开放式空气CO2浓度增高对水稻生长发育影响的研究进展

地球大气中CO₂浓度不断升高已是不争的事实.CO₂浓度升高势必对植物的生长发育过程产生深刻的影响.水稻是世界上最重要的作物之一,也是中国第一大作物.结合气室条件下的研究结果,从光合作用、水分关系、生育期、叶片和根系生长、物质生产与分配、化学组分以及产量和品质等方面,重点收集和整理了开放式空气中CO₂浓度增高 (FACE) 对水稻生长发育影响的研究进展,并讨论了该领域有待深入研究的方向.     

水稻中硅的营养功能及生理机制的研究进展

尽管硅还没有被列为植物生长的必需营养元素,但它在水稻生长发育、产量与品质形成、矿质营养吸收以及逆境生理等方面都具有重要的作用。硅不仅是水稻细胞结构成分和组成物质,还参与调节水稻各种生理生化代谢过程,促进光合作用,改善冠层结构,增强抗倒伏能力,提高群体质量,促进产量、品质和肥料吸收利用效率的协同提高。硅通过物理途径或生理生化途径增强水稻对重金属、盐渍、干旱、紫外线、高温等非生物胁迫以及病虫生物胁迫的抵抗力。还展望了水稻中硅研究的未来发展。     

楝科物质对亚洲玉米螟幼虫取食和生长发育的影响

近年来植物成分对昆虫行为和生长发育的影响很受人们重视。对印楝(Azadirachta indica)的研究证明其含有多种杀虫物质(Schmutterer和Ascher等,1981)。国外报道与印楝为近缘种的苦楝(Melia azadirach)也对昆虫有拒食和干扰生长发育的作用(Schmutterer,1981;Tu和Rueda等,1981),并从中分离出了多种活性物质(Cox,1981)。我国也曾研究应用苦楝防治害虫(中国土农药志编辑委员会,1959),最近证明川楝(Melia toosendan)中成分对水稻三化螟有内吸致毒和拒食作用(赵善欢和张     

回忆我们的父亲——殷宏章先生

殷宏章先生是我国著名的植物生理学家,光合作用研究的先驱,在植物生物化学、光合作用和生长发育等领域取得过重要的研究成果。殷先生很早便开始研究生长素与植物运动机理的联系,用自己发明的一种组织化学方法,阐明了磷酸化酶与植物中淀粉合成的关系。20世纪50年代,殷先生参与组建我国第一个光合作用研究室,致力于光合磷酸化、物质转化、群体生理等方面的研究,为中国植物生理学的发展做出了重要贡献。     

水稻铅污染研究进展（综述）

铅是一种对水稻(Oryza sativa L.)生长发育毒性显著的污染物质,农田土壤中铅的存在形式和含量直接影响稻米的产量与品质.本文从土壤中铅的存在形式、水稻对铅的吸收富集规律、铅污染对水稻生长发育的影响、水稻对铅污染的生理生化效应以及抗性机制等方面进行系统地分析论述.     

《光合生产力的生理生态学》一书简介

M. Monsi和T.Saeki主编的《光合生产力的生理生态学》(Ecophysiology of Pho-tosynthetic Productivity)一书已于1978年由日本东京出版社出版。该书是“JIBPsynthesis”丛书之一,列为第19卷。本书内容反映了在1965—1972年日本参加“IBP”研究中,有关光合物质生产方面的论文共34篇。论文阐述了水稻、小麦、玉米、大豆、甜菜等多种栽培植物和一些天然牧草、树木的光合特性,影响光合作用的环境因子以及光合日变化。深刻地分析了植物的光合作用与光、二氧化碳、温度、水分、风等环境因子之间的关系。同时还介绍了研究植物光合     

叶子的光合作用和同化物质消耗的关系

一系列的研究者确定在抑制同化物质外运时,葉子的光合作用强度降低。因为同化物质的外运是和它的消耗联系着的,所以正如所证明的,我们可以看到光合作用对同化物质被植物消耗的依赖性。我们的工作中,这种关系是应用C~(14)O_2同位素的方法对茶豆植物进行研究的。这植物在温室内用含有微量元素的一半濃度的溶液培养。     

