小麦旗叶黄化转绿突变体的生理分析及细胞学研究

叶色突变体是研究植物光合作用机理的理想材料。该研究以小麦旗叶黄化转绿突变体LF2090及其野生型H_261为材料,对其主要农艺性状、光合色素含量、光合参数和叶绿体超微结构进行比较分析。结果显示:突变体在旗叶黄化期叶绿素b含量显著降低,叶绿体结构基本正常,光合速率无显著变化;在旗叶转绿期,突变体叶绿素b相对含量提高,但各色素含量均显著下降,叶绿体内基粒大部分消失,细胞间CO_2浓度及光合速率均显著下降。研究表明,叶绿素a与叶绿素b间的比例变化导致突变体旗叶叶片颜色发生由黄转绿的变化;突变体LF2090旗叶气孔部分关闭是该突变体光合速率降低和农艺性状较差的主要原因,同时色素含量降低导致叶绿体结构的改变也影响着旗叶的光合效率。     

中华金叶榆子代苗光合特性及叶片呈色机制探讨

中华金叶榆是普通白榆的天然黄叶突变体,黄叶性状在子代中可稳定遗传,自由授粉子一代出现黄绿性状分离。该研究以中华金叶榆子代黄叶苗和绿叶苗为试验材料,从生长速率、叶片色素含量、光合特性、叶绿素荧光及叶绿体超微结构等方面对黄叶苗的光合特性和叶片呈色机制进行了探讨。结果显示:(1)黄叶苗生长缓慢,净光合速率(12.5μmol·m-2·s-1)显著低于绿叶苗(17.5μmol·m-2·s-1),而蒸腾速率、气孔导度和叶片温度显著高于绿叶苗。(2)黄叶苗和绿叶苗叶片的光合色素种类基本相同,但黄叶苗的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和花青素4种主要色素含量始终低于绿叶苗且相对稳定,各种色素含量在生育期内不同月份略有变化,类胡萝卜素含量始终低于叶绿素含量。(3)黄叶苗叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)发育不完全,电子传递效率低。(4)黄叶苗叶绿体内膜系统发育紊乱,基粒垛叠失败。研究表明,中华金叶榆子代黄叶苗叶绿体内膜系统发育缺陷,基粒片层垛叠失败,进而多种色素含量大幅下降,光合系统发育不完全,致使其叶片呈现黄色、光合性能下降、植株生长缓慢。     

文心兰浅绿条纹突变体的生理生化及叶绿素荧光特性研究

以文心兰浅绿条纹突变体为材料,分析叶片光合色素含量和组成、叶绿素合成前体物质含量以及叶绿素荧光参数的变化,观察突变体叶绿体超微结构的改变,以探寻其叶色变异的生理基础。结果表明:(1)突变体叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、类胡萝卜素(Car)和总叶绿素(Chl)含量分别比叶色正常植株显著降低了37.1%、34.0%、30.8%和36.3%。(2)突变体叶绿素生物合成受阻于胆色素原(PBG)到尿卟啉原Ⅲ(UrogenⅢ)的反应步骤。(3)突变体叶绿体发育存在明显的缺陷,基粒数目及基粒片层的垛叠层数明显减少,嗜锇颗粒及囊泡较多。(4)突变体初始荧光(Fo)比正常植株高39%,最大荧光(Fm)、最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ有效光化学效率(Fv′/Fm′)和PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)均显著低于正常植株,但光化学淬灭系数(qP)和非光化学淬灭系数(NPQ)与正常植株无显著差异。研究结果说明,文心兰叶绿素生物合成受阻和叶绿体结构发育不良,导致叶绿素的含量下降,致使突变体叶片呈现浅绿条纹,光能利用率降低。     

