高产杂交稻两优培九旱育秧苗期抗氧化系统活性的研究

以汕优63为对照,研究了旱育条件下两优培九幼苗的体内抗氧化系统的特性。显示两优培九在旱育条件下其体内三大抗氧化酶SOD、POD和CAT活性都较水育条件下高,而体内超氧阴离子含量和MDA含量和水育秧相比却没有大的差异;旱育条件下秧苗叶片内积累的脯氨酸量显著高于水育秧。这不但能提高水稻苗期抗旱能力,同时也为移栽大田后具有明显的生长优势和抗胁迫能力打下了物质基础。另外,发现秧苗培育时间过长也不利于获得高质量的秧苗,时间以30 d左右为宜。和汕优63相比,相同条件下的两优培九幼苗抗氧化系统活性较高,这也可能是两优培九高产的生理基础之一。     

超级杂交稻两优培九及其亲本的光氧化特性

通过比较超级杂交稻两优培九和其亲本的光能利用与活性氧代谢的差异,为培育耐光氧化的杂交稻提供选亲配组的生理依据．使用TPS-光合仪和FMS2荧光仪(Hansateeh,UK)分别测定了人工光氧化处理后水稻叶片的光合速率与叶绿素荧光,同时测定了叶绿素、蛋白质和丙二醛的含量。以及超氧化物歧化酶和过氧化物酶的活性．结果表明,两优培九的光合速率低于母本2．4％,高于父本23％;光氧化处理8d后,与母本相比。两优培九的叶绿素、蛋白质、原初光化学效率、超氧化物歧化酶和过氧化物酶分别高于母本33％、15％、30％、32％和100％;光化学猝灭系数和丙二醛分别低于母本9％和50％。与父本相比,则差异不大．超级杂交稻两优培九在光氧化条件下光能利用率较高,在耐光氧化特性上具有超亲的光合生理特性．     

超高产杂交稻两优培九的光合作用、光抑制和C4途径酶特性

比较研究了超高产杂交稻(Oryza sativa L.)两优培九和常规杂交稻汕优63剑叶的光合气体交换、光抑制, 以及其剑叶和稃片中的C₄酶活性. 发现两优培九和汕优63的光饱和同化速率(Asat)与汕优63相差无几, 但是, 其表观量子效率(AQY)、羧化效率(CE)和CO₂同化的量子效率(FCO₂)都远远高于汕优63. 强光条件下, 超高产杂交稻两优培九表现出比汕优63更强的抗光抑制能力, 并且具有较高的以叶黄素循环为量度的非辐射能量耗散. 此外, 两优培九的剑叶和稃片中的C₄途径酶活性均高于汕优63. 这些结果表明, 较高的光能和CO₂利用效率、较强的抗光抑制能力, 以及剑叶和稃片中C₄途径的较高表达可能是超高产杂交稻两优培九高产的重要保证.     

高产杂交稻品系"两优培九"生育后期的衰老生理特性

杂交稻"两优培九"生育后期剑叶中的叶绿素、蛋白质含量和SOD活性下降速率慢,POD活性较高,丙二醛含量较少.     

超级杂交稻两优培九及其亲本低温强光适应特性

以超级杂交稻两优培九(培矮64S/9311)和母本培矮64S(PA64S)以及父本中籼9311为材料,以叶绿素荧光参数和活性氧代谢等指标研究生育后期亲本和后代对低温强光的适应特性。结果显示:低温强光处理后,与父母本相比,两优培九的叶绿素、PSⅡ原初光化学效率(Fv/Fm)和光化学猝灭系数(qP)和实际PSⅡ光能捕获的效率(φPSⅡ)的降低较少,说明在低温强光下,超级杂交稻两优培九吸收的光能较多地转化为化学能;同时两优培九的内源活性氧清除酶系如超氧化物歧化酶和过氧化物酶诱导的活性高,表现耐低温强光的特性,从而能有效清除叶片内的活性氧,因而膜脂过氧化较轻。试验结果表明:在生育后期超级杂交稻两优培九对低温强光适应的特性具有超双亲偏母本的现象。     

低温对杂交水稻乳熟期剑叶光合作用和光合产物运输的影响

为了解寒露风引起晚稻减产的生理原因,本试验以两个不同抗冷力的杂交水稻组合为材料,研究了低温对水稻乳熟期剑叶光合作用与果糖１,６－二磷酸酯酶（ＦＢＰａｓｅ）活性的影响。结果表明：低温引起离体剑叶光合效率与ＦＢＰａｓｅ 活性下降,不抗冷的“汕优６３”及其亲本的光合效率与ＦＢＰａｓｅ 活性比抗冷的“秀优５７”及其亲本下降幅度较大。乳熟期是籽粒灌浆的高峰期,自然低温（寒露风）造成晚造水稻减产与乳熟期连体剑叶的光合作用下降和ＦＢＰａｓｅ 对低温的适应和调节能力有关     

