水稻高光谱变化特征与叶绿素含量监测研究

叶绿素含量是评价水稻光合效率的重要指标,实时无损监测叶绿素含量对水稻生长诊断具有重要意义。以水稻P88S(绿叶)和黄1S(黄叶)为试验材料,分析高光谱指数与水稻叶绿素含量的关系,并构建冠层反射光谱与水稻叶绿素含量监测模型。研究结果表明:水稻不同叶色的冠层光谱反射率随着植株生长而不断变化,在绿叶材料P88S的502-711 nm和黄叶材料黄1S的487-716 nm可见光波长范围内,叶绿素含量与一阶微分光谱的相关系数呈极显著正相关。以P88S RVI(363,675)和黄1S DVI'(639,680)作为光谱参数,与叶绿素含量建立估算模型拟合效果最佳,说明利用高光谱技术结合一阶微分光谱的方法可以监测水稻叶绿素含量。     

CO_2浓度升高对转Bt水稻生理指标的影响

通过OTC试验研究了生长60和120 d的转Bt水稻克螟稻及其对照亲本秀水11在2种CO2浓度(375、750μL·L-1)处理下的生理变化。结果表明:叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b、可溶性蛋白含量以及谷氨酰胺合成酶活力等均随水稻生长而显著提高,游离氨基酸含量随水稻生长而显著下降,叶绿素a/b值在高CO2浓度下显著增加;CO2浓度升高会引起水稻组织含水量、叶绿素a和c含量显著降低,叶绿素b含量呈先增加后降低的趋势;同时,可溶性蛋白含量显著下降,游离氨基酸含量显著增加,谷氨酰胺合成酶活性初期变化不显著、后期显著降低;转Bt水稻及其对照亲本之间可溶性蛋白含量和谷氨酰胺合成酶活力差异显著,但叶绿素和游离氨基酸含量差异不显著;与亲本相比,不同CO2浓度处理下克螟稻的谷氨酰胺合成酶活力显著降低。     

应用灰色关联度分析影响两系杂交稻结实率的生理因素

采用灰色关联度分析法分析了在两系杂交水稻抽穗期喷施植物生长调节物质ALA对旗叶6个生理因素的综合影响,并对各生理因素与结实率间的灰色关联度进行了分析,所得结果如下:10-70 mg/L ALA处理的旗叶生理指标值与其最优值的关联度均比对照高,其中以30 mg/LALA处理与最优值的关联度最大．在灌浆前期,影响水稻结实率的主要生理因素是可溶性蛋白质含量和叶绿素含量,在灌浆中期、灌浆后期,影响水稻结实率的主要生理因素分别是叶绿素含量和鞘糖含量、叶面积和叶绿素含量．上述结果表明,在水稻抽穗期喷施10-70 mg/L ALA,能提高旗叶的生理活性．在水稻的整个灌浆期,叶绿素含量对水稻结实率作用最强烈,是水稻籽粒灌浆动态生理因素．     

模拟酸雨对农作物生长和产量影响的初步研究

 本文报道了模拟酸雨对小麦、水稻、大豆和白菜的生长与产量影响的试验。模拟酸雨含自然酸雨中已知的离子成分。模拟酸雨PH值为5.6、4.5、4.0、3.5、3.0、2.5和2.0。结果指出：大豆和白菜叶片的可见伤害阈值为pH2.5,水稻和小麦的可见伤害阈值分别为pH2.0和pH3.0,大豆和白菜的电导度随酸雨的pH值下降而增加,pH3.5的模拟酸雨可引起白菜叶片叶绿素含量减少,叶绿素a／叶绿素b的比值发生变化;pH3.0的模拟酸雨使大豆和小麦叶片叶绿素含量下降,叶绿素a／叶绿素b比值改变。pH3.5的模拟酸雨就可抑制白菜生长;pH3.0的模拟酸雨对小麦和大豆生长产生抑制．pH3.5的模拟酸雨造成小麦和白菜减产;pH3.0引起大豆产量下降;pH2.5时,对水稻生长和产量没有影响。大麦和大豆减产主要由酸雨引起籽粒重下降而造成的。     