铁皮石斛叶色突变体的叶绿体超微结构、光合色素和叶绿素荧光特性的研究

以铁皮石斛(Dendrobium officinale Kimura et Migo)(‘TP35’)经自然突变的白绿杂色突变体(‘TP-MA’)和太空诱变的绿黄杂色突变体(‘TP-MG’)为材料,研究不同光照强度(0、50、100μmol·m^-2·s^-1)处理后,植株叶片的叶绿体超微结构、光合色素含量以及叶绿素荧光动力学参数的变化规律,并阐明叶色突变体与正常植株光合特性的差异。结果显示,‘TP-MA’和‘TP-MG’的叶绿体形态均发生了一定程度的缺失,且叶绿体分布不均匀、无规则,基粒片层结构不完整且排列疏松,基本与其表型性状相一致。‘TP-MA’光合色素的含量和叶绿素荧光参数F v/F m、ΦPSⅡ及F v′/F m′等显著低于‘TP35’,但非光化学淬灭系数(NPQ和q P)则相对较高;‘TP-MG’的光合色素含量及叶绿素荧光参数均低于‘TP35’,但差异不显著,且对较强的光照(100μmol·m^-2·s^-1)条件具有一定的适应性。研究结果表明不同光强处理后,铁皮石斛叶色突变体的叶绿体结构和光合生理指标均发生了不同程度的变化,且对植株的叶绿素含量及荧光参数产生一定影响,过低和过高的光照强度均不利于植株的正常生长。     

高温对水稻黄叶突变体剑叶光合特性和叶绿体超微结构的影响

以水稻黄叶突变体为材料,进行高温胁迫处理(9:30～17:30,40℃;其它时间段与自然温度相同),研究高温胁迫对其剑叶光合特性和叶绿体超微结构的影响。结果表明:高温胁迫使水稻黄叶突变体剑叶净光合速率(Pn)、PSⅡ原初光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ光量子效率(фPSⅡ)和非循环光合电子传递速率(ETR)显著降低,初始荧光(F0)显著增加,同时使剑叶叶绿素、可溶性蛋白质含量显著降低,细胞膜透性显著增加,叶片的叶绿体内基粒和基质片层模糊、疏松,结构紊乱。研究发现,40℃高温胁迫致使水稻黄叶突变体剑叶叶绿体超微结构破坏,引起PSⅡ反应中心的光化学效率降低,最终造成叶片光合能力减弱。     

一个黄绿色水稻突变体的光合作用特性

本文报道一个黄绿色水稻突变体光合器官结构和功能的某些特点,该突变体是作者通过花药培养得到的细胞核突变体。突变体叶片的叶绿素含量、叶黄素和β-胡萝卜素含量分别约为正常叶片的30％、40％和75％;chl a/chl b比值显著高于正常叶片。对SDS增溶的叶绿体片层叶绿素蛋白质复合物分析表明,突变体的捕光chl a/chl b蛋白质复合物极度减少,该复合物的chl a/chl b比值大于3。突变体的叶绿体明显缺乏基粒堆积,在日光下容易较快积累淀粉粒。突变体的叶绿体悬液有较高的铁氰化钾光还原活性。在2万lux日照强度下,突变体叶片同化二氧化碳的速率,以单位叶面积计算为正常叶片的75％,以单位叶绿素计算为正常叶片的185％。结果证明,叶绿体基粒结构与捕光chl a/b蛋白质含量正相关,它并非为光合作用基本过程的进行所必需。     

田间增加UV-B辐射对玉米光合生理的影响

自然条件下,分别增加0(CK组)、0.01(R1组)和0.015 J.m-2.s-1(R2组)3种强度的UV-B辐射处理玉米(Zea maysL.),对重庆地区C4植物玉米整个生长期内光合作用的影响进行研究。结果表明,增强UV-B辐射导致玉米幼苗叶片光合色素含量(包括叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素)、Hill反应活力、气孔导度、光合速率下降,且随UV-B辐射强度的增加,玉米幼苗光合作用所受抑制增强,而玉米成株所受影响不大。     