钾营养对杂交稻叶片发育期间光合作用的影响

在发育过程中低钾处理的杂交稻叶片含钾量明显持续下降,光合作用及生长受抑制;但在叶片发育初期,单位叶面积的叶绿素含量较正常和充分供钾处理的叶片高,叶片成年后则迅速降低。低钾叶片的RuBP羧化酶含量和活性均较低,且分别与净光舍率呈显著线性相关,叶片含钾量与净光合率亦呈显著线性相关。     

高产水稻移栽后叶、鞘生长动态的差异

1998年早季于广州,用两系法水稻高产新组合培矮64s/E32、培矮64s/9311、粤杂 122和常规高产品种粤香占、特三矮2号,研究了它们移栽后叶、鞘生长动态的差异。结果见到:（1）主茎上的出叶速度与其生育期长短相对应;（2）鞘长/叶长比例小对孕育大穗、提高结实率有利,“叶长鞘短”应属水稻高产育种中所寻求的一个重要指标。     

超高产杂交稻‘华安3号’冠层不同衰老程度叶片的光合功能

 较系统地研究了抽穗期超高产杂交稻‘华安3号’（`X075’×`紫恢100’）冠层顶部5片叶片的光合功能。结果表明,‘华安3号’剑叶的光系统Ⅱ（PSＩＩ）光化学最大效率(Fv/Fm)、开放的PSⅡ反应中心捕获激发能效率（Fv′/Fm′）、PSⅡ电子传递量子效率（ΦPSⅡ）、光化学猝灭系数（qP）、表观电子传递效率（ETR）、光合色素尤其是叶绿素（Chl）和类胡萝卜素（Car）中的新黄素、黄体素和β-胡萝卜素（β-Car）的含量等均优于其下的各叶,而PSⅡ的激发压力（1-qP）低于其它叶片。经对叶片低温（77K）荧光发射光谱的Gaussian解析,与其它各叶片相比,剑叶PSⅡ核心天线复合物CP47和光系统Ⅰ（PSⅠ）的含量较高,而非活性的PSⅡ捕光色素蛋白复合体（LHCⅡ）聚集态含量较少。研究证明：1）水稻在决定籽粒产量的生育后期,其干物质的积累主要是由冠层最上面的3片叶的光合作用所提供;2）在叶片衰老过程中,光合反应中心的衰老早于天线系统;3）杂交稻的光保护途径之一,可能在于光抑制条件下通过增加PSⅠ含量及其对光能的吸收并刺激环式电子传递高速运转,从而对光合器起保护作用;4）水稻叶片在衰老过程中,可能通过部分Chl b还原为Chl a,以降低LHCⅡ的含量,从而减少对光能的捕获,达到降低光抑制的伤害。     

优质高产两系法杂交稻新组合粤杂122的某些形态生理特性

1998年早季在广州的自然生态条件下观察研究了粤杂122的某些形态生理特性,结果认为这个两系法杂交稻新组合属早稻早熟,从插种到始穗历期为83d,在偏酸偏瘦的砂质粘壤土上按常规方法栽培时产量仍可达6723kg　hm-2且米质为一级。粤杂122生育前期表现出较强的生长优势,其叶鞘/叶片长度比值小,LAI和干物质增长快,有效分蘖数量多,收获指数达到0.578。但是出穗至乳熟期剑叶及以下二片功能叶的开张角度偏大。     

水稻剑叶生长过程中光合电子流传递分配及其与光合作用的关系

以气体交换和叶绿素荧光测定相结合的方法研究了水稻剑叶生长过程中光合电子传递分配以及与光合速率和叶绿素含量之间的关系 。两种高产水稻品种‘培矮64S/E32’和‘特三矮2号’的剑叶总的光合电子流JF和净光合速率Pn在移栽后50～70 d较高而相对稳定,在80 d后急剧下降。参与碳还原的非环式光合电子流Jc的降低比JF和Pn早。JF与Jc和光合速率与叶绿素含量之间存在正相关性。非环式光合电子传递分配于光呼吸的电子流的比例Jo/JF在50～70 d和80 d后约有35%～50%的电子流分配到光呼吸。     

