杂交水稻及其亲本光合特性的研究 Ⅰ．功能叶片叶绿素含量、叶绿素－蛋白复合物及诱导荧光动力学

研究了杂交水稻青优１５９和广优四号及其亲本功能叶片的光合速率、叶绿素含量、叶绿素－蛋白复合物及诱导荧光动力学特性．这二个杂交水稻的光合速率分别高于其亲本,其超亲优势分别为１８．７２％和１８．２％,平均优势分别为２９．６％和２６．２％．杂交水稻功能叶片的叶绿素－蛋白复合物在６５０ｎｍ和６７５ｎｍ处光密度扫描峰面积具有明显的杂种优势,并与光合速率之间有较密切的正相关关系;叶绿素诱导荧光动力学特征参数Ｆｖ／Ｆｍ和Ｆｖ／Ｆｏ比值超过其高值亲本,具有杂种优势;杂交水稻功能叶片的叶绿素含量没有明显的杂种优势,光合速率与叶绿素含量之间没有明显的相关关系。而杂交水稻功能叶片的叶绿素ａ／ｂ比值均低于其亲本,并且叶绿素ａ／ｂ比值与光合速率呈较为密切负相关．     

杂交水稻及其亲本光合特性的研究：Ⅱ.功能叶片的希尔反应,光…

研究了杂交水稻青优１５９和广优四号及其亲本功能叶片的希尔反应活性,光合磷酸化,ＡＴＰ含量及ＡＴＰ酶活性等。实验结果表明两组杂交水稻功能叶片的希尔反应活性高于其亲本,其超亲优势分别为１３．４４％,１３．９３％,平均优势分别为２６．４４％,１７．７４％;功能叶片的光全磷酸化活性亦有杂种优势,其超亲优势分别为２１．３５％,１８．８１％,平均优势分别为３４．０％,２２．７１％;要种Ｆ１的两种ＡＴＰ酶活性和     

杂交水稻及其亲本光合特性的研究 Ⅲ.功能叶片碳代谢中一些酶活性

对杂交水稻青优159（母本青A,父本R159）和广优四号（母本广A,父本青六矮）及其亲本功能叶片光合碳代谢中一些酶活性进行了研究。实验结果表明了两组杂交水稻的RuBPCase活性、RuBPCase/RuBPOase活性比值超过其各自的亲本;而杂交水稻青化159和广优四号的RuBPOase活性、乙醇酸氧化酶活性、光呼吸速率、光呼吸速率与光合速率的比值明显的低于其各自双亲．对RuBPCase活性和乙醇酸氧化酶活性与光合速率进行相关分析,结果表明RuBPCase活性与光合速率有正相关关系,相关系数为0．768;而乙醇酸氧化酶活性与光合速率负相关,相关系数为-0．834;两者均达到α＝0．05显著水平。     

低叶绿素b高产水稻突变体及其光合特性的研究

最近发现了一个在田间条件下自然产生的低叶绿素ｂ高产水稻突变体（Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｖａ Ｌ．ｃｖ．Ｚｈｅｎｈｕｉ ２４９）,该突变体主要降低了外周捕光天线复合本的含量。这种变化主要表现在叶片全展前后,到叶片发育后期则接近野生型。与以往所研究的突变体不同的是,该突变体叶绿素ｂ含量仅适量减少,因而不影响类囊体膜的稳定性。突变体的光合机构在叶片一生中较稳定,这可能表明突变减少了光系统截获的光能,相对提高     

杂交水稻及其亲本光合特性的研究Ⅱ.功能叶片的希尔反应、光合磷酸化、ATP酶活性和ATP含量

研究了杂交水稻青优159（母本青A,父本R159）和广优四号（母本广A,父本青六矮）及其亲本功能叶片的希尔反应活性、光合磷酸化、ATP含量及ATP酶活性等。实验结果表明了两组杂交水稻功能叶片的希尔反应活性高于其亲本,其超亲优势分别为13．44％、13、93％,平均优势分别为26．44％、1774％;功能叶片的光合磷酸化活性亦有杂种优势,其超亲优势分别为21．35％、18．81％,平均优势分别为34．06％、22．71％;杂种F1的两种ATP酶（Cd －ATP酶和Mg －ATP酶）活性和叶组织中ATP含量均高于其亲本,亦表现出明显的杂种优势。另外从我们的试验结果中还可以见到,希尔反应活性、光合磷酸化活性、ATP酶活性及ATP含量与光合速率的大小有密切的正相关关系,说明这些生理生化特性可以作为高光合速率杂交水稻鉴别的指标。     