盐胁迫下镧对水稻幼苗生长的保护效应

通过液培实验,研究水稻幼苗在盐胁迫下,镧对水稻幼苗的保护作用。结果表明：水稻幼苗植株在≤1．5％的盐浓度的盐胁迫下,10mg·L^-1镧能提高幼苗植株超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的活性;降低幼苗植株脂质过氧化产物丙二醛（MDA）的含量和脯氨酸（Pro）的含量;减小质膜透性;提高叶片叶绿素含量和叶绿素a／b的比值;增强根系的活力,进而促进水稻幼苗的生长。10mg·L^-1镧对盐胁迫的缓解作用与盐浓度有关,随着盐浓度增大,镧的缓解作用将逐渐消失。分析表明,在≤1．0％和≥0．5％的盐浓度胁迫下,镧对水稻幼苗的生长存在更有效的防御机制,能够促进水稻幼苗的生长代谢。     

NaHSO3 对水稻幼苗根系生长及生理活性影响的研究

于水稻幼苗期喷施100 mg/L NaHSO3能促进水稻幼苗根系生长,提高根系活力与呼吸强度,此与NaHS03增加稻苗叶绿素含量,提高光合速率,增加光合产物向根运输有关。     

高氯酸盐和铬复合污染对水稻生理特性的影响

通过盆栽试验,研究了不同浓度高氯酸盐(ClO4-)、六价铬(Cr6+)及其复合污染(ClO4-+Cr6+)胁迫条件下水稻叶片叶绿素荧光参数、叶绿素含量和水稻体内抗氧化酶活性及丙二醛含量的变化。结果表明,随着ClO4-、Cr6+和ClO4-+Cr6+处理浓度的升高,水稻叶片叶绿素荧光参数Fv/F0、Fv/Fm和叶绿素含量均明显下降,且生长前期下降程度高于后期;ClO4-、Cr6+及ClO4-+Cr6+均可显著提高水稻体内POD酶(peroxidase)、CAT酶(catalase)活性和MDA(malondialdehyde)含量,且复合处理显著高于单一处理;分蘖期水稻体内SOD酶(superoxide dismutase)活性随着污染物浓度的增加明显降低,而在抽穗期其SOD酶活性升高。复合处理对水稻的损伤和毒害作用比单一处理更为严重,其交互作用机理值得进一步研究。     

NaHSO3对水稻幼苗根系生长及生理活性影响的研究

于水稻幼苗期喷施１００ｍｇ／ＬＮａＨＳＯ３能促进水稻幼苗根系生长,提高根系活力与呼吸强度,此与ＮａＨＳＯ３增加稻苗叶绿素含量,提高光合速率,增加光合产物向根运输有关。     

水体酚类化合物污染对水稻幼苗生长的影响

用0、50、100和150 X 10-6浓度的苯酚溶液处理水稻幼苗,本实验的目的是探讨苯酚对水稻幼苗生长的影响。实验结果如下：苯酚抑制水稻幼苗生长,且随着浓度的增加,其抑制作用越明显。150 ppm是抑制作用最强的浓度。经苯酚处理后的水稻幼苗,其根和茎的生长都抑制了,而鲜重、干重、水分含量和叶绿素含量则明显减少,硝酸还原酶和过氧化物酶活性也下降了。     

水体酚类化合物污染对水稻幼苗生长的影响

用０、５０、１００和１５０×１０－６浓度的苯酚溶液处理水稻幼苗,本实验的目的是探讨苯酚对水稻幼苗生长的影响。实验结果如下：苯酚抑制水稻幼苗生长,且随着浓度的增加,其抑制作用越明显。１５０ｐｐｍ是抑制作用最强的浓度。经苯酚处理后的水稻幼苗,其根和茎的生长都抑制了,而鲜重、干重、水分含量和叶绿素含量则明显减少,硝酸还原酶和过氧化物酶活性也下降了。     

