杂种小麦及亲本旗叶老化过程中RubisCO特性的研究

小麦（ＴｒｉｔｉｃｕｍａｅｓｔｉｖｕｍＬ．）旗叶的ＲｕＢＰｃａｓｅ活性、含量及ＲｕＢＰｏａｓｅ活性在旗叶全展或全展后１０ｄ达最大值,以后逐渐下降。与亲本相比,供试杂种小麦“麦优４号”在旗叶一生中尤其老化后期上述参数皆表现明显的杂种优势。旗叶ＲｕＢＰｃａｓｅ比活性在叶绿素缓降期保持平稳,在叶绿素速降期逐渐下降。供试杂种小麦较亲本具有较高的ＲｕＢＰ羧化酶和加氧酶活性,表明杂种小麦不仅具有较强的光合羧化作用,而且叶片光合作用过程中的光呼吸也较强。结果与旗叶ＲｕｂｉｓＣＯ亲合ＣＯ２和Ｏ２的动力学常数的测定结果相符。     

小麦旗叶老化期间的内肽酶

小麦叶片中存在着内肽酶,其最适pH为4．8,最适反应温度为45℃。小麦旗叶全展以后,净光合速率和总可溶性蛋白质含量下降,而内肽酶比活上升。用蛋白质合成抑制剂处理的结果表明,有内肽酶的从头合成;用激活制和抑制剂处理的结果表明,小麦叶片中至少有3种类型的内肽酶（即巯基蛋白酶、丝氨酸蛋白酶和金属蛋白酶）,而在蛋白质降解中起主要作用的是巯基蛋白酶。另外,氨基酸对内肽酶有保护作用,激素对内肽酶具有调节作用,活性氧对内肽酶的活力上升也有促进作用。     

小麦旗叶早衰性状的QTL定位

为小麦旗叶早衰性状的精细定位和基因克隆奠定基础,该试验以普通小麦(Triticum aestivum L.)‘宁春4号’和‘宁春27号’杂交得到的128个F10代RIL群体为研究材料,利用307对多态性SSR标记对小麦旗叶早衰性状进行了QTL定位,并通过构建整合图谱的方法进行了标记加密。结果表明,共检测到1个控制旗叶早衰性状的加性QTL,位于2A染色体长臂的gwm526和gwm382标记区间内,可解释49.88%的表型变异。经遗传图谱整合后发现,gwm526和gwm382标记之间存在124个SNP标记。     

超级高产小麦旗叶荧光动力学研究

探明超级小麦品种的旗叶光合作用与荧光动力学特性,为超级小麦品种选育利用提供理论依据。以超级小麦临麦4号为试验材料,应用CI-301PS型便携式光合作用测定系统和FMS-2便携式荧光测定仪(英国Hansatech公司)在田间试验中测定旗叶光合作用与荧光动力学参数。结果表明,与普通高产对照品种皖麦52和烟农19相比,超级小麦临麦4号的光合作用参数光合速率、光饱和点和CO2饱和点、羧化效率高,光补偿点和CO2补偿点低;光合机构系统工作参数PSII实际的光化学效率(ΦPSII)、光化学猝灭系数(qP)、PSII反应中心的激发能捕获效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性Fv/Fo和电子传递速率(ETR)值高,非光化学猝灭系数(NPQ)值低。这表明超级小麦临麦4号的光合机构系统工作能力强和工作效率高,保证旗叶光合作用的高效运行,为子粒灌浆提供充足的能量和碳水化合物。     

施氮量和栽培模式对旱地冬小麦旗叶衰老及其活性氧代谢的影响

以冬小麦小偃22为试验材料,研究3种栽培模式(常规栽培、覆草栽培、地膜覆盖)和3种施氮水平(施纯氮0、120和240 kg/hm2)下旗叶衰老与活性氧代谢特性.结果表明,与常规栽培(CK)相比较,覆草栽培条件下叶绿素含量始终较高(P<0.05),叶片衰老速度缓慢,代谢强度旺盛,有利于籽粒灌浆和光合产物的积累,产量显著增加(P<0.05).在灌浆前期,地膜覆盖条件下叶片叶绿素含量增加(P<0.05),叶片保护性酶活性(POD、CAT)提高,膜脂过氧化程度低;但在灌浆后期,叶绿素含量急剧下降,叶片衰老速度加快,膜脂过氧化程度加剧,产量仍显著增加(P<0.05).施用氮肥在一定范围内可提高旗叶叶绿素含量和保护性酶活性(POD、CAT),降低膜脂过氧化程度;施氮量为120 kg/hm2时,冬小麦旗叶叶绿素含量最高,叶片衰老迟缓,代谢强度降低缓慢,膜脂过氧化程度低,有利于小麦后期生长和籽粒灌浆,在3种栽培模式下产量均最高.     

