杂交稻及其亲本幼苗根部K~+(~(86)Rb~+)的通量和向上运输

用通量分析研究三系杂交稻与亲本幼苗根部K~+(~(86)Rb~+)的通量与区域化。威优49和威优35的φ_(co)和φ_vc小于父、母本,而t_(c/2)和t_(v/2)则大于父、母本,表明F_1根部细胞质膜和液泡膜的持K~+能力强。若考虑K~+(~(86)Rb~+)的向上运输,则F_1的t_(c/2)小于母本而与父本相近。虽然F_1根部K~+(~(86)Rb~+)的区域化值与父、母本之间不存在明显的关系,但是F_1的J_(oc)和J_(cx)都高于母本,与父本相近。可见F~1在根部细胞质膜和液泡膜的持K~+能力方面有超亲现象,而与主动吸收机理有关的参数则靠近吸收和向上运输K~+效率高的父本,     

川西亚高山针叶林主要树种对土壤中不同形态氮素的吸收差异

在陆地生态系统中,植物对土壤有机氮(主要指氨基酸)的获取是一个普遍的生态学现象,然而植物对土壤有机氮的吸收速率及土壤有机氮在植物养分供应中所占比例仍不清楚。为探究土壤无机氮和有机氮对西南高寒森林植物氮源的贡献效应,以川西亚高山针叶林两个主要树种云杉(Picea asperata)和红桦(Betula albo-sinensis)的幼苗为研究对象,采用稳定同位素标记法对K~(15)NO_3、~(15)NH_4Cl和(U-~(13)C_2/~(15)N)甘氨酸3种氮素进行示踪,分析了两个树种对无机氮(NH_4~+-N和NO_3~--N)和有机氮(甘氨酸)的吸收速率及其差异。结果显示:(1)云杉和红桦幼苗在施加同位素标记物2 h后,两种幼苗细根的13C和~(15)N均出现明显的富集现象,表明两种树种幼苗均能吸收甘氨酸。(2)与甘氨酸和NH_4~+-N相比,云杉和红桦幼苗对NO_3~--N有显著的偏好吸收,其吸收速率为NH_4~+-N和甘氨酸吸收速率的5–10倍。(3)两个树种的幼苗对甘氨酸也有较高的吸收速率,其吸收速率高于对NH_4~+-N的吸收速率,表明土壤有机氮(如氨基酸)也是亚高山针叶林植物养分获取的重要氮源。     

空心莲子草K~+吸收的动力学研究

溶液培养120～180天的空心莲子草的最大吸K_+速率为1.8～2.1μmol·g~(-1) FW·h~(-1);K_m值8.0～14.0μM,比一般农作物的都小;开始在体内累积K~+的外液K~+浓度小于0.2μM。空心莲子草在自然土壤和水体环境中能较快地富集钾素。 NH_4~+浓度100μM以上对K~+吸收有显著抑制作用,和对照相比抑制达50％以上,而Na~+则需大于500μM时才对K~+吸收有显著影响。     