水稻不育系261S矮化突变体及其F_1‘新闵优香粳’杂交稻的性状分析

以两系杂交稻'闵优香粳'品种的父本W香99075和母本不育系261S及其261S矮化突变株系为材料,对两种母本及其F1植株分别进行形态特征、产量和F2稻米品质比较分析,以明确不育系261S矮化突变株系的育种应用价值.结果显示:(1)不育系261S矮化突变株系与原不育系261S相比,花粉不育性相似,株高、穗长、千粒重分别极显著降低13.8 cm、4.5 cm、5.2 g,但有效穗比原不育系261S极显著增加62.8%;(2)261S矮化突变株系×W香99075组合的F1"新闵优香粳"植株高度较'闵优香粳'极显著降低11 cm,而单株产量两者差异不显著;(3)两组合F2稻米胶稠度和碱消值几乎没有变化,但"新闵优香粳" 比'闵优香粳'的蛋白质含量提高9.57%、直链淀粉含量极显著降低10.17%,稻米品质较优.研究表明,以植株较矮、分蘖性较强、单株有效穗多的261S矮化突变株系为母本与W香99075杂交,可在不影响杂交稻产量表现的基础上有效降低原品种'闵优香粳'植株的高度,同时稻米品质也得到改善;说明261S矮化突变株系可作为水稻两系杂交育种的新不育系材料.     

水稻剑叶生长过程中光合电子流传递分配及其与光合作用的关系

以气体交换和叶绿素荧光测定相结合的方法研究了水稻剑叶生长过程中光合电子传递分配以及与光合速率和叶绿素含量之间的关系。两种高产水稻品种‘培矮 6 4S/E3 2’和‘特三矮 2号’的剑叶总的光合电子流JF 和净光合速率Pn在移栽后 5 0～ 70d较高而相对稳定 ,在 80d后急剧下降。参与碳还原的非环式光合电子流Jc的降低比JF 和Pn早。JF 与Jc和光合速率与叶绿素含量之间存在正相关性。非环式光合电子传递分配于光呼吸的电子流的比例Jo/JF 在 5 0～ 70d和 80d后约有 3 5 %～ 5 0 %的电子流分配到光呼吸     

外生菌根真菌对‘NL-895杨’光合作用的影响

以‘NL-895杨’(Populus×euramericanacv.Nanlin 895)幼苗为材料,研究6种外生菌根真菌接种对其幼苗光合作用的影响.结果显示:接种60 d后‘NL-895杨’叶片的叶绿素a和b含量、PSⅡ最大光能转化效率(Fv/Fm)比对照极显著提高,其中叶绿素a和b的增加幅度分别为28.16%～68.03%和69.29%～138.26%,并以接种劣味乳菇的‘NL-895杨’Fv/Fm最高,且与对照差异极显著.各处理菌根苗培养150 d时‘NL-895杨’的净光合速率表现为美味牛肝菌>红绒盖牛肝菌>劣味乳菇>彩色豆马勃2号>紫金蜡蘑>彩色豆马勃1号>对照;菌根真菌处理对‘NL-895杨’叶片胞间CO2浓度影响较小,但其蒸腾速率显著高于对照,而且能促进总糖的合成与积累,并以接种彩色豆马勃2号的‘NL-895杨’苗总糖含量最高.研究表明,接种菌根真菌可以有效提高‘NL-895杨’对光能资源的利用率,增加其光合产物积累,显著促进其生长.     

转反义蜡质基因‘湘晴’及其杂交稻米的直链淀粉含量研究

利用根癌农杆菌介导将反义蜡质基因(anti-Waxy)导入三系恢复系湘晴水稻获得转基因植株.从T1代外源基因呈单拷贝整合的转基因湘晴水稻中选取3个稻米直链淀粉含量降低较明显的单株继续种植得到纯合后代.以纯合转基因植株及湘晴水稻(对照)为恢复系分别与寒丰不育系杂交,获得4组杂交稻后代(F2).3个T3代纯合转基因湘晴水稻糙米(T4)直链淀粉含量分别为14.42%、13.96%和14.72%,对照为16.04%;3组由转基因湘晴水稻为父本杂交制种后代(F2)糙米直链淀粉含量分别为14.53%、13.77%和14.64%,对照杂交稻(F2)为16.22%.研究表明,导入湘晴水稻中的反义蜡质基因不仅能够降低湘晴稻米直链淀粉含量,还能够进一步抑制杂交后代的稻米直链淀粉合成.     