小麦叶片老化期间的内肽酶与H_2O_2的关系(英文)

研究了H2 O2 和蛋白水解酶在小麦 (TriticumaestivumL .cv.Yanmai15 8)叶片老化过程中的关系。小麦叶片老化期间 ,H2 O2 含量高的叶片中内肽酶活力也高。老化后期 ,内源H2 O2 迅速累积 ,内肽酶活力迅速上升 ;通过内肽酶同工酶电泳可检测到新增一种活力较强的内肽酶。用外源H2 O2 处理全展旗叶的内肽酶粗提液 ,随着H2 O2 浓度的升高 ,内肽酶活力先上升后下降。     

Relationship Between Endopeptidase and H2O2 During the Aging of Wheat Leaf (in English)

The relationship between hydrogen peroxide (H2O2) and endopeptidase（EP） in wheat (Triticum aestivum L. cv. Yanmai 158) leaves was studied during natural and artificial aging. Rapid accumulation of endogenous H2O2 and marked increase of EP activity were observed during the later phase of aging. A new EP isozyme with higher activity was detected by electrophoresis on polyacrylamide gels containing denatured heamoglobin. With the increase of exogenous H2O2, the activity of EP increased at first and then decreased.     

小麦旗叶发育过程中光合效率的变化

作物的产量基本上取决于光合机构的大小和效率（Ｇａｒｄｎｅｒ等１９８５）。要不断提高作物的单位面积产量,除了尽可能满足水、肥供应以获得足够大的光合机构从而接受足够多的光能外,还必须提高叶片的光合效率。这是增加作物产量的一条必由之路。因此,很有必要深入开展光合效率调节控制机理的研究。关于叶片生长发育期间光合速率与叶片结构的变化,已经有大量的研究报告,并且有全面的综合评述（ˇＣａｔｓｋｙ和ˇＳｅｓｔàｋ１９９７）。然而,关于叶片生长发育期间光合效率特别是荧光参数如何变化的报告却很少。虽然ˇＣａｔｓｋｙ…     

小麦旗叶Rubisco周转与籽粒含氮量的关系

随着旗叶的衰老,Rubisco含量逐渐减少.延缓小麦旗叶的衰老进程(抽穗期施氮肥),可增加旗叶Rubisco的含量,提高籽粒的全氮含量.在小麦旗叶全展后28d内,Rubisco的15N丰度处于较高水平,表明仍有Rubisco的重新合成;而在28d以后,Rubisco的15N丰度处于低水平,表明无Rubisco的重新合成.但这时籽粒的15N丰度却上升.旗叶全展后14d内Rubisco的15N丰度高于旗叶中全氮的丰度,说明此时期Rubisco重新合成的速率高于其它蛋白质;旗叶衰老过程中Rubisco的15N丰度的净转移高于全氮,Rubi-sco净N转移也高于全氮,表明Rubisco向籽粒中转移的氮素多于其它蛋白质,对籽粒含氮量的影响最大.     

Effect of Indol-3-yl Acetic Acid on Photosynthetic Characteristics of Wheat Flag Leaf During Grain Filling

Area and fresh and dry masses of flag leaf show two phases of development during grain filling in Triticum aestivum. The initial large increase in leaf size is mainly due to water intake. Contents of chlorophylls and carotenoids, reducing sugars, and sucrose, Hill reaction rate, and photosynthetic activity increased during leaf growth, but a noticeable decline in these parameters followed throughout leaf senescence. The maximum accumulation of polysaccharides and proteins occurred at the beginning of grain set, but a continuous decline in their absolute values was manifested during grain filling. Grain priming with indol-3-yl acetic acid (IAA) at 25 mg kg^-1 stimulated the flag leaf growth, namely its fresh and dry masses and its area. Furthermore, the stimulatory effect was mainly due to the increase in the pigment formation that in turn increased the photosynthetic activity of flag leaf during grain filling. On the other hand, the highest dose of IAA (50 mg kg^-1) attenuated the growth and physiological activity of flag leaf through its inhibitory action on leaf fresh and dry masses, leaf area, pigments, saccharides and protein formation, as well as its effect on ¹⁴CO₂ assimilation.     