低浓度微囊藻毒素MC-LR对梭鱼草幼苗根系NH_4~+和H_2PO_4~-吸收特性的影响

运用营养液培养法和常规耗竭法,对低浓度(2和10μg·L~(-1))微囊藻毒素MC-LR分别处理6和12 d后梭鱼草(Pontederia cordata Linn.)幼苗根系对不同浓度NH_4~+(0.05~1.50 mmol·L~(-1))和H_2PO_4~-(0.01~0.50mmol·L~(-1))的吸收速率和吸收动力学参数的变化进行了研究。结果显示:随培养液中NH_4~+和H_2PO_4~-浓度的提高,各处理组幼苗根系的NH_4~+和H_2PO_4~-吸收速率均逐渐增大,但增幅则因MC-LR处理浓度和处理时间而异。经2和10μg·L~(-1)MC-LR短期(6 d)处理后,幼苗根系的NH_4~+和H_2PO_4~-吸收速率总体上均显著高于CK(对照,0μg·L~(-1)MC-LR)组;经长期(12 d)处理后,2μg·L~(-1)MC-LR处理组幼苗根系的H_2PO_4~-和较高浓度NH_4~+吸收速率均显著高于CK组,而10μg·L~(-1)MC-LR处理组幼苗根系的NH_4~+吸收速率降低,但其较高浓度H_2PO_4~-吸收速率仍显著高于CK组。梭鱼草幼苗根系的NH_4~+和H_2PO_4~-吸收速率与底物浓度的函数关系均符合双倒数曲线,拟合关系均在α=0.001水平上显著,但最大吸收速率(V_(max))和表观米氏常数(K_m)变化规律不同。经2和10μg·L~(-1)MC-LR处理6和12 d后,幼苗根系NH_4~+吸收的V_(max)和K_m值均高于CK组;经2μg·L~(-1)MC-LR处理6和12 d后,幼苗根系H_2PO_4~-吸收的V_(max)值高于CK组、K_m值低于CK组;经10μg·L~(-1)MC-LR处理6 d后幼苗根系H_2PO_4~-吸收的V_(max)值高于CK组、K_m值与CK组无差异,但经10μg·L~(-1)MC-LR处理12 d后幼苗根系H_2PO_4~-吸收的V_(max)值略高于CK组、K_m值明显高于CK组。说明随处理时间延长,经2μg·L~(-1)MC-LR处理后幼苗根系的NH_4~+吸收潜力提高、NH_4~+亲和力略有降低,而H_2PO_4~-吸收潜力略有降低、H_2PO_4~-亲和力略有提高;经10μg·L~(-1)MC-LR处理后幼苗根系的NH_4~+吸收潜力略有提高、NH_4~+亲和力降低,而H_2PO_4~-吸收潜力和亲和力均降低。综合分析结果表明:2和10μg·L~(-1)MC-LR处理均能够提升梭鱼草幼苗根系的NH_4~+和H_2PO_4~-吸收潜力,其中,2μg·L~(-1)MC-LR处理对其根系的NH_4~+和H_2PO_4~-吸收均具有明显的促进作用,而10μg·L~(-1)MC-LR短期处理对其根系的NH_4~+和H_2PO_4~-吸收也具有一定的促进作用。     

水稻(威优49)幼苗根系K~+(~(86)Rb~+)吸收的调节

杂交稻威优49幼苗根系的K~+(~(86)Rb~+)吸收速率受到根含钾量的直接反馈调节,而与地上部的含钾量无显著相关性。随着根部含钾量的增加,K~+(~(86)Rb~+)净吸收的速率减小。净吸收速率的改变主要是由于内流速率的变化,而受外流速率变化的影响不大。根系上运K~+(~(86)Rb~+)滞后于吸收约1.5h。但上运一旦开始后,运输速率便不受根和地上部含钾量变化的影响。这表明杂交稻威优49幼苗根系K~+(~(86)Rb~+)吸收速率的改变主要受根部液泡含钾量的调节,而向上运输则决定于细胞质的K~+(~(86)Rb~+)状态。     

低温对杂交水稻及其亲本三系始穗期旗叶光合作用的影响

研究了低温对5套杂交水稻组合的影响。始穗期旗叶光合作用的最大速率和表观量子效率受低温抑制的程度表明:其耐冷顺序为粳稻型的“秀优57”>“釉稻型的青优早”>“汕优63”、“汕优64”与“威优64”。杂交水稻 F_1的耐冷水平与母本近似,与父本关系不大,保持系的耐冷性相似于不育系。杂交水稻幼苗经低温处理后的存活率亦表现出同样的规律。证明所试5套杂交水稻的生育后期与苗期对低温的反应是一致的。本文对该结果在杂交水稻抗冷性选育种中的意义进行了讨论。     

Ca~(++)促进大麦根K~+吸收的过程分析

吸收溶液中CaCl_2促进了大麦根K~+净吸收,Ca~(++)本身对H~+分泌无影响,Cl~-减少了H~+净分泌量。 含有~(86)Rb的大麦根在1m mol/L KCl溶液中发生~(86)Rb外流,在H_2O、1m mol/L NaCl或0.5 m mol/L CaCl_2中没有明显外流。VO_4~(3-)、NaN_3和4℃低温均可以减少根段在1m mol/L KCl溶液中的~(86)Rb外流量。Ca~(++)抑制K~+(~(86)Rb~+)的外流,EDTA加剧外流,Ca~(++)可以逆转EDTA的效应。 Ca~(++)抑制K~+(~(86)Rb)外流和促进K~+净吸收的趋势相吻合。K~+吸收的通量分析结果表明,Ca~(++)抑制K~+通过质膜的外流,促进K~+由细胞质向液泡中转运,而不影响K~+通过质膜的内流速率。     