稳定性碳同位素在植物生理生态研究中的应用

稳定性碳同位素~(13)C/~(12)C比率是研究植物光合作用及有关的物质代谢、水分关系和生态系统中种间关系、进化及对环境的响应等的有效指标。δ~(13)C值与细胞间CO_2浓度及水分利用效率之间有一定的数量关系。光合作用过程中对碳同位素的辨别力主要是不同的CO_2扩散阻抗和羧化反应速率引起的结果。     

水分管理调控水稻氮素利用研究进展

水、氮是调控水稻生长发育的两个重要环境因子。通过"以水调氧"增加根际溶氧量(如干湿交替、好氧栽培等)能够提升土壤硝化势和氧化还原电位,刺激土壤氮的矿化作用,使水稻处于NH+4与NO-3混合营养中,并能通过诱导水稻的生理特性及改善根系的吸收功能增强其抗旱性能,提高水稻产量及氮素利用率。光合作用是形成干物质的主要途径,土壤氮水平、氮形态与水稻光合速率紧密相关,提高叶片光合速率将有助于提高水稻的氮素利用率和产量。从稻田水分管理对土壤氮素形态特征、水稻氮吸收利用、光合速率及氮环境效应的影响等方面综述了国内外相关研究进展,并指出进一步的研究方向。     

不同天气水稻光合日变化对大气CO2浓度和温度升高的响应——FACE研究

人类活动导致大气二氧化碳浓度(CO_2)升高、全球气候变暖和光合有效辐射(PAR)降低,影响着绿色作物的光合作用。为了明确高CO_2浓度、高温和低PAR对水稻光合日变化特征的影响,利用中国稻田开放空气CO_2浓度升高系统(free air CO_2enrichment,FACE),以常规粳稻南粳9108为试验材料,设置了环境CO_2和高CO_2浓度(增200μmol/mol)、环境温度和增高温度(增1—2℃)交互的4个处理,从9:00到17:00每隔1h测定了阴天和晴天水稻的光合作用,研究了不同天气对水稻光合日变化对大气CO_2浓度和温度升高的响应。观察到不同天气条件下水稻光合日变化的不同特征,晴天Pn为双峰曲线,发生了光合"午休",阴天未发生。结果表明,高CO_2浓度显著提高了水稻Pn,温度升高有降低水稻Pn趋势,CO_2浓度增加200μmol/mol对水稻光合作用的促进效应远大于增温1—2℃对其的抑制效应。高CO_2浓度显著增加了水稻胞间CO_2浓度(Ci),降低了水稻蒸腾速率(Tr),平均降幅为10.8%—22.0%。高温有降低Ci的趋势,增加了Tr,平均增幅达5.0%—13.5%。晴天比阴天增加了水稻Tr,平均增幅为9.8%—31.2%。CO_2浓度和温度同时升高显著降低了水稻气孔导度(Gs)。这些结果说明CO_2浓度、温度和PAR对水稻水分利用率(WUE)产生综合影响。阴天PAR比晴天平均低53.3%,阴天水稻Pn比晴天显著低,平均降幅达37.1%—72.0%。与对照比较,高CO_2浓度处理,较高PAR(晴天)条件下水稻Pn的增幅(38.6%—58.4%)显著大于较低PAR(阴天)条件下水稻Pn的增幅(21.6%—38.8%),这一现象值得关注和深入探讨。研究结果表明,评估气候变化对水稻生产的影响,需同时考虑未来大气CO_2浓度和温度升高以及PAR下降的因素及其相互作用。     

水稻Rop基因OsRac5表达特性

Rop在植物生长、发育、免疫及环境信号应答等多种生物学过程中具有重要作用。已有研究显示水稻Rop基因OsRac5可能与育性控制有关,但是该基因的表达特性,以及非生物胁迫和植物生长物质对其表达的影响尚不清楚。本文采用qRT-PCR技术检测了OsRac5在水稻生长发育过程中、非生物胁迫以及植物生长物质处理条件下的表达特性,结果显示OsRac5在水稻生长发育过程中在多种组织广泛表达,尤其在根和雌雄蕊形成期的幼穗中高表达;干旱、高盐和低温等非生物胁迫均能诱导OsRac5表达;ABA、GAs、6-BA等植物生长物质能上调OsRac5基因表达,提示该基因与水稻幼穗发育、抗逆性及细胞生长等过程相关。     