人工老化处理对小麦种子生理生化特性的影响

为探明小麦种子在贮藏过程中的生理生化变化规律及合适的老化处理条件,本研究采用高温高湿人工加速老化的方法,对5个非糯小麦和5个糯小麦品系的种子在50℃和90%相对湿度条件下分别处理0、2、4、6、8 d。结果表明:种子发芽率随着老化处理时间的延长而逐渐降低,电导率呈先降后升的趋势;非糯小麦种子的可溶性糖含量随着处理时间的延长呈先降后升、最后下降的趋势,糯小麦种子的可溶性糖含量随着处理时间的延长而逐渐上升;CAT、POD和SOD活性在处理2 d时降到最低,之后保持不变;可溶性蛋白质含量在处理2 d时有所增加,此后随处理时间的延长呈下降趋势;MDA含量随着处理时间的延长呈先降后升、最后降低的趋势。     

小球藻RubisCO的纯化及其在异养向自养转变过程中的含量变化

经硫酸铵分部沉淀、ＳｅｐｈａｃｒｙｌＳ－３００和ＤＥＡＥ－纤维素柱层析纯化了小球藻ＲｕｂｉｓＣＯ,得率为１５％,比活力达１．２３２μｍｏｌＣＯ２ｍｓ－１ｍｉｎ－１,分子量是５００ｋＤ,它和菠菜叶片ＲｕｂｉｓＣＯ在分子量、亚基组成和免疫特性等方面相似,反映ＲｕｂｉｓＣＯ在高等和低等植物中有较高的同源性。自养小球藻ＲｕｂｉｓＣＯ占细胞可溶性蛋白质的２４％。而异养转变后的小球藻细胞内不含ＲｕｂｉｓＣＯ。异养小球藻向自养生长转变过程中,２０ｈ后细胞内叶绿素含量逐渐增加,２４ｈ时细胞内出现ＲｕｂｉｓＣＯ,２４ｈ后大量增加,至４１ｈ时含量达最高峰;标志着小球藻细胞光合作用能力的恢复和加强。     

Location Distribution Characteristics in Leaf Lateral Asymmetry of Hybrid Indica Rice

Rice leaves show lateral asymmetry. Differences in width, thickness, chlorophyll meter readings, nitrogen content, density, and yield on each asymmetrical have been reported. However, limited information is available on the distribution characteristics of the smooth side (SS) and rough side (RS) of rice leaves. The SS of rice leaves can be divided into two types according to its location in leaf: one is the smooth side appearing on the left (SSAL) of the leaf, while the smooth side of the other type appears on the right (SSAR). Through the investigation of four rice varieties, we identified that the proportion of SSAL or SSAR of flag leaves on main stems or tillers was close to 0.50 in the rice population. On the same tiller stem, SSAL and SSAR present alternately, and the SS always stretches ahead of the RS in the curled state. Among the tiller flag leaves of a single rice plant, the proportion of tiller flag leaves with SSAL or SSAR to the total number of tillers is a discrete random variable. Frequency distribution analysis of these proportions showed that the percent of frequency of some class limits was close to each other, and the ratios of percent of frequency of SSAL to SSAR were close to 1:1. To our knowledge, this is a novel finding in rice canopy morphology. According to this study, we can divide rice population into two groups in four hybrid rice varieties.     

小麦旗叶长、宽及面积的QTL分析

以小麦品种‘小偃81’和‘西农1376’构建的含236个家系的自交重组系(RIL)群体(F2:7、F2:8代)为研究材料,采用完全随机区组设计,连续2年在陕西杨陵、河南驻马店和山东济南于灌浆期(花后20d)随机取每个株系10株测量旗叶长、宽,并利用172个SSR标记构建了遗传连锁图谱,通过基于完备区间作图法的QTL IciMapping V3.2软件,对控制小麦旗叶长、宽和面积的数量性状位点(QTL)进行了加性效应分析。结果发现:(1)9个旗叶长QTLs位于1A、4A、3B、5D和7D染色体上,单个QTL可解释5.10%~16.44%的表型变异;10个旗叶宽QTLs位于1A、3A、5A、7A、3B和5D染色体上,单个QTL可解释4.63%~14.24%的表型变异;12个旗叶面积QTLs位于1A、4A、3B、2D和5D染色体上,单个QTL可解释4.25%~22.67%的表型变异。(2)控制小麦旗叶长、宽和面积的QTLs存在差异,同一QTL在不同性状中的遗传贡献率也不同。(3)同一性状在同一年份,不同地点和在不同年份,相同地点下检测到的QTLs有的相同,但有的差异明显。(4)有些控制不同性状的QTLs在染色体的同一标记区间,表现一因多效。研究表明:位于1A和5D染色体上的2个加性QTLs都同时控制旗叶长、宽和面积,且前者为主效基因,后者遗传贡献率也较大,可用于标记辅助育种和分子聚合育种。     