水稻叶绿体基粒缺乏突变体的叶绿素蛋白质复合体分析

我们曾报道一个细胞核隐性基因控制的黄绿色水稻突变体。其叶片的叶绿素含量仅为正常品种叶片的1/3,Chla:Chlb比值很高;叶绿体缺乏基粒,即基粒数和每一基粒的片层数均很少;但以叶绿素量为基数的光合活性较高。为了认识色素含量、基粒结构和光合功能之间相互关系,对正常品种和突变体叶绿体膜的叶绿素蛋白质复合体作了比较分析。结果表明,突变体缺乏24KD的捕光叶绿素a/b蛋白质复合体,但富有28KD的叶绿素a蛋白质复合体CPa。从试验结果推论,叶绿体片层的垛叠和捕光叶绿素a/b蛋白质复合体的含量有正的相关,非垛叠片层则富有叶绿素a蛋白质复合体CPa;     

不同透光环境下红松光合色素含量的季节变动及应对策略

研究了辽东山区天然次生林内3种不同透光环境(强度透光、中度透光和弱度透光)下红松针叶光合色素(叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、类胡萝卜素(Car)和叶绿素总量(Chl T))应对光环境季节变动做出的适应性调整。结果表明,随季节的变动(从春季至秋季),林分透光孔隙度逐渐减小。春季,透光度越大,红松叶绿素含量越高,Chl a/b值升高,Car/Chl T值降低;夏季,不同透光条件对红松光合色素含量无影响;秋季,各类透光条件下红松光合色素含量总体表现为升高的趋势,强度透光与中度透光条件红松针叶Chl a/b显著大于弱度透光,3种透光条件下红松Car/Chl T均降低。在春季红松开始生长前进行适当抚育,能提高光合色素含量,增强光合作用能力,促进生长。     

小麦黄化突变体叶绿体超微结构研究

利用透射电镜对小麦自然黄化突变体及其突变亲本(西农1718)叶片细胞叶绿体的数目、形态及超微结构进行比较分析。结果发现:(1)3种不同黄化程度突变体的叶绿体分布、数目、形状及大小与突变亲本无明显差异;(2)突变体叶绿素含量为野生型58%的黄绿植株与其突变亲本叶绿体超微结构无明显差异,基质类囊体与基粒类囊体高度分化,基粒数目以及基粒片层数目较多;(3)突变体金黄和绿黄植株的叶绿素含量分别为野生型的17%、24%,其叶绿体超微结构与突变亲本明显不同,突变体的叶绿体发育存在明显缺陷,其中突变体金黄植株的叶绿体内无基粒、基质片层清晰可见,有淀粉粒,嗜锇颗粒较多,而突变体绿黄植株的叶绿体内有基粒,但明显少于突变亲本,且基粒片层较少,基质类囊体较发达。结果表明该黄化突变体叶绿体超微结构的改变,是由于叶绿素含量降低造成,推测,该黄化突变是由于叶绿素合成受阻导致的。     

转基因金叶银中杨叶色及生长变异分析

转PaGLK基因银中杨抑制表达株系叶绿素含量显著降低,叶片呈现黄色（命名为金叶银中杨）,以转PaGLK基因的银中杨为材料,测定其叶色参数和叶绿素含量的时序变化规律、分析生长特性。结果显示,转PaGLK基因的银中杨使叶片颜色发生改变,抑制表达株系整个生长期叶绿素含量显著低于WT（P<0.05）,叶色亮度显著高于WT（P<0.05）,并且在生长发育期叶片一直呈现深黄绿色。抑制表达株系中的Y2速生期内苗高日生长量（GD）高于对照株系,苗期株高不受影响。而过表达转基因银中杨的当年高生长都显著低于对照株系 （P<0.05）,其速生期内苗高日生长量均值（GD）也低于对照株系,其均值为对照株系的22.19%。PaGLK抑制表达株系在城市园林绿化具有潜在的应用价值。     

