田间条件下海岛棉和陆地棉花铃期叶片光保护的机制

研究海岛棉(Gossypium barbadense)和陆地棉(G. hirsutum)两个棉花栽培种的光合作用特性, 探讨两个栽培种光合机构的光抑制以及防御保护机制, 以期为新疆棉花高光效品种选育和高产高效栽培实践提供理论基础。在新疆生态气候条件下, 系统测定了海岛棉和陆地棉的叶片运动、叶片接受光量子通量密度(PFD)、叶片温度、叶绿素荧光参数、气体交换参数和光呼吸速率的日变化。研究结果表明: 陆地棉叶片的“横向日性”较强而海岛棉较弱, 导致海岛棉叶片接受PFD较低, 但其叶片温度较高。海岛棉叶片的光合速率和气孔导度均显著低于陆地棉。在8:00-10:00 (北京时间, 下同)海岛棉叶片的光呼吸速率略低于陆地棉, 其余时间段海岛棉和陆地棉叶片的光呼吸速率相似。不同栽培种间, 叶片的最大光化学效率和实际光化学效率的日变化均无明显差异。除14:00-16:00以外, 海岛棉叶片的表观电子传递速率和光化学猝灭系数均显著低于陆地棉。8:00以后, 海岛棉叶片的非光化学猝灭显著高于陆地棉。因此, 在新疆生态气候条件下, 海岛棉和陆地棉叶片“横向日性”运动能力和气孔导度的差异导致叶片所处的光温环境不同, 同时造成海岛棉叶片的碳同化能力较低。为阻止光合电子传递链的过度还原, 减轻光合机构的光抑制, 陆地棉叶片主要通过光合机构的电子流途径耗散激发能, 而海岛棉叶片通过热耗散途径和相对较高的光呼吸能力来耗散激发能。     

棉花种质资源光子性状的遗传分析

文章利用来源于不同国家和地区的102份陆地棉材料和85份海岛棉材料分别与陆地棉遗传标准系TM-1和海岛棉毛子品种新海13号杂交,得到陆地棉和海岛棉两种F₁群体,同时从陆地棉F₁群体中随机选取呈隐性性状的材料"库光子"、"SA65"和"陆无絮"后代,配制3个F₂分离群体,用于进一步研究陆地棉和海岛棉光子性状遗传特征。结果表明:（1）同一材料种植于不同生态区,其种子短绒多少存在变化,新疆和海南要少于安阳,说明棉花短绒多少和生态环境有关系;（2）陆地棉光子材料中26份（25.49%）呈显性遗传,8份（7.84%）呈不完全显性遗传,22（21.57%）份呈隐性遗传;海岛棉光子材料中5份（5.88%）呈显性遗传,16份（18.82%）呈部分显性遗传,9份（10.59%）呈隐性遗传。其余为隐性性状或显性性状不明显材料和毛子材料;（3）库光子的光子性状由两对隐性等位基因控制,并且有互补效应;陆无絮的光子性状由两对隐性等位基因控制,基因间呈积加作用;SA65的光子性状由单隐性基因控制。大量光子材料的初步鉴定为深入研究棉花纤维发育和育种利用提供了基础材料和理论依据。     

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。     

美丽异木棉光合相关酶活性季节性变化

对美丽异木棉叶片叶绿素含量与乙醇酸氧化酶（GO）、核酮糖二磷酸羧化酶（RuBPCase）活性的季节变化进行测定。结果表明：叶片Chla、Chlb和Chl（a＋b）含量的峰值均出现在7月;叶片GO活性季节变化为单峰型曲线,8月最（252nmol／mg·min）;RuBPCase活性季节变化为双峰曲线,6月和9月各有一峰值,分别为275nmol／mg·min和248nmol／mg·min,8月出现低谷;叶绿素含量和酶活性受光合有效辐射（PAR）与气温（Tair）的影响较大。     

