生长抑制;降低了叶片淀粉分解酶、酸性转化酶(AI)和SS(分解方向)活性,从而抑制了干旱胁迫诱导的可溶性糖积累;NAA处理也能增加干旱胁迫下叶片SPS、SS(合成方向)活性、根系蔗糖含量、根冠比,表明NAA处理促进了叶片中蔗糖向根系的转运.总之,在干旱胁迫下,外源NAA能够通过调控碳代谢增强大豆植株对干旱胁迫的耐受性.     

外源α-萘乙酸对花期干旱大豆碳代谢的影响

以耐旱性大豆品种晋豆21和干旱敏感性大豆品种徐豆22为试验材料,通过盆栽试验,研究α-萘乙酸(NAA)对花期干旱大豆碳代谢的影响.结果表明: 干旱胁迫下,与徐豆22相比,晋豆21净光合速率(P_n)下降幅度较小,光呼吸速率(P_r)和叶片可溶性糖含量增加幅度较小,而叶片蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS)(合成方向)活性、根系蔗糖含量增加幅度较大.NAA处理提高了干旱胁迫下P_n,并降低了P_r,进而明显缓解了干旱胁迫对大豆植株的生长抑制;降低了叶片淀粉分解酶、酸性转化酶(AI)和SS(分解方向)活性,从而抑制了干旱胁迫诱导的可溶性糖积累;NAA处理也能增加干旱胁迫下叶片SPS、SS(合成方向)活性、根系蔗糖含量、根冠比,表明NAA处理促进了叶片中蔗糖向根系的转运.总之,在干旱胁迫下,外源NAA能够通过调控碳代谢增强大豆植株对干旱胁迫的耐受性.     

外源硝态氮水平对长春花生理代谢的影响

以长春花为实验材料,采用珍珠岩为培养基质,设置不同氮素浓度,对其各器官的初生和次生代谢进行了初步研究,结果如下:植株中3种主要生物碱含量均是随着外源氮水平的降低而降低,外源硝态氮水平对长春花文朵灵和长春质碱在不同叶位叶片中的积累特点影响较明显,而对长春碱的积累影响较小。在高氮条件下,植物体内合成和积累较高水平的游离氨基酸,可能为部分生物碱的合成提供了骨架,并能促进生物碱含量的提高。蔗糖含量在不同叶位叶片中也是随着叶龄的增加而缓慢增加。同时,高氮水平下,叶片中蔗糖含量明显高于正常供氮水平下的含量。本研究为提高长春花中具有重要药用价值生物碱的含量提供参考依据。     

不同植物在水分胁迫条件下脯氨酸的累积与抗旱性的关系

Ca植物春小麦幼苗叶片累积脯氨酸的数量随水分胁迫时间和强度递增,累积的数量与品种的抗旱性没有相关性。C_4植物玉米和高粱累积脯氨酸的数量低于小麦,但高粱多于玉米。CAM植物落地生根脯氨酸含量略有变化。旱生植物细枝岩黄芪的同化枝累积脯氨酸的数量高于中生植物钻天杨和槐的叶片,而梭梭的同化校则低于槐而高于钻天杨。表明这些植物累积脯氨酸的数量与它们的抗旱性无夫。因此似不宜用脯氨酸数量的多少作为植物抗旱性的生理指标。     

施钾时期对冬小麦旗叶光合特性和籽粒淀粉积累的影响

在相同施钾量的基础上。采用一次性基施,1／2基施、1／2于拔节期追施。研究施钾时期对小麦旗叶光合特性和籽粒淀粉积累的影响．结果表明。分期施钾比一次性施钾提高了小麦开花后旗叶的光合速率、旗叶中磷酸蔗糖合成酶(SPS)和籽粒中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADPGPPase)的活性,提高了籽粒中蔗糖的供应强度和淀粉积累速率。增加了籽粒产量．研究还表明。两个施钾处理均提高了小麦叶片中蔗糖的合成能力和其在籽粒中转化为淀粉的能力,施钾提高产量的主要原因是施钾较好地协调了光合物质合成、运输与转化,即较好地协调了淀粉合成的源库关系．     

植物多糖类复合制剂对大豆光合性能和干物质的影响

大田栽培条件下,在大豆始花期叶面喷施以植物多糖(P1)、植物多糖和5-氨基乙酰丙酸(P2)以及植物多糖、5-氨基乙酰丙酸和缩节胺(P3)为有效成分复配的3种制剂,研究不同植物多糖类复合制剂对大豆叶绿素含量、光合蒸腾特性、干物质积累与分配以及籽粒产量的影响.结果表明:喷施3种制剂35 d内,大豆叶片叶绿素含量与对照相比明显增加,且随生育进程下降的趋势有所延缓;喷施P1和P3使大豆叶片光合速率和水分利用效率分别提高13.2％和10.3％以上.与对照相比,喷施3种制剂促进了大豆地上部于物质积累量的增加、提高了叶片干物质向荚的分配比例,花后干物质同化量对籽粒的贡献率增加17.1％以上;喷施P1和P3后,大豆单株荚数、单株粒数和百粒重显著增加,喷施P2后变化不显著;喷施3种制剂使大豆增产5.9％以上.3种植物多糖类复合制剂可促进大豆叶绿素合成、延缓叶片衰老、改善叶片光合潜能和水分状况,有效调控大豆干物质积累和花后同化物分配,进而实现增产.     