镉胁迫对绢毛委陵菜-丛枝菌根真菌共生体根系结构和生理的影响

为从生理水平上揭示绢毛委陵菜（Potentilla sericea L.）-丛枝菌根真菌共生体对镉胁迫的应答机制,以绢毛委陵菜多年生植株为试验材料,分别接种根内根生囊霉（Rhizophagus intraradices）和摩西球囊霉（Funneliformis mosseae）,80 d后以不同浓度的镉胁迫处理并测定菌根侵染率,研究侵染率较高菌种的共生体植株的生理指标变化和结构变化。结果表明：摩西球囊霉较根内根生囊霉对绢毛委陵菜菌根侵染率高,达100%,而根内根生囊霉侵染率为89.33%;接种摩西球囊霉真菌的植物,当镉质量浓度达10 mg?L^-1时,细胞壁小范围破裂、液泡出现变小的趋势,高浓度镉（20 mg?L^-1）处理时,根系细胞壁破裂,细胞无法维持原有形态;镉胁迫下,Cd（5 mg?L^-1）~ Cd（10 mg?L^-1）MDA含量显著上升（P<0.05）,Cd（0 mg?L^-1）~Cd（5 mg?L^-1）SOD活性和脯氨酸含量变化显著（P<0.05）,可溶性蛋白含量和叶绿素含量显著减少（P<0.05）,Cd（10 mg?L^-1）~Cd（15 mg?L^-1）可溶性蛋白含量和叶绿素含量变化不显著（P>0.05）,植物可以抵抗一定浓度范围的镉胁迫。综合来看,接种摩西球囊菌可以增强绢毛委陵菜耐镉胁迫能力,为利用绢毛委陵菜修复镉污染土壤提供了理论依据。     

水曲柳和蒙古栎光合特性和生长对不同氮素形态的响应

为了探讨不同氮素形态对树木幼苗生长和光合特性影响的差异,及其对不同氮形态的适应策略,以水曲柳（Fraxinus mandshurica）和蒙古栎（Quercus mongolica）1年生幼苗为研究对象,通过盆栽试验施加硝态氮、铵态氮和有机氮,采用了双因素方差分析,确定氮素形态和树种对生长和光合指标的影响及其交互作用,采用Spearman秩相关分析生长指标和光合指标的相关性。结果表明：氮素形态处理和树种及其交互作用对幼苗的生长和生理指标的影响均达到显著水平（P<0.05）,氮素形态对光合和生长的影响在2树种间存在显著差异（P<0.05）。有机氮处理组较对照组和其他氮素形态处理组更有利于蒙古栎的生长;3种氮素形态处理组的水曲柳生长指标均显著高于对照组（P<0.05）,但是氮素形态处理间水曲柳的生长指标差异不显著（P>0.05）。通过对水曲柳、蒙古栎的生长和生理指标的相关性分析,发现水曲柳的光合指标间呈显著正相关关系（P<0.05）,但光合指标与叶片氮质量分数的相关性不显著（P>0.05）,生长指标高生长量与光合指标光补偿点、光饱和点、暗呼吸速率均呈显著...     

远志皂苷与莲心碱对七氟烷诱发新生大鼠急性和远期认知功能损伤的改善作用及机制分析

为了分析远志皂苷与莲心碱对七氟烷诱发新生大鼠急性和远期认知功能损伤的改善作用及机制,将36只新生SD大鼠随机分为中药组（n=12）、模型组（n=12）和空白组（n=12）,中药组、模型组暴露于2.5%七氟烷环境中麻醉诱导2 h·d^-1,连续3 d,空白组暴露在不含七氟烷的相同环境中,中药组于麻醉前30 min腹腔注射远志皂苷与莲心碱1:1配伍溶液（30 mg·kg^-1）,模型组和空白组腹腔注射等量0.9%氯化钠溶液,比较各组大鼠血气指标、皮质脑电图结果、Morris水迷宫行为和血清皮质酮含量,并采用Western blot法检测海马Bcl₂、Bax和Caspase?3表达水平。中药组大鼠皮质脑电图癫痫波总时长、平均时长以及数量均低于模型组（P<0.05）;定位航行实验结果显示,中药组大鼠逃避潜伏期短于模型组（P<0.05）;空间探索实验结果显示,中药组大鼠探索时间长于模型组（P<0.05）;中药组大鼠血清皮质酮含量低于模型组（P<0.05）;中药组大鼠海马组织Bcl₂/Bax表达水平高于模型组（P<0.05）,cleaved Caspase?3表达水平低于模型组（P<0.05）。结果表明,远志皂苷与莲心碱可改善七氟烷诱发新生大鼠急性和远期认知功能损伤,其机制可能与调控凋亡相关基因Bcl₂、Bax和Caspase?3表达水平有关。     