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。     

钒酸钠、叠氮钠对小麦根细胞K~+吸收和质膜K~+-Mg~(2+)-ATPase的作用

Neurospora细胞膜质子泵(H~+-ATPase)专一性抑制剂钒酸钠,抑制小麦离体根K~+的吸收与H~+分泌,并抑制小麦根细胞膜-K~+-Mg~(2+)-ATPase活力。它对K~+吸收的抑制效应,可能是抑制质膜K~+-Mg~(2+)-ATPase活力的结果。而且在起抑制作用的时间上有明显地不同,表明钒酸钠对K~+、H~+在细胞膜中的通道影响不同。叠氮钠解链小麦根的呼吸,降低根细胞的ATP水平,但从实验开始就完全抑制小麦根K~+的吸收,对质膜K~+-Mg~(2+)-ATP-ase的活力没有影响。可能叠氮钠只阻止“载体”对K~+接受的过程。应用~86R_b+示踪的K~+吸收试验表明,钒酸钠对小麦根K~+吸收的抑制%,不为增加外部溶液K~+浓度而减低。增加底物ATP浓度,也不能减低钒酸钠对质膜-ATPase的抑制%。钒酸钠的抑制作用是非竞争性抑制。~3H-亮氨酸渗入试验表明钒酸钠对“载体”的合成没有干扰作用。VO_4~(3-)离子明显促进小麦根的呼吸,并提高根细胞的ATP水平,这种ATP水平的提高,可能是质膜-ATPase受到抑制,主动运输过程减弱的结果。     

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。     

杂交稻汕优36幼苗根系呼吸代谢特点的研究

本文报道了对杂交水稻汕优36及其亲本幼苗根系生长、蛋白质含量、呼吸强度和G_6PDH、IDH、PK三种呼吸酶的初步研究。结果表明,杂种汕优36和其亲本相比,前者具有生长量高和呼吸强度低的特点。在呼吸代谢特点上,母本珍汕97A具有较高的IDH活力,父本IR36具有较高的G_6PDH活力。杂种汕优36PK活力高于双亲.但它在三种酶活力中所占比重与其它两种酶活力所占比重一样均居于双亲之间。作者认为,以PK活力为代表的EMP途径运转状况及EMP、TCA和HMP三条呼吸代谢途径之间的关系可能对杂交水稻幼根生长优势的形成起作重要作用。     

Flaveria属C_3_-C4中间型植物的光温-光合特性的遗传传递

利用Flaveria属C_3-C_4中间型的偏C_4型F.brownii和偏C_3型的F.floridana杂交,或再用亲本之一进行回交,结果是用编C_4型F.brownii作父本杂交的F_1和F_2代具有类似C_4型的光温光合特性。如果父本为偏C_3型或含有偏C_3基因,则F_1和F_2表现出类似C_3的光温光合特性。     

水曲柳幼苗根系吸收不同形态氮的动力学特征

采用常规耗竭法研究水曲柳幼苗根系吸收不同形态氮素特征的结果表明:二年生水曲柳幼苗根系对NO3-和NH4 离子的亲和力比一年生幼苗要小许多,二年生幼苗对氮素的吸收优势比较明显;苗木根系吸收NH4 离子的最大吸收速率(Imax)均大于对N03一的吸收,而米氏常数(Km)则相反;在低浓度范围内随着NO3-浓度的增加,根系吸收NO3-的速率增大并趋稳定:NH4 的存在明显抑制根系对NO3-吸收,其对一年生幼苗的影响大于二年生幼苗.     