Bt棉与常规棉根际土壤Bt毒蛋白和植物激素变化动态

通过ELISA法对常规棉（石远321）和转基因抗虫棉（99B、SGK321）根际土壤苏云金芽孢杆菌（Bt）毒蛋白和植物激素含量进行了分析,结果表明抗虫棉根际土壤Bt毒蛋白含量显著高于常规棉,特别是从苗期到盛花期抗虫棉根际土壤Bt毒蛋白含量高出常规棉200-300ng／g。抗虫棉根际土壤中脱落酸（ABA）和生长素吲哚乙酸（IAA）含量变化趋势与常规棉相比表现出较大差异。常规棉与抗虫棉根际土壤中ABA变化趋势表现为相似的单峰曲线,而抗虫棉根际土壤中ABA含量变化幅度明显小于常规棉。在棉花生长发育后期抗虫棉根际土壤中赤霉酸（GA3）含量较高,而常规棉根际土壤中GA,含量升高较抗虫棉早且变化幅度大,在高峰处常规棉高于抗虫棉,低谷时抗虫棉高于常规棉。7月17日常规棉根际土壤IAA含量显著高于抗虫棉,8月27日抗虫棉又大大高于常规棉,其他时期变化不大。上述结果表明,外源Bt基因的插入或表达能引起棉花根际土壤中Bt毒蛋白和植物激素含量的较大改变,这种改变可能会影响到抗虫棉的生长发育,并对环境产生影响。     

黄化茶树新梢色素和主要生化成分含量变化特征及其相关性分析

以茶树黄化品种‘中黄3号’(‘ZH3’)和常绿品系‘苔茶15’(‘TC15’)为材料,检测其4、5、7、8月新梢(一芽二叶)色素和主要生化成分含量,探讨不同月份黄化茶树新梢色素和主要生化成分累积的特征以及它们之间的关系。结果表明:(1)新梢叶绿素a、总叶绿素含量在两种茶树中均随生育期先降低后上升,叶绿素b含量变化趋势不同,但均以8月份最高,‘ZH3’叶绿素b含量在4、5月份分别比‘TC15’低41.9%、54.9%,在7、8月份分别比‘TC15’高47.5%、22.1%;新梢类胡萝卜素含量在‘ZH3’中呈递减趋势,而在‘TC15’中表现为先下降后上升再下降;花青素含量在两种茶树中均先上升后下降,在4、5、8月份‘ZH3’略高于‘TC15’,在7月份‘ZH3’比‘TC15’低26.4%。(2)两种茶树新梢的花青素含量在总色素中占比均先增加后降低,总叶绿素含量占比则表现先降后升的变化趋势;类胡萝卜素含量占比在‘ZH3’中呈递减趋势,而在‘TC15’中先递减后小幅上升。(3)两种茶树新梢的游离氨基酸含量均先降低后上升并以4月份最高,茶多酚含量则均先升后降并以7月份最高,‘ZH3’水浸出物和咖啡碱含量在月份间变化不显著。(4)‘ZH3’新梢的游离氨基酸、水浸出物和咖啡碱含量与各色素含量相关均不显著,而其茶多酚含量与叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量均呈显著正相关关系,与类胡萝卜素含量呈显著负相关关系;‘TC15’新梢的水浸出物和茶多酚含量与花青素含量、游离氨基酸含量与总叶绿素含量、咖啡碱含量与叶绿素a以及总叶绿素和类胡萝卜素含量均呈显著正相关关系。研究发现,黄化茶树品种‘中黄3号’新梢颜色越黄,类胡萝卜素、游离氨基酸含量越高,叶绿素a、叶绿素b、茶多酚含量越低,叶绿素a/b值较高,花青素含量适中,茶树新梢色素含量与其主要生化成分含量关系密切。     

荻的光合特性（简报）

荻的最高光合速率达50 mg CO_2dm~(-2)·h~(-1)叶绿素a/b值在 3～4之间,叶片维管束鞘细胞内有叶绿体的分布,多而且大。在生育进程中,荻的光合速率以5～6月间为最高,7月中下旬至8月上旬明显减弱,9月初又有回升。荻的生长速率也表现出类似于光合速率的季节变化。光合速率的日变化为一典型的双峰曲线,即午后的光合作用有一低谷。     