硅和干旱胁迫对水稻叶片光合特性和矿质养分吸收的影响

硅被认为是植物生长的有益元素,它能增强植物对非生物逆境和生物逆境胁迫的抗性。以抗旱性不同的一对水稻近等基因系w-14-和w-20为实验材料,采用盆栽实验,研究了干旱胁迫下硅处理对水稻生长性状、光合生理特性和矿质养分吸收的影响。结果表明,在正常水分条件下硅处理对水稻的生长及生理特性没有明显影响。干旱胁迫显著降低水稻植株的生长,叶绿素含量、叶绿素荧光参数Fv/Fm及Fv/F0值显著降低,光合作用受到明显抑制。加硅能提高干旱胁迫条件下水稻植株的生物量、水分利用效率、叶片叶绿素含量、净光合速率和蒸腾速率,而气孔导度和细胞间隙CO2浓度则下降。无论干旱与否,施硅后水稻的叶片硅含量均显著上升。两个水稻品系叶片的无机离子含量在干旱胁迫条件下均呈显著增加的趋势,而硅处理后材料w-14的叶片K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Fe3+含量分别降低16.38%,24.50%,19.70%,21.52%,18.58%,w-20则分别降低11.64%,12.11%,16.06%,11.11%和19.15%,并使之回复到与对照更接近的水平。研究结果表明了硅提高水稻植株的抗旱性与光合作用的改善和矿质养分的调节有关。     

温度对Bt水稻及其非靶标害虫褐飞虱生态适应性的影响

【背景】温度是影响植物生长发育最为重要的环境因子之一。明确温度对Bt水稻及其非靶标害虫的影响有助于今后Bt水稻的推广应用。【方法】设置不同的温度梯度(26、30和34℃)分别处理Bt水稻T2A-1(表达Cry2A蛋白),在处理后不同天数内分别测定Cry蛋白、叶绿素、草酸、可溶性糖和总氮含量,同时评价不同温度处理下Bt水稻上褐飞虱的生态适应性。【结果】Cry蛋白含量显著受温度影响,随着温度升高Cry蛋白含量下降。温度、处理时间及两者相互作用均显著影响Bt水稻T2A-1的叶片叶绿素、叶鞘草酸、可溶性糖和总氮含量。叶绿素含量在26℃处理20 d时高于30、34℃的处理。随着温度的升高,Bt水稻叶鞘草酸含量升高。可溶性糖含量高温(30和34℃)处理后20 d低于26℃处理。Bt水稻叶鞘内可溶性氮含量随着温度的升高而升高。温度对非Bt水稻MH63上叶绿素、草酸、可溶性糖和总氮含量的影响与T2A-1趋势一致。高温(34℃)处理的Bt水稻上的褐飞虱雌雄虫寿命、每雌产卵量及卵孵化率显著低于26℃处理。温度对非Bt水稻MH63上褐飞虱生态适应性参数的影响与T2A-1趋势一致。【结论与意义】温度对Bt水稻具有显著影响,且对Bt水稻上非靶标害虫褐飞虱的生态适应性产生不利影响。本研究有利于今后Bt稻田的害虫综合治理措施的制定。     

不同强度的连续触摸式机械刺激对水稻生理特性的影响

激能降低水稻叶片的质膜透性,但随着处理时间的延长以及刺激强度的增加,质膜透性呈上升趋势;各强度的机械刺激处理均能提高水稻叶绿素a含量,并不同程度地降低叶绿素b含量;轻度机械刺激提高了水稻叶片的过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和多酚氧化酶(PPO)活性;随着处理时间的延长,各强度的机械刺激处理均能降低叶片吲哚乙酸(IAA)含量,提高脱落酸(ABA)含量及水稻的根系活力。结果表明,机械刺激可能是引起水稻生理特性及形态发生变化的重要因素之一。这些结论可为深入研究鸭稻共作系统中鸭子机械刺激对水稻生长性状的影响及作用机制提供理论依据。     