淹水胁迫对星花玉兰及其品种光合特性的影响

为探究星花玉兰（Yulania stellata）光合生理特性对淹水胁迫的响应规律,采用双套盆法对星花玉兰及其4个品种进行淹水处理,测定不同淹水时间叶绿素含量、比叶面积、光合参数和叶绿素荧光参数的变化。结果表明：①在淹水胁迫下,各品种叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素变化趋势基本一致,‘皮鲁埃特’和‘菊花’未出现显著性变化,星花玉兰、‘贝蒂’和‘朱迪’呈下降趋势。②各品种的净光合速率（P_n）呈下降趋势,处理组最大净光合速率（P_nmax）与光饱和点（L_SP）均显著低于对照组;‘菊花’和‘皮鲁埃特’的暗呼吸速率（R_d）为处理组高于对照组,而‘贝蒂’、‘朱迪’和星花玉兰的Rd在淹水处理后显著降低,光合产物消耗减少。③各品种星花玉兰的最大光化学量子产量（F_v/F_m）均为下降趋势。‘皮鲁埃特’与‘朱迪’有效光化学量子产量（Φ_PSⅡ）在淹水胁迫下整体下降幅度较小,分别为8.4%和24.7%;‘菊花’、‘贝蒂’和星花玉兰则下降幅度较大,分别为76.7%、85.7%和64.6%。淹水胁迫影响星花玉兰及其品种光合特性,不同品种有差异,除‘贝蒂’外其余4个星花玉兰品种在处理前7 d时光合作用正常进行,‘皮鲁埃特’具有较强的光合能力和涝害适应能力。研究结果可为筛选适应南方湿涝地区或易积水地区栽植的星花玉兰品种提供理论依据。     

增补UV-B辐射对菥蓂生理特性及次生代谢产物的影响

为了解药用植物菥蓂(Thlaspi arvense)在紫外线(UV-B)辐射增强下生长及响应规律,以2月龄菥蓂幼苗为研究对象,在自然光照基础上人工增补3.26μW·cm^-2(T1)和9.78μW·cm^-2(T2)2种不同辐射强度处理,以自然光照下生长的菥蓂幼苗为对照,研究菥蓂幼苗中光合指标和叶绿素荧光参数、光合色素(叶绿素a和b)含量、渗透调节物质(丙二醛、可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸)含量、抗氧化酶(超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化氢酶)活性和总黄酮、总酚和黑芥子苷等次生代谢产物含量对不同UV-B辐射强度的响应。结果表明：2种辐射强度下净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间二氧化碳摩尔分数、最大荧光(F_m)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)和PSⅡ潜在光化学效率(F_v/F_o)均随辐射强度增大而降低;叶绿素a和叶绿素b、可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸等渗透调节物质、超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶和抗坏血酸过...     

三叶青叶表型多样性与地上部分总黄酮含量相关性

为揭示不同种源三叶青（Tetrastigma hemsleyanum Diels&Gilg）叶表型多样性变化及其与地上部分总黄酮含量的相关性,以49个三叶青种质资源（简称“资源”）为研究对象,对各资源叶表型的12个长度性状及7个比例性状进行比较,并采用相关性分析、因子分析和聚类分析方法对叶表型性状及其与种源地位置和地上部分总黄酮含量关系进行统计分析。结果表明：各资源叶长度性状存在较大差异,其中,小叶柄和侧生小叶叶片相关性状在三叶青资源鉴别过程中具有较高的参考价值;部分三叶青叶长度性状与比例性状间存在相关性,整体表现为叶柄增长,小叶叶片则更宽阔,而小叶叶片增长,叶片则朝狭长方向发展;中叶长和侧叶柄长等部分叶形性状与种源地纬度、经度或海拔存在显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）相关性,可作为种源地地理位置初步判断依据;基于3个叶形公因子的聚类分析结果显示,49个三叶青资源叶形可划分为5个类型,各省（直辖市）三叶青叶类型数量呈以江西为中心,向周围辐射递减的趋势;三叶青地上部分总黄酮含量与种源地地理位置无显著相关性,但与叶片性状公因子（公因子1）呈极显著负相关（P&...     