干旱胁迫下水稻叶片光合速率与叶绿素含量的相关性及其基因定位

以水稻重组自交系珍汕97B×IRAT109 F9代群体195个株系为材料,用213个简单重复系列（SSR）标记构建了基于该群体的连锁图谱,对水稻叶片叶绿素含量和光合速率在干旱和正常条件下的数量性状位点（QTL）和双基因互作进行了分析,同时分析了叶绿素含量与光合速率的相关关系. 结果表明：叶绿素含量与光合速率在正常供水下呈极显著正相关（r=0.185　7,表示在1%水平上显著）,但在干旱下则表现无关（r=0.076　6）.控制叶绿素含量的基因很复杂,主效QTL有13个,位于1、2、3、4、5、6、10号染色体上;其中,在干旱处理下检测到的主效QTL有6个,位于1、2、3、4、5号染色体上;在正常供水下检测到的主效QTL有7个,位于2、3、4、6、10号染色体上.在干旱和正常条件下它们分别解释了47.39%和56.19%的表型变异;在2种处理下均检出的主效QTL是2、3、4号染色体上的qCC2a、qCC2b、qCC3a、qCC3c、 qCC4a、 qCC4b; 它们位于同一染色体的相同区段.在干旱和正常条件下检测到4个QTL与光合速率有关;其中干旱下有3个(qPR2、 qPR10、 qPR11),正常条件下1个(qPR10).它们分别被定位于2、10、11号染色体,共解释13.94%的表型变异. 叶绿素含量互作效应位点有16对,涉及除10号染色体外的所有染色体;干旱下,有4对互作基因,共解释1857%的表型变异,分别位于1-7、2-4、5-8、6-12号染色体上;正常供水下,有12对互作基因,共解释38.49%的表型变异,分别位于1-3、1-4、1-8、2-4、2-5、3-5、4-11、4-12、5-9、7-12、8-11 号染色体上,其中3-5号染色体不同区段上有两对互作效应位点.     

几组杂交组合的杂交稻及其亲本光合特性的比较研究

研究了３组杂交组合的杂交稻及其亲本的光合特性。结果表明,杂交稻叶片单位鲜重的光合色素含量明显高于它们的亲本。它们的ＰＳⅡ活性、ＰＳⅡ原始光能转化效率和叶片的潜在光合作用量子转化效率,以及光合电子传递率和对两个光系统之间激发分配的调节能均高于各自的亲本。此外,上述各光合功能又以母本优于父本。根据所得的实验结果,认为在配置杂交组合时,选择具有优良光合功能的母本,是获得在生产上可推广应用的杂交稻的重要途径之一。     

Cd胁迫对杂交水稻及其亲本叶片丙二醛含量的影响

以15份杂交水稻及其亲本为材料,采用水培试验研究了不同Cd2＋浓度胁迫对水稻叶片丙二醛（MDA）含量的影响。结果表明：（1）在不同Cd处理水平和生育时期,保持系叶片MDA含量存在差异,如D83B叶片MDA含量各处理显著高于对照（p〈0.05）,MDA积累水平较高,受到Cd严重胁迫,而Ⅱ-32B在两个生育时期受低Cd浓度的影响不大,与对照差异不显著,且随着Cd浓度的增大,MDA含量均表现出较低的MDA积累水平,因此保持系Ⅱ-32B是一种较好的保持系材料。（2）Cd胁迫对恢复系各材料叶片MDA的影响不同,其中以R527、R498叶片MDA积累最明显,孕穗期和灌浆期各处理均显著高于对照,其余恢复系材料受不同Cd2＋浓度的影响,MDA积累不稳定。（3）同一保持系（Ⅱ-32B）与不同恢复系（R498、R549、R892）组合配制的3个杂交稻叶片在MDA含量的增加幅度上表现不同,其中Ⅱ优498、Ⅱ优892受Cd影响较小,无论在孕穗期还是灌浆期叶片MDA含量增幅相对较小,而Ⅱ优549受Cd严重胁迫,各处理均显著高于对照,MDA积累增幅最大。（4）同一恢复系（R498）与不同保持系（Ⅱ-32B、D62B）配制的杂交稻叶片MDA含量亦不同,如D优498仅在孕穗期低浓度下MDA较对照有所降低,其余各处理MDA均积累较多,而Ⅱ优498MDA含量随着Cd浓度的增加,MDA增幅相对较小,可见水稻亲本对子代MDA的积累存在差异,可根据优良亲本,寻找优势组合,培育出抗Cd性强的杂交水稻。     