群体中叶片光合能力的分布及其对群体光合作用的影响

利用数学变分原理分析了群体中叶片光合能力对环境适应和有限氮资源利用的最优分布。叶片光合能力呈现与光强相同的负指数衰减分布时,“群体的光合速率和对氮的利用率最高;叶片对环境光强适应的优越性随群体消光系数和叶面积指数增加而增加。由此推导了叶片光合能力最优分布下的群体光合模型。     

高温胁迫对切花菊‘神马’光合作用与叶绿素荧光的影响

以切花菊品种‘神马’为试材,在40 ℃/35 ℃（昼/夜）与33 ℃/28 ℃高温下分别胁迫11 d,然后转入23 ℃/18 ℃恢复5 d,研究不同高温强度及恢复对菊花光合作用的影响.结果表明：33 ℃/28 ℃下净光合速率（P_n）逐渐降低,气孔导度（G_s）5 d后明显降低,两参数均可在23 ℃/18 ℃下恢复到对照的80%以上;40 ℃/35 ℃高温下P_n与G_s大幅度持续降低,胁迫前期,胞间CO₂浓度（C_i）上升,P_n的降低主要由非气孔因素导致;9 d后C_i与P_n同时降低,气孔限制成为P_n 降低的主要因素.高温使菊花叶片的PSⅡ潜在活性（F_v/F_o）、最大光化效率（F_v/F_m）、实际光化效率（Φ_PSⅡ）与天线转换效率 （F_v′/F_m′）降低,天线热耗散（D）增加,表明高温胁迫下菊花通过降低光能的捕获与通过PSⅡ的电子传递效率来保护反应中心免受伤害.33 ℃/28 ℃下光化学猝灭系数（q_P）呈先下降后上升趋势,推测此温度下受体端电子传递首先受到抑制;40 ℃/35 ℃下q_P持续增加,表明放氧复合体(OEC)可能是菊花光合系统中极端高温伤害的原初位点.     

杂交粳稻花优14及其亲本孕穗期剑叶的基因表达谱芯片分析

本文以孕穗期的杂交粳稻花优14及其母本申9A和父本繁14的剑叶为材料,利用Affymetrix水稻基因组芯片检测了3个样品中的基因表达谱,并用生物信息学方法对差异表达基因进行了分析。结果表明：与其亲本相比,杂交粳稻花优14中共有2057个基因的表达水平出现了2倍(变化倍数≥2或≤0.5)以上的变化。通过对这些差异表达基因进行GO(Gene Ontology)功能分类,发现差异表达基因在光合系统Ⅰ、叶绿体膜和叶绿体被膜等与叶绿体相关的细胞组分中显著富集;同时差异表达基因还在叶绿素合成、叶绿素代谢和类胡萝卜素合成等生物学过程中富集。光合作用效率的改变可能和花优14杂种优势的形成相关。与已报道结果不同,本文在代谢途径分析结果中并没有发现花优14中差异表达基因在碳固定和光合作用等途径中显著的富集,但是发现差异表达基因在光合作用-天线蛋白以及淀粉和蔗糖的代谢途径中显著富集。该结果表明,在不同的杂交组合中,参与杂种优势形成的基因或者代谢途径可能是不同的。     

种植密度对新疆高产棉花群体光合作用、冠层结构及产量形成的影响

 在新疆气候生态条件下,研究了种植密度对棉花（Gossypium hirsutum）群体光合作用、冠层结构和产量形成的影响,探讨了新疆棉花高产的生理机理及进一步提高产量的途径。结果表明：群体光合速率在盛铃期以前随密度增加明显增强,盛铃期以后,低密度6万株·hm-2的群体光合速率仍为最低,高密度30万株·hm-2群体光合速率迅速下降,中密度18万株·hm-2则保持较高水平。叶面积指数的变化与群体光合速率的变化相似,其峰值出现在盛铃期。冠层结构各指标的变化表现为,随密度增加平均叶簇倾角变大,株型变紧凑,但密度过大,群体散射辐射与直射辐射透过系数小,冠层结构不良,造成生育后期群体光合速率较快下降。增加密度能增加单位面积总铃数,但密度过高削弱了棉株个体发育,生育后期群体光合速率下降早,造成单铃重降低。群体总光合物质累积与群体光合速率在各生育时期呈显著正相关,籽棉产量与群体光合速率仅在盛铃期和吐絮期呈显著正相关;生产上要实现棉花高产及超高产,应使棉花生育前期群体光合速率稳定上升,至盛铃期达到高峰值,吐絮期群体光合速率保持较高水平     

不同光周期对德国鸢尾‘Royal touch’的花芽分化和光合作用的影响

以德国鸢尾‘Royal touch’为试验材料,研究了5种光周期对其花芽分化和光合作用的影响。结果表明:(1)短日照加速了植株花芽分化的进程,而长日照促进了单花序上花芽数目的增加;(2)长日照下植株单位叶面积的光合能力较强(;3)植株的花芽分化与其叶面积、叶干重、地上部分与地下部分的干重比值之间呈显著的正相关关系。这些结果说明了光周期对德国鸢尾‘Royal touch’花芽分化时间和数量的影响与光周期对其植株生物量和光合作用的影响有关。