曼陀罗光合特性研究

采用LI-6400型便携式光合测定仪对潜在能源植物曼陀罗(Datura stramonium L.)在6月份至9月份的光合特性指标(净光合速率、光合有效辐射强度和气孔导度)的日变化以及净光合速率和叶绿素含量的月平均值变化进行了研究,并采用非直角双曲线对曼陀罗叶片净光合速率的光响应曲线和C02响应曲线进行了拟合.结果表明:实验期间(6月份至9月份),光合有效辐射强度和曼陀罗叶片净光合速率的日变化均呈"单峰型",峰值出现在11:00左右;7月份的净光合速率峰值最高,为19.01μmol·m-2·s-1;气孔导度日变化呈"双峰型",最大峰值和次峰值分别出现在12:00和14:00.不同月份的净光合速率月平均值有极显著差异(P＜0.01),其中7月份的净光合速率月平均值最大,为9.41 μmol·m-2·s-1;不同月份叶绿素的月平均含量变化与净光合速率月平均值的变化相似,7月份叶绿素的月平均含量也最高,但叶绿素a、b及总叶绿素月平均含量有一定差异.曼陀罗叶片净光合速率的光响应曲线和CO2响应曲线相似,在光合有效辐射强度和CO2浓度较低的条件下呈线性升高,至饱和点后缓慢升高并趋于稳定;曼陀罗叶片的光补偿点为22.42 μmol·m-2·s-1,光饱和点为689.26 μmol·m-2·s-1;CO2补偿点为74.06μmol·mol-1,CO2饱和点为1 331.97μmol·mol-1.研究结果说明,曼陀罗为具有一定耐阴能力的阳性植物,但CO2同化能力较弱.     

一个新的玉米黄绿叶突变体ygl-m的初步研究

在田间选育系谱过程中发现了一份黄绿叶突变体ygl-m,该突变体叶片在苗期自发地表现黄绿色,待植株长到6周大左右植株叶片开始恢复绿色,最后整个植株叶片都恢复正常的绿色。苗期ygl-m与野生型植株B73相比,叶片总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b含量均显著下降,叶绿素a/b比值显著升高;苗期叶片叶绿体中基粒类囊体片层较少,排列不规则,结构松散。遗传分析表明,突变体ygl-m的黄绿叶表型由隐性单基因控制。本研究将为开展ygl-m基因的分子标记定位和进一步探讨其利用潜力奠定基础。     

遮荫对连翘光合特性和叶绿素荧光参数的影响

本文系统研究了不同程度的遮荫(0%、43%、70%、97%)处理对连翘叶片光合特性和叶绿素a荧光参数的影响。结果表明：随着遮荫程度增加,最大净光合速率、光补偿点、光饱和点、暗呼吸速率降低;净光合速率日变化均呈单峰型,峰值和光能利用率增加;叶绿素a b、叶绿素a、叶绿素b含量增加,叶绿素a/b降低;叶绿素a荧光参数Fv/Fm和Fv/Fo日变化呈单谷曲线,值均高于全光照的,且随着遮荫程度的提高其值均依次增加。这说明,连翘是一种耐荫性很强的植物,遮荫可使其降低光补偿点、光饱和点、净光合速率、暗呼吸速率以及叶绿素a/b,增加总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b含量、光能利用率以及PSⅡ原初光能转化效率和潜在活性,从而增强其在弱光条件下的生长发育能力。     

棉田绿盲蝽种群密度的调查方法

本文比较研究了棉田绿盲蝽Apolygus lucorum(Meyer-Dür)种群的调查方法。全株调查法中,目测法调查到的绿盲蝽种群密度最高,显著高于扫网法和盆拍法。局部调查法发现,蕾上的绿盲蝽种群数量显著高于叶片和花上;蕾上种群数量与整株密度之间呈显著正相关关系(y=1.18 x+3.69)。间接调查法表明:在苗期和蕾期,叶片受害等级和绿盲蝽种群密度之间呈显著正相关关系(苗期:y=25.28 x+8.20;蕾期:y=43.99 x+27.58)。     

棉花品种抗绿盲蝽特性的田间光谱诊断

调查了生长期14个不同棉花品种上绿盲蝽Apolygus lucorum Meyer-Dür的危害情况。亚洲棉表现为高抗,冀丰杂7号等12个品种表现为中抗,灵-17表现为敏感。田间采用ASD光谱仪对14个棉花品种生长期的冠层光谱进行了测定,发现相同品种不同时期的光谱反射率的一阶微分具有明显差异(P<0.05),在近红外717 nm波段处一阶微分光谱值与棉花抗绿盲蝽级别显著相关(R2=0.89,P=0.01),可较好的表征绿盲蝽危害指数,可利用这个波段的光谱指标对棉花品种的抗绿盲蝽特性进行初步诊断,为棉花抗盲蝽评价选育提供参考。     