内蒙古草原常见植物叶片δ~(13)C和δ~(15)对环境因子的响应

在中国东北样带沿线的内蒙古草原地区采集了一些常见植物的叶片样品,并测定其δ~(13)C和δ~(15)N值,分析了其统计学特征以及对环境因子(年平均降雨量和温度)的响应模式。发现东北样带草原区同时存在C_3和C_4两种不同光合途径的植物,但是C_3植物占主导地位,C_4植物数量有限。C_3植物叶片δ~(13)C随着年平均降雨量和年平均温度的升高而显著降低,反映了此区域C_3植物δ~(13)C受控于降水量和温度。C_4植物的叶片δ~(13)C值随着降雨量的增多而有轻微升高的趋势,但是C_4植物的叶片δ~(13)C值对年平均温度的响应不敏感。不论对C_3植物还是C_4植物而言,叶片δ~(15)N都随降雨量增加而显著降低,即干旱区的植物叶片δ~(15)N大于湿润地区,这说明降水是影响植物叶片δ~(15)N的一个重要因素。然而两者叶片δ~(15)N对温度的响应不敏感。     

C_3和C_4植物叶片内双磷酸核酮糖(RuDP)羧化酶之免疫荧光定位

我们用从菠菜提纯的RuDP 羧化酶制备兔抗RuDP 羧化酶抗体,用荧光免疫直接法在典型的C_3和C_4植物叶片横截面的冰冻切片内定位RuDP 羧化酶。抗RuDP 羧化酶抗体是用异硫氰荧光素(FITC)标记的。观察结果说明在C_4植物(玉米)叶切片中,特异荧光绝大部分集聚于维管束鞘细胞的叶绿体内。在C_3植物(小麦、大麦)叶切片中,特异荧光呈现在叶片叶肉细胞的叶绿体部位。两种植物中特异荧光分布的不同显示了它们的RuDP 羧化酶分布的不同。     

干旱胁迫对苗期大豆异黄酮合成的影响

以不同耐旱性的2个大豆品种(高耐旱JP-6、低耐旱JP-16)为研究材料,采用高效液相色谱和实时荧光定量PCR技术,分析不同时间持续干旱胁迫下,大豆叶片和根系中异黄酮的积累变化及关键酶基因的表达情况.结果表明:大豆根部异黄酮含量显著高于叶部,而异黄酮关键酶基因的表达量则在叶片中更高,耐旱品种JP-6根部的异黄酮积累量更大.随着干旱胁迫持续时间的增加,不同耐旱品种的异黄酮合成与积累变化规律存在显著差异:强耐旱品种JP-6的根和叶中,异黄酮积累量均呈现先下降后升高的趋势;而弱耐旱品种JP-16则相反,异黄酮积累量在不同部位中均呈现先上升后降低的趋势;除JP-6叶中C4H、4CL、IFS2等异黄酮合成上游基因外,其他不同品种、不同部位的关键酶基因表达量均随着干旱胁迫持续时间的增加,呈现先下降后上升的趋势.大豆叶片是异黄酮的主要合成部位,大豆根部也存在少量的异黄酮合成.弱耐旱大豆根部的异黄酮合成和最终积累量均较低,强耐旱品种则较高.根部异黄酮积累量高的大豆品种,其耐旱性更强.     

根际低氧胁迫对网纹甜瓜幼苗植株碳水化合物含量的影响

以耐低氧性明显不同的2个网纹甜瓜品种为试材,研究了低氧胁迫下植株体内碳水化合物含量的变化特征,探讨植株体内碳水化合物含量与低氧耐性之间的关系。结果表明,低氧胁迫下网纹甜瓜根系淀粉含量下降,而茎部和叶片中有淀粉积累的现象,且在耐低氧性强的‘东方星光’叶片中淀粉积累更明显;低氧胁迫下网纹甜瓜体内可溶性糖、蔗糖、果糖含量增加,且在茎部和叶片中增加幅度较大,并以耐低氧性强的‘东方星光’中增加更明显;低氧胁迫下网纹甜瓜根系葡萄糖含量降低且低于通气对照,茎部和叶片中葡萄糖含量先增加后降低,在处理8d后低于通气对照。研究发现,网纹甜瓜体内碳水化合物含量与植株的耐低氧性密切相关;耐低氧性强的品种体内可溶性糖、蔗糖、果糖含量在低氧胁迫下比耐低氧性弱的品种更高,增幅更大;体内较高的可溶性糖、蔗糖和果糖含量是植株对低氧胁迫的一种适应性反应。     

CO2浓度倍增对几种植物叶片的叶绿素蛋白质复合物的影响

研究了CO_2浓度倍增对大豆(Glycine max L.,C_3植物)、黄瓜(Cucumis sativus L.,C_3植物)、谷子(Setaria italica (L.) Beauv.,一种不很典型的C_4植物)和玉米(Zea mays L.,C_4植物)叶片的叶绿素蛋白质复合物的影响。实验植物盆栽于聚乙烯薄膜(或玻璃)的开顶式培养室中。播种后对照室的CO_2浓度立即保持在大气浓度(350±10)×10~(-6)中,CO_2浓度倍增处理室则保持在(700±10)×10~(-6)下。研究结果表明,对于大豆、黄瓜和谷子,CO_2浓度倍增均使其PSⅡ捕光叶绿素a/b-蛋白质复合物(LHCⅡ)的聚合体态的量增多,单体态的量减少。但C_4植物玉米对CO_2浓度倍增没有这样的反应。作者认为在大豆等植物中,LHCⅡ的上述状态变化可能是植物的光合机构对长期高CO_2浓度的一种适应效应,这样能提高光合作用中光能的吸收、传递和转换的效率,并支持高效的光合碳素同化作用。