水稻三系在不同光周期条件下的生长和发育

本文用“矮优二号”和“南优二号”及其相应的不育系、保持系、恢复系和对照品种“珍珠矮”、“IR_(661)”为材料,研究了它们在三种不同光周期条件下——自然日照、短日照(10小时光照)和长日照(不断光照)的生长和发育。结果表明:杂交水稻的生育期,主要由父本(恢复系)所决定。恢复系的其他一些性状如株高、叶面积等均较母本(不育系)的遗传传递力强。杂交水稻“矮优二号”和“南优二号”与父本“IR_(24)”和对照品种“珍珠矮”、“IR_(661)”比较,优势显著,且在三种不同光周期条件下,都显示出产量高的优势,表明杂交水稻适应性广。     

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。     

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。     

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。     

籼型杂交稻淀粉RVA谱特征值的杂种优势分析

以6个籼型三系不育系和5个籼型恢复系按不完全双列杂交设计配制的30个杂交稻组合及其亲本为材料,对其籽粒淀粉RVA谱各特征值进行了测定和分析。结果表明：（1）亲本间和杂交稻组合间的淀粉RVA谱各特征值均存在极显著的差异,其中变异最大的是消减值,最小的是糊化开始温度。（2）杂交稻组合淀粉RVA谱各特征值的变异系数均小于杂交稻亲本的变异系数;峰值粘度、崩解值、最低粘度和最终粘度的平均值杂交稻组合大于亲本,其他性状的平均值杂交稻组合小于亲本。（3）峰值粘度存在极显著的正向超亲优势;崩解值、最低粘度、最终粘度和回复值存在极显著的正向中亲优势;消减值和峰值时间存在极显著的负向中亲优势和正向低亲优势;糊化开始温度存在极显著的负向低亲优势;最终粘度、回复值和糊化开始温度表现为极显著的负向竞争优势,其他性状表现为正向竞争优势。（4）峰值粘度、崩解值、消减值和回复值等4个性状,各杂交稻组合与其母本、中亲值呈现极显著正相关,峰值时间与中亲值呈显著正相关。而与其父本的相关均未达显著水平。     

杂交粳稻及其亲本千粒重与产量、品质的相关性

为了探明杂交粳稻及其亲本千粒重与产量、品质的关系,以4个千粒重介于23.1~28.0 g之间的BT型不育系和24个千粒重介于18.1~32.0 g之间的三系粳稻恢复系,采用p×q不完全双列杂交(NCⅡ)设计,配制96个杂交组合为试验材料,对F1千粒重优势表现、F1千粒重与亲本千粒重及其与产量、品质性状间的相关性进行分析,确定高产优质兼顾的杂交粳稻的千粒重范围。结果表明:(1)56.3%的杂交组合千粒重超过其双亲平均值,19.8%的杂交组合千粒重表现正向超亲优势;(2)F1千粒重与母本千粒重、父本千粒重、双亲千粒重平均值的相关性均达极显著水平(r=0.33**、0.71**、0.78**),且恢复系千粒重对杂种的影响大于不育系;(3)F1千粒重、父本千粒重及双亲千粒重平均值与组合单株产量的相关性均达极显著水平(r=0.55**、0.47**、0.51**),母本千粒重与组合单株产量相关不显著;(4)F1千粒重、父本千粒重与糙米率、精米率、整精米率、垩白粒率、粒长、粒宽均呈极显著正相关,与透明度呈显著正相关,母本千粒重与垩白粒率、垩白度、粒长均呈极显著正相关,与粒宽呈显著正相关;(5)杂交粳稻育种中具有高产优质兼顾的F1千粒重范围应在25.1~27.0 g之间。     

杂交水稻及其花粉植株后代某些生理生化特性比较研究

供试材料为广西农学院植物组织培养研究室提供的杂交水稻(Oryza sativa)汕优挂34F_1(亲本)及其花粉植株后代89AH-97,89AH-167和88AHW-16三个品系。测定结果表明:花粉植株后代三个品系叶内叶绿素含量在分蘖盛期明显低于亲本汕优桂34F_1,在孕穗期则差异不大。但三个花培品系的净光合强度在分蘖盛期与汕优桂34F_1无明显差异,在孕穗期则显著地高于汕优桂34F_1。乙醇酸氧化酶活性均无明显差别。