中黑盲蝽对不同棉花品种的选择偏好性及种群动态研究

本试验通过2011和2012两年的田间调查,初步研究了棉盲蝽对12个不同棉花品种的选择偏好性及其种群总体发生动态。调查发现,华北地区棉田主要盲蝽种类为中黑盲蝽Adelphocoris suturalis(Jakovlev),2011年中黑盲蝽比较偏好喜食的棉花品种是海7124,而不偏好的品种是N73DeltapineFO,2012年中黑盲蝽比较偏好喜食的棉花品种是苏联棉,而不偏好的品种是荆7516-1。分析中黑盲蝽的种群发生动态发现,中黑盲蝽于每年的6月底7月初开始在棉田出现,7月中下旬在棉田的种群发生数量达到高峰,并于8月底、9月上旬在棉田的种群发生数量达到最低。     

转CpTI-Bt基因棉和转Bt基因棉对棉铃虫幼虫存活、生长及营养利用的影响

2000年7月中旬和8月中旬, 分别测定了采自田间的转CpTI-Bt基因双价抗虫棉（SGK321, 以下简称CpTI-Bt棉）和转Bt基因抗虫棉（中30,以下简称Bt棉）对棉铃虫Helicoverpa armigera幼虫存活、生长的影响。结果表明：7月中旬两种转基因抗虫棉抗虫效果均较好,尤其是CpTI-Bt棉棉叶和花瓣对4龄幼虫3天内致死率为92%以上;8月中旬两种转基因棉的抗虫活性均明显降低,且Bt棉的杀虫活性显著低于CpTI-Bt棉,其幼虫死亡率与对照受体棉中16的死亡率之间无显著差异,仅显著抑制了幼虫的生长;石远321(SGK321受体品系)的花瓣具有一定的抗虫活性,可显著降低取食幼虫的体重,甚至造成部分幼虫死亡; CpTI-Bt棉中,花瓣和棉叶的抗虫性明显高于蕾和铃心。对5龄幼虫取食棉铃1日后的营养指标测定结果显示： 两种转基因抗虫棉处理的幼虫相对生长率和相对取食量均显著低于石远321,但两者之间无显著差异; CpTI-Bt棉处理的幼虫近似消化率显著低于石远321和Bt棉,但其食物利用率显著高于石远321和Bt棉。     

广州地区自然条件下扶桑绵粉蚧入侵定殖能力研究

【背景】扶桑绵粉蚧是一种对棉花等作物具有严重威胁的新的外来人侵害虫,2008年8月在广州市区扶桑上发现该虫。关于该虫入侵种群的大小是需要明确的基本人侵生物学问题之一。【方法】采用了野外接虫、定点系统跟踪观察的方法,研究了广州地区番茄、棉花田间扶桑绵粉蚧的最小入侵种群规模。【结果】扶桑绵粉蚧初始种群侵入棉花、番茄田3d后数量急剧下降,分别减少了82．7％、61．2％,进入3龄后田间种群数量呈现持续小幅度减少的规律,进入产卵期的雌虫出现概率分别为2．83％、2．5％。棉花上扶桑绵粉蚧单雌产卵量为532．6粒,明显高于番茄（418．4粒）。棉花、番茄田的入侵种群趋势指数分别为15．09、10．46,下一代种群呈明显增长趋势,能够成功定殖。棉花、番茄田扶桑绵粉蚧自然种群存活曲线均符合Ⅰ型（凹型）,存活率（S）与接虫后天数（D）的关系模型分别为S=（1．0000＋1．1．505D）-1.1250,S=（Q9996＋Q124810）^-3.0614。根据进入产卵期雌虫的概率,计算出保证扶桑绵粉蚧成功入侵的最小自然种群规模为36—40头。【结论与意义】广州地区6～8月番茄、棉花田新人侵的扶桑绵粉蚧自然种群存活曲线为Ⅰ型（凹型）,最小入侵种群规模为36—40头。该结果为深入研究扶桑绵粉蚧的入侵生物学特性和制定防治策略等提供了依据。     