水稻剑叶取向对其光合功能的影响

水稻的水平剑叶净光合速率 (Pn)和羧化效率(CE)显著高于直立剑叶 ,其胞间CO2 浓度 (Ci)显著低于直立剑叶 ,但两者的气孔导度 (Gs)没有明显差别。这表明剑叶取向对水稻叶片的光合能力有重要影响。水平剑叶的高Pn可能同其RuBP羧化酶含量和活性高有关。这可能是水平叶生长期间吸收光量较多的结果。     

基于光谱变化特征的小麦叶片不同功能期监测研究

为了探讨小麦叶片不同功能期光谱变化特征与叶绿素含量之间的关系,以4个小麦杂交组合基因型为试验材料,对不同生长发育期的旗叶进行光谱和叶绿素测量,并采用线性外推法计算其红边位置.结果表明：在近红外区（750 nm～850 nm）和可见光区（500 nm～600 nm）处,从抽穗期到扬花期小麦旗叶光谱反射率呈现上升趋势,到灌浆期开始下降.其叶绿素含量也是先上升,进入灌浆期后开始下降.建立旗叶4个不同功能期4月25日、5月1日、5月6日和5月11日叶绿素含量与其红边位置线性回归模型,其R2分别为0.5893、0.8842、0.9379和0.7258,均达极显著水平,表明此模型可用于叶片叶绿素含量无损监测.     

冬小麦粒叶比杂种优势及遗传效应分析

用9个冬小麦品种按5×4不完全双列杂交设计组配20个杂交组合,对小麦粒叶比的杂种优势和遗传效应进行分析。结果表明,小麦粒叶比表现出一定的杂种优势;一般配合力和特殊配合力方差均达极显著水平,说明亲本的粒叶比差异及杂交互作均对F1代产生遗传差异,该试验中石6021、农大99260080等的一般配合力较大,石6021×农大99260080、鲁麦14×济南17等组合的特殊配合力较大,产生了较强的杂种优势;粒叶比遗传符合加性-显性遗传模型,但以加性效应为主,其遗传决定度达87.65%,狭义遗传力为64.71%;在高粒叶比品种选育上应重视高粒叶比亲本筛选利用和杂交后代的早代选择。     

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。     

旱后复水对不同倍性小麦光合及抗氧化特性的影响

利用盆栽控水试验方法,在干旱和复水条件下,于拔节期对不同倍性小麦叶片的光合参数以及抗氧化指标进行测定.结果表明:(1)与干旱处理相比,拔节期恢复供水可使受旱小麦叶片的光合参数增大,叶水势、超氧化物歧化酶(SOD)活性、细胞膜透性以及质膜过氧化程度都有所降低,其中净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)的增加超过对照,叶水势和细胞膜透性的降低也超过对照,产生了生理补偿效应;(2)旱后复水条件下,叶水势很快恢复到正常水平,Pn显著提高且高于正常对照水平,其中野生一粒和小偃6号,在干旱条件下,SOD酶活性高,具有较强的活性氧清除能力,复水后,MDA的积累减少,膜透性迅速恢复,抗氧化系统更好地保护和修复了光合机制,表现出较强的光合优势.     

烯效唑干拌种对小麦叶片衰老期间有关酶活性的影响

研究不同浓度(0、10、20、40mg·kg-1)烯效唑干拌种对小麦品种川麦30不同叶序(3叶、7叶、旗叶)叶片衰老期间酶活性影响的结果表明,烯效唑干拌种后,不同叶序叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性增强,衰老后期仍维持较高水平;而核糖核酸酶(RNase)活性水平及上升速率则受抑,叶片中丙二醛(MDA)积累量减少,可溶性蛋白质含量下降缓慢.