低叶绿素b高产水稻突变体及其光合特性的研究

最近发现了一个在田间条件下自然产生的低叶绿素b高产水稻突变体(Oryza sativa L. cv.Zhenhui 249),该突变体主要降低了外周捕光天线复合体的含量.这种变化主要表现在叶片全展前后,到叶片发育后期则接近野生型.与以往所研究的突变体不同的是,该突变体叶绿素b含量仅适量减少,因而不影响类囊体膜的稳定性.突变体的光合机构在叶片一生中较稳定,这可能表明突变减少了光系统截获的光能,相对提高了光能的利用率,减少了O-2的产生.     

缺硫对脐橙叶片光合特性和叶绿素荧光参数的影响

采用营养液培养的方法,对缺硫脐橙叶片的光合特性进行了研究。结果表明,在缺硫情况下,脐橙叶片的净光合速率(Pn)、光呼吸速率(Pr)、光合色素含量、可溶性蛋白质含量、初始荧光(Fo)、光化学效率(Fv/Fm)、最大荧光(Fm)和电子传递速率(ETR)显著下降,而光呼吸/光合比(Pr/Pn)显著升高。缺硫脐橙植株的光合能力降低,可能是叶绿体发育不全或特性功能蛋白含量不足所致。     

叶绿素b含量低的水稻突变体的光合功能衰退及其与活性氧的关系

研究了一个在田间发现的水稻叶绿素b含量低的突变体叶片的光合功能衰退。和野生型相比,突变体的光合功能在叶片一生中较稳定;超氧阴离子和H2O2含量低,但活性氧清除系统的SOD和CAT酶活性差异不显著。由于突变体叶片中还原态辅酶Ⅱ和氧化态辅酶Ⅱ的比值低于野生型,因而认为其光合电子传递速率和羧化反应消耗电子速率之间比野生型更加平衡,是其光合功能较野生型稳定的原因。     

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。     

遮阴对堇叶紫金牛光合特性和叶绿素荧光参数的影响

堇叶紫金牛是一种特产于浙江和台湾的珍稀濒危植物.为了解堇叶紫金牛对光的需求及适应规律,本文研究了不同光照强度(遮阴率90%、60%、25%及全光照)对其光合特性和叶绿素荧光参数的影响.结果表明： 全光照条件下堇叶紫金牛净光合速率(P_n)、气孔导度(g_s)日变化曲线均呈“双峰型”,出现光合“午休现象”,而遮阴处理下均呈“单峰型”.随遮阴率的增加,堇叶紫金牛叶片P_n和表观量子效率(AQY)均呈先升高后降低的趋势,光饱和点(LSP)和光补偿点(LCP)均呈降低趋势,g_s、蒸腾速率(T_r)、原初光能转换率(F_v/F_m)和PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)均呈升高趋势.遮阴造成叶绿素总量、类胡萝卜素(Car)含量的增加和Chl a/b的降低.遮阴率25%条件下,堇叶紫金牛根冠比(R/T)和比叶重(LMA)均达到最大值.堇叶紫金牛对不同光环境表现出较强的适应性和可塑性,表明光照不足不是其野外种群致濒的主要原因.     

几组有优和无优杂交组合中杂交稻及其亲本光合功能的比较

研究了3个杂交组合的杂交稻及其亲本的光合功能。实验结果表明,杂交稻的叶绿素(Chl)和类胡萝卜素(Car)的含量高于其亲本。在2组有优杂交组合中,杂交稻的PSⅡ活性、PSⅡ原初光能转化效率和叶片潜在光合作用量子转化效率,以及光合电子传递能力和对两个光系统之间激发能分配的调节能力,均高于其各自的亲本。此外,上述各光合功能又以母本优于父本。然而,在无优组合中,上述的光合功能却是父本高于母本和它们的子一代。根据所得的实验结果,进一步证实在配置杂交组合时,选择具有优良光合功能的母本,是获得在生产上可推广应用的杂交稻的重要途径之一。     