Seasonal population dynamics of dusky cotton bug (Oxycarenus spp.) in transgenic cotton varieties under field conditions

Dusky cotton bug (Oxycarenus spp.) has become a major insect pest for cotton crop in Pakistan. Transgenic cotton varieties provided resistance to a variety of insects pests. But, these are not safe for this emerging potential threat. In present study, nine transgenic cotton varieties (IUB-222, MNH-886, FH-142, CIM-599, A-555, CIM-602, NIAB-777, MNH-786 and Bt-666) were assessed for seasonal population dynamics of dusky cotton bug (DCB) under field conditions. All transgenic varieties showed a differential DCB population over the months and no transgenic variety was free from DCB population throughout the crop duration. DCB population appeared during 3rd week of July and crossed the economic threshold level (10–15 nymph/ adults or both per plant) during August. A substantial increase in DCB population was noted during September-November with its peak population during October, 2014. Among all varieties, three varieties (CIM-599, CIM-602 & IUB-222) showed a significantly lower mean population per plant (37.76, 37.87, 43.84) and two varieties (FH-142, MNH-886) gave highest population (44.71, 46.81), respectively. Correlation matrix revealed that low temperature and high humidity were promoting the DCB population. Cluster analysis revealed interesting findings that IUB-222 with least population fall in a cluster where other two varieties (FH-142 & MNH-886) possessed highest population. Moreover, two varieties (CIM-599 & CIM-602) with least population fall in second cluster regarding DCB population. These findings would be helpful for the farmers to select the varieties that showed relatively higher resistance towards DCB population and to adopt proper management strategies keeping in view the trend of DCB population during the crop season.     

外源基因导入对棉花烟粉虱种群的影响

以转基因棉花和对应的常规棉花亲本为材料,探讨外源基因导入对棉花烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)种群的影响。结果表明,在转基因棉花GK12、33B、SGK上,烟粉虱从卵发育到成虫羽化的历期分别为15.56、15.35和15.25 d,较对应的常规棉亲本SM3(19.38 d)、33(20.81 d)、SY321(18.76 d)分别短24.55%、26.23%、18.71%;GK12和33B棉花上烟粉虱的存活率(69.16%)分别较对应的常规棉亲本SM3(54.76%)和33(64.91%)高26.29%和12.81%,而SGK(63.21%)上烟粉虱的存活率与对应的常规棉亲本SY321(62.61%)之间差异不显著;烟粉虱在GK12(84.00)和33B(77.25)上的产卵量分别较SM3(62.25)、33(70.00)高34.93%和10.35%,但SGK和SY321之间差异不显著;在转基因棉花GK12、33B、SGK上,烟粉虱的雌雄性比分别比对应的常规棉亲本高26.71%、46.23%和19.17%。结果表明,外源基因导入后,有助于烟粉虱的发育,提高了烟粉虱的产卵量和雌雄性比,从而促进了烟粉虱种群的上升。     

N^＋注入对紫薇光合特性和叶绿素含量的影响

采用离子注入诱变育种技术对紫薇种子进行处理,正常播种后测两年生植株叶片的光合特性和叶绿素含量,结果表明：与对照相比,经离子注入处理后,各处理的净光合速率都有不同程度的增加,光合速率饱和时所需要的光合有效辐射均较未注入处理的低。叶绿素a和b的绝对含量呈现双峰型变化趋势,但叶绿素a的增加量受注入剂量的影响较大,叶绿素a/b比值变化不明显,离子注入处理能提高紫薇幼苗的潜在光合能力和耐荫性。     

SNP处理的辣椒幼苗对Cd^2＋胁迫的生理响应

采用溶液培养方法研究外源NO供体硝普钠（SNP）对Cd^2＋胁迫下辣椒幼苗生长和生理特性影响的结果表明：75μmol·L^-1SNP能在一定程度上缓解较高浓度Cd^2＋对辣椒幼苗生长、叶中Chla和Chlb含量以及根系活性的抑制作用,降低丙二醛（MDA）含量,增强超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）的活性。