稻田水氮氧环境因子对水稻生长发育、光合作用和氮利用的调控研究进展

水分和氮素是影响水稻生长发育的两个重要环境因子。适宜的水氮耦合模式可通过“以水调氮、以水控氧”调控稻田根际氮形态和溶氧量等环境因子,促进良好根系形态构建,提高叶片光合速率和光合产物“源-库”分配平衡,提高水稻群体质量和产量形成。同时,稻田水氮氧环境因子驱动的微生物调控机制在水稻-土壤系统氮高效利用方面也发挥重要作用。本文重点阐述了水氮耦合下水分、氮形态和溶氧量对水稻生长发育、光合作用、碳氮代谢、稻田氮转化过程及其微生物调控机制等方面的研究进展,展望并提出了未来亟待加强的研究方向:1)开展水氮耦合下水稻根际溶氧量时空动态分布特征及氧环境调控关键因子研究;2)明确不同基因型水稻根源信号增氧响应特征及其对水稻生长发育的影响调控机制;3)阐明根际氧环境驱动的关键微生物过程对稻田氮转化和氮素利用的影响。     

水稻叶色基因克隆与分子机制研究进展

叶色突变体是研究水稻光合作用、叶绿素合成与降解及其生长发育调控机制的重要材料,而且在水稻杂交制种、提高生物量等方面具有较高的实际应用价值。目前,超过120个水稻叶色相关基因被克隆,分布在水稻12条染色体上,其中第3号染色体克隆的基因最多。水稻叶色调控机制涉及多个调控途径,包括色素生物合成与降解、质体转录复合物、转录后修饰、核质信号转导、叶绿体蛋白酶以及转录因子与表观遗传。本文从水稻叶色遗传机理与基因克隆、分子调控机制及其在水稻育种上的应用进行了总结与展望,以期为水稻高光合育种及挖掘适用于杂交制种的水稻叶色种质资源提供依据。     

植物水孔蛋白研究进展

水孔蛋白是植物重要的膜功能蛋白,不仅介导植物各组织间水分的高效转运,还参与植物体内其他物质的跨膜转运,同时在植物光合作用、生长发育、免疫应答以及信号转导等生理过程中也发挥重要作用。本文主要综述了植物水孔蛋白结构特征和分类,多种生理功能,以及其转录水平和转录后水平活性调节等方面的最新研究进展,并就如何系统全面地开展水孔蛋白参与植物生长发育过程的分子调控机制研究提出展望。植物水孔蛋白的深入研究有助于阐明植物体内物质转运的分子机理及其生理作用机制,对指导农业生产中作物的生长发育调控有重要理论意义。     

中国科学院光合作用与环境分子生理学重点实验室简介

中国科学院光合作用与环境分子生理学重点实验室成立于2001年12月,由光合作用研究中心、分子发育生物学研究中心和信号转导与代谢组学研究中心组成。主要研究方向是利用基因组学、蛋白质组学和代谢组学方法研究光合作用过程中的传能转能机理、植物对环境应答、植物生长发育、信号转导的分子调控及其在农业生物工程上的应用等。实验室成立以来已在Nature、The Plant Cell、Plant Physiology、The Plant Journal以及Proteomics等国际著名刊物发表论文多篇。实验室在光合膜蛋白复合体结构与功能研究、光合作用对环境适应的机理研究、水稻根系发育功能基因研究、植物干细胞维持、花粉发育囊泡运输、青蒿素生物合成的分子调控等领域取得了一批重要成果。     