遮光胁迫下外源NO对盆栽长春花土壤养分含量及幼苗生长特征的影响

为探究遮光胁迫下施加外源NO供体（硝普钠,SNP）对土壤养分变化和长春花（Catharanthus roseus）幼苗生长的影响,设置4种处理（全光照生长为对照、外施SNP、遮光、遮光+外施SNP联合处理）,分析盆栽土壤中C、N、P养分含量和土壤理化指标,测定幼苗的株高、节间距、茎直径、叶长、叶宽、叶面积、全株鲜（干）质量。结果表明：遮光和外施NO联合处理下,土壤含水量、土壤pH和土壤有机碳含量显著增加（P<0.05）,而土壤中全氮、碱解氮、全磷和速效磷含量增加但不显著,土壤C/N和C/P值升高,且C/N值达到显著水平（P<0.05）;相关性分析结果表明：土壤pH与有机碳含量呈显著正相关性（P<0.05）,土壤有机碳含量与株高、叶片鲜质量之间呈显著正相关（P<0.05）。说明施加外源NO能促进遮光胁迫下土壤pH升高,改变土壤中有机碳含量,增加C/N值,改善土壤肥力,促进叶片生长发育,增加长春花的生物量,为长春花的科学平衡施肥和生物碱含量的积累提供一定依据。     

4种槭树叶功能性状及其关系对季节变化的响应

以牡丹江地区的白牛槭（Acer mandshuricum）、茶条槭（Acer tataricum subsp. ginnala.）、糖槭（Acer saccharum）、五角槭（Acer pictum subsp. mono）4种槭树为研究对象,分别于春季、夏季和秋季进行取样,测定叶片性状指标（叶厚度、气孔长度、气孔宽度、气孔密度、叶脉密度、比叶面积及色素质量分数）,分析叶片各性状的季节变化趋势,并探讨色素与叶性状间在不同季节下的关系。结果如下（：1）4种槭树均表现为在夏季具有较高的叶厚度、较低的比叶面积和气孔密度,在秋季具较高的比叶面积和叶脉密度、较低的叶厚度。（2）4种槭树均为在夏季有较高的叶绿素a、b,在秋季色素质量分数均降低,季节变化区间分别为叶绿素a 77.40%～98.80%,叶绿素b 85.60%～99.53%,类胡萝卜素4.29%～78.52%。（3）色素与叶性状关系密切,季节动态下色素与比叶面积、气孔密度、叶脉密度正相关,与叶厚度、气孔长度、气孔宽度负相关（P<0.05）,但不同季节相关性略有差异。4种彩叶植物的叶片在应对不同季节的气候条件时形成了不同的构建策略...     

金叶连翘叶片色素含量和解剖结构研究

金叶连翘不同冠层的成熟叶片呈现为不同颜色。以朝鲜连翘深绿色叶为对照,观察金叶连翘冠层上、中、下位叶色,测定其叶片大小和叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素及类胡萝卜素含量,同时观察分析叶片横切面解剖结构,旨在阐明叶片色素含量和解剖结构对叶色的影响。研究表明:上层黄色、中层黄绿色、下层浅绿色,黄、黄绿、浅绿色叶总叶绿素含量分别是对照组的0.51%、4.44%和66.47%,均极显著低于对照(P <0.01),但黄绿叶的叶绿素a/b比值显著升高(P <0.05),黄、黄绿叶的总叶绿素/类胡萝卜素比值极显著降低(P <0.01)。黄、黄绿叶的叶绿体发育停滞于单片层时期,类囊体分化程度低,浅绿叶类囊基粒片层肿胀;黄叶细胞器降解,栅栏组织细胞形状难以辨别,黄绿叶上表皮细胞凸起。金叶连翘属于总叶绿素及叶绿素b合成减少型突变体,表现为叶绿素严重缺失,类胡萝卜素相对含量升高;其叶绿体发育停滞,类囊体结构异常,是金叶连翘叶片呈现不同颜色的主要因素,与其叶片解剖显微结构无关。