水稻光合作用对加富CO2的响应

整个生育期经高ＣＯ２处理的５种水稻的ＰＳⅡ原初光化学效率与空气ＣＯ２中生长的对照无明显的差异高ＣＯ２下绿黄占３号,特三矮２号和普通野生稻叶片的平均光合放氧速度分别比各自的对照有所提高,而Ⅱ优４４８０和药用野生稻的光合速率低于对照。高ＣＯ２下生长的水稻叶片叶绿素含量和类胡萝卜素含量降低,生长后期的降解加快,并抑制了水稻的暗呼吸。     

铝胁迫对水稻膜脂组分和含量的影响

以‘日本晴’水稻为试验材料,研究铝胁迫对水稻幼苗生长的影响,及铝胁迫下其根系和功能叶片中脂质含量及组分的变化。结果表明Al处理显著抑制了水稻根尖的伸长和生长,降低了植株的生物量以及叶绿素含量。铝胁迫后,半乳糖脂含量变化显著,根和叶中的单半乳糖甘油二酯(MGDG)和双半乳糖甘油二酯(DGDG)含量均降低;而磷脂(PL)及硫代异鼠李糖甘油二酯(SQDG)的含量在根中表现为上升,在叶中则显著降低。此外,根和叶中的脂肪酸不饱和度均降低。由此可见,铝胁迫引起水稻膜脂组分和含量的变化,这种变化可能是铝抑制植物生长的重要原因之一。     

控制水稻叶片叶绿素含量及其离体叶片叶绿素降解速度相关的QTL定位(简报)

许多研究认为,在一定范围内,叶绿素含量与光合速率成正相关关系、叶绿素含量高的水稻叶片能延缓衰老。理论上推算,水稻叶片如果推迟1天衰老,可使水稻增产2％左右,而实际实验结果表明可增产1％左右。叶片早衰往往也是造成有些水稻品种结实率偏低、空秕率较高及产量降低的主要原因。叶片衰老是水稻发育过程中的生命现象,它是水稻在长期进化过程中形成的适应性。叶片衰老的显著特征之一是叶绿素含量下降,叶色褪绿变黄。[第一段]     

不同播栽方式对水稻生长发育特性的影响

以粳稻品种武运粳24为材料,设置直播稻Ⅰ(6月1日播种)、直播稻Ⅱ(6月17日播种)、手栽秧和机插秧4个处理,研究了不同播栽方式对水稻生长发育特性的影响。结果表明:不同播栽方式对水稻生育期影响显著,手栽秧生育期最长,机插秧其次,直播稻最短;机插秧水稻产量最高,直播稻产量最低;生物量上,水稻生育前期手栽秧较大,机插秧相对较小,到水稻成熟期直播稻Ⅱ的生物量最小,机插秧和手栽秧大致相当;叶面积指数上,水稻生育前期,手栽秧最大,抽穗时,不同播栽方式水稻叶面积指数无显著差异,水稻生育后期,直播稻叶面积指数下降较快,手栽秧和机插秧水稻叶面积指数较直播稻显著提高;不同生育阶段,不同播栽方式水稻光合势均是直播稻较小,手栽秧和机插秧较大;群体生长率上,水稻生育前期直播稻Ⅰ和手栽秧较大,水稻生育后期直播稻Ⅱ显著提高;水稻抽穗期单位干重根系的α-萘胺氧化量,机插秧要显著大于手栽秧和直播稻;水稻分蘖中期和拔节期手栽秧和直播稻Ⅰ的叶片叶绿素含量较高,抽穗期到成熟期均是机插秧叶片叶绿素含量最高。综上所述,机插秧水稻生育期天数相对较长,生育前期生长良好,中后期叶面积指数高、光合势强、叶片叶绿素含量较高、根系活力强,有利于水稻种植的高产稳产。     