移植和钾肥对降香黄檀光合特性与叶绿素含量的影响

以降香黄檀(Dalbergia odorifera T. Chen)为材料,分析不同移植方式和外施钾肥等培育措施对其光合参数和叶绿素(Chl)含量的影响。结果显示,断根处理后植物的最大净光合速率(Pnmax)比去冠、全冠移、对照(CK)和去冠移4种处理方式分别提高了19.25%、34.79%、40.88%和219.86%。光合参数分析结果显示,光饱和点(LSP)最高的为去冠处理,光补偿点(LCP)最高的为断根处理。断根处理后植物的净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)最大。断根、去冠、全冠移3种处理的Chla、Chlb、Chl(a+b)含量及胡萝卜素均高于CK,且断根处理后上述各指标达到最高值。外施钾肥处理中,降香黄檀最大净光合速率随钾肥用量的增加而增加,K2处理下的LSP值最大。随着钾肥施用量的增加,植物叶片的Pn、气孔导度呈上升的趋势,且植株的Chla、Chlb和Chl(a+b)含量均随钾肥用量的增加而增加,CK处理下Chla/Chlb比值显著高于K1、K2处理。研究结果表明断根、去冠、施用钾肥等处理均可显著提升降香黄檀叶片的叶绿素含量,有利于植株进行光合作用,促进生长发育。     

正常与水分胁迫下水稻叶片叶绿素含量的QTL分析

随着分子标记技术的发展,利用不同的遗传群体对叶绿素的分子遗传机理进行了一些探索,定位了一些控制叶绿素含量的数量性状基因座(Quantitative trait loci, QTL)。该研究着眼于当前干旱严重影响农业生产的形势,以水稻重组自交系‘珍汕97B’בIRAT109’ F₉代群体195个株系为材料,在正常与水分胁迫环境下研究叶片叶绿素含量与光合速率的变化及相关性,定位不同水分条件下影响叶绿素含量的QTL,为阐明干旱环境下水稻叶绿素含量的分子遗传机理、分子标记辅助育种和节水抗旱稻培育提供理论基础和依据。研究表明叶绿素含量与光合速率在正常供水下呈极显著正相关(r=0.185 7^**),但在干旱下则表现无关(r=0.076 6)。QTL定位共检测到13个影响叶绿素含量的主效QTL,分别位于第1、2、3、4、5、6、10染色体:其中在干旱处理下检测到6个,其联合贡献率为47.39%;在正常供水下检测到7个,联合贡献率达56.19%。检测到显著互作效应位点16对:其中干旱处理下有4对显著互作,联合贡献率为18.57%;正常供水下有12对显著互作,联合贡献率达38.49%。     

两系杂交水稻杂种优势研究：I.主要经济性状表现

本研究观察了１８个两系杂交水稻组合在华南地区种植时杂种优势表现。结果表明：三种类型两系杂交组合主要农艺性状优势强弱呈现出籼粳交〉籼爪交〉籼籼交〉三系杂交组合（对照）;同一杂交组合早晚季种植表现差异较大;亚种间杂种优势利用的主要问题是结实率和谷草比比较低。     

几组有优和无优杂交组合中杂交稻及其亲本光合功能的比较

研究了３个杂交组合的杂交稻及其亲本的光合功能。实验结果表明,杂交稻的叶绿素（Ｃｈｌ）和类胡萝卜素（Ｃａｒ）的含量高于其亲本。在２组有优杂交组合中,杂交稻的ＰＳⅡ活性、ＰＳⅡ原初光能转化效率和叶片潜在光合作用量子转化效率,以及光合电子传递能力和对两个光系统之间激发能分配的调节能力,均高于其各自的亲本。此外,上述各光合功能又以母本优于父本。然而,在无优组合中,上述的光合功能却是父本高于母本和它们的子一代。根据所得的实验结果,进一步证实在配置杂交组合时,选择具有优良光合功能的母本,是获得在生产上可推广应用的杂交稻的重要途径之一。     

水稻温敏叶绿素害变体叶片超微结构的研究

对温敏转绿型素突变体1103S和武金4B“斑马叶”性状表达过程中叶绿素含量,叶绿体超微结构的变化进行了比较研究,结果表明,在一定条件下,叶片的失绿,复绿与叶绿素含量的下降,上升变化趋势一致;叶绿体结构在失绿区表现为严重退化,基粒和基粒片层减少,淀粉粒和嗜饿粒增多,复绿后,其叶绿体结构重建和恢复。