参加水稻阶段发育研究工作谈话会纪要

1955年1月在北京举行的植物发育生理座谈会中,几个做水稻发育生理工作的单位曾约定於年底在华南举行一次水稻阶段发育研究工作谈话会。会议的主要任务是——在第一个五年计划粮食增产计划中水稻的比重很大,其中牵涉到关键问题之一是由水稻階段发育研究试验工作提供基本参考资料。并着重(一)交流有关水稻阶段发育研究工作的经验及其存在的问题,并交换对以後试验工作的意见。(二)增加水稻复种面积(包括双季连作稻的品种,播种期等问题)及扩展水稻播种面积中有关水稻发育的一些问题的讨论。会议在广州石牌华南农业科学研究所举行,自1955年12月13日起到16日止,共进行     

miR396-GRF模块: 水稻分子育种的新资源

籽粒大小与颖花数量是影响水稻(Oryza sativa)产量的重要因素。miR396-GRF模块在拟南芥(Arabidopsis thaliana)和水稻等植物的营养器官和花器官生长发育过程中扮演着多面角色。最近, 中国科学家在miR396-GRF模块调控水稻籽粒大小和穗粒数的分子机理研究方面取得了突破性进展。     

开放式空气中CO2浓度增高(FACE)对水稻生长和发育的影响

人类活动导致的大气和气候变化将极大地改变作物的生长环境,其中最大的一个变化就是大气二氧化碳(CO2)浓度的迅速上升:从工业革命前的平均270μmol/mol上升到目前的381μmol/mol,到2050年至少超过550μmol/mol。FACE(Free-air CO2 enrichment,开放式空气中CO2浓度增高)试验是目前评估未来高浓度CO2对作物生长和产量实际影响的最佳方法。水稻无疑是人类最重要的食物来源,迄今为止人类利用FACE技术开展水稻响应和适应的研究已有10a(19982008年)的历史。以生长发育为主线,首次系统综述了10a水稻FACE试验在该领域的研究成果,总结了FACE情形下高浓度CO2(模拟本世纪中叶大气CO2浓度)对主要供试水稻品种(小区面积大于4m2)光合作用、生育进程、地上部生长、地下部生长、物质分配、籽粒灌浆、产量构成以及倒伏性状等影响的研究进展,比较了FACE与非FACE研究之间以及中国和日本FACE研究(世界上唯一的两个大型水稻FACE研究)之间的异同点。根据研究进展以及当前的技术水平,文章最后提出了该领域的3个优先课题:(1)FACE情形下杂交稻生产力响应高于预期的生物学机制;(2)FACE情形下CO2与主要栽培措施的互作效应;(3)FACE情形下CO2与主要空气污染物臭氧的互作效应。这些响应的机理性解析将有助于从根本上减少人类预测未来粮食安全的不确定性,进而更加有效地制订出应对全球变化的适应策略。     

水稻高温热害的研究现状与进展

全球气候变暖环境下,水稻高温热害频发,孕穗-开花期和灌浆期高温已成为制约水稻产量和品质的主要因素之一。本文综述了水稻高温热害的发生特点(鉴定与分级、区域和时间)和高温对水稻生长发育(生理、产量和品质)的影响,总结了水稻高温热害的数量性状座位定位、转录组和蛋白质组分析等分子生物学研究及监测预警与风险评估,重点阐述了高温热害的防御措施,包括选用耐热品种、改善田间管理和喷施外源物质,并对今后水稻高温热害研究进行了展望,以期为水稻高温热害防御和农业减灾增效提供科学支持。     

赤霉素对于水稻小麦的效应试验

一、引言赤霉素对于許多植物的生长和发育有极明显的作用,这方面的研究成果已有許多报导和綜述(Stowe和Yamaki 1957,Wittwer和Bukovac 1958,Brian 1959,Stuart和Cathey 1961,罗士葦1962,周荣仁1962)。赤霉素对于水稻和小麦营养体生长具有促进作用也是肯定的,而且由于水稻幼苗生长促进的程度和一定浓度范围內赤霉素浓度的升高成正相关,故Murakami(1957),Aytoun等(1959),中国农业科学院土壤肥料研究所(1960),关穎謙和王义彰(1962)均以水稻幼苗法作为赤霉素的生物测定。Wittwer和Bukovac(1958)报导将赤霉素处理小麦可增加总干物重和光合作用产物。Morgan和