苯并三唑与镉对水稻幼苗生长的联合毒性效应研究

本文研究了苯并三唑(BTA)(2.5、5和10 mg/L)、镉(Cd)(5μmol/L)单一及其组合处理对水稻(Oryza sativa L.)幼苗生长的毒性效应。结果显示,与对照组相比,随着浓度的升高,BTA显著降低叶片的叶绿素含量,抑制水稻幼苗生长,降低可溶性糖和淀粉含量,提高可溶性蛋白、游离氨基酸含量和硝酸还原酶(NR)活性,但抑制谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)的活性。与单一Cd相比,BTA与Cd复合处理加剧了叶绿素的降解代谢,并显著抑制水稻生长。同时,低浓度(2.5或5 mg/L)BTA与Cd复合降低淀粉和可溶性糖含量,而高浓度(10 mg/L)BTA与Cd复合则提高淀粉和可溶性糖含量。此外,BTA与Cd复合处理提高了游离氨基酸含量和NR活性,但降低了GOGAT活性,且Cd与不同浓度BTA的组合对GS活性具有高促低抑的特点。结果表明,BTA在一定程度上抑制碳氮代谢,但与Cd复合后,对碳氮代谢具有高促低抑的浓度效应。     

1,2,4-三氯苯对水稻种子萌发及幼苗生长的毒性机理

以水稻为试材,采用水培方法研究了1,2,4-三氯苯(1,2,4-TCB)对水稻种子萌发、幼苗生长、叶绿素含量、蛋白质含量、脯氨酸含量、细胞膜通透性的影响.结果表明,水稻种子的萌发率和活力指数随1,2,4-TCB处理浓度的升高而逐渐降低,呈现一定的浓度-效应关系,高浓度(80和100 mg·L^-1) 1,2,4-TCB处理组水稻种子的活力指数仅为对照组的7. 89％和1.92％,水稻幼苗的株高和根长均受到抑制,表现出一定的浓度-效应和时间-效应关系.水稻叶片的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和蛋白质含量均随1,2,4-TCB浓度的升高而降低.水稻叶片游离脯氨酸含量和细胞膜的通透性随处理浓度的升高而增加.当1,2,4-TCB处理浓度＞15 mg·L^-1时,游离脯氨酸含量和叶片细胞膜的通透性急剧增加,与对照组相比各组差异均显著(P＜0.01).这表明1,2,4-TCB对水稻幼苗的损伤是一个复杂的过程,其机理可能与1,2,4-TCB使植物细胞膜、细胞内蛋白质和细胞器结构和功能损伤有关.     

水稻光合功能相关性状QTL分析

利用粳稻Kinmaze／籼稻DV85杂交后代单粒传衍生的81个F11家系所组成的重组自交系（Recombinant Inbred Lines,RILs）群体,研究水稻光合功能相关性状的数量性状基因座（QTL）。在水稻抽穗后7d测定叶片全氮含量（TLN）、叶绿素a／b比值（Chl．a：b）和叶绿素含量（Chl）。共检测到6个QTL,各QTL的LOD值为2．66～4．81,贡献率为11．2％-29．6％,其中,在第1、2和11染色体上检测到3个与全氮含量相关的QTL,相应贡献率为17．3％、15．3％、13．7％;在第3和4染色体检测到2个与叶绿素a／b比值相关的QTL,贡献率为13．8％和29．6％;在第1染色体检测到1个与叶绿素含量相关的QTL,贡献率为11．2％。4个QTL为本研究新检测的基因座。有趣的是,控制叶绿素含量的qCC-1位于第1染色体上RFLP标记C122附近,与已报道的NADH-谷氨酸合成酶基因位置一致,而叶绿素合成始于谷氨酸,暗示该基因座与水稻光合功能关系极为密切。然而,对抽穗后30d叶绿素含量进行QTL分析,结果未检测到与其相关的QTL,表明控制叶绿素含量qCC-1效应随水稻叶片的衰老而降低。