锌对苹果果实膨大期叶片13C光合产物合成及向果实转移分配的影响

为了探究锌对叶片光合产物向果实转移分配的影响机理,为苹果果实发育关键时期通过补锌措施提高果实品质奠定理论基础,以8年生'寒富'/GM256/山定子为试材,采用13C同位素标记技术,研究苹果树叶片涂抹不同浓度锌(CK、Zn1、Zn2、 Zn3、 Zn4,分别代表浓度为0、0.1％、0.2％、0.3％和0.4％的ZnSO4...     

外源脱落酸对富士苹果果实膨大后期光合产物向果实运输的影响

为了明确脱落酸(ABA)对苹果果实糖分积累的影响机理,本试验以5年生‘烟富3’/M26/平邑甜茶为试材,采用¹³C同位素标记技术,研究在果实膨大后期用不同浓度(0、50、100和150 mg·L^-1)脱落酸溶液及氟啶酮(ABA生物合成抑制剂)处理果实对光合产物向果实运输及糖代谢的影响.结果表明: 随着ABA浓度的增加,糖代谢相关酶活性、蔗糖转运蛋白基因MdSUT1、MdSUT2.2和山梨醇转运蛋白基因MdSUT3相对表达量呈先升高后降低趋势,均以100 mg·L^-1ABA处理时最高.氟啶酮处理显著抑制了糖代谢酶活性和糖转运蛋白基因相对表达量.与其他处理相比,100 mg·L^-1ABA处理显著减少了叶片¹³C含量,增加了果实¹³C含量,提升了光合产物由叶片向果实的运输速率.表明外源ABA通过增强果实库强,促进更多的光合产物向果实运输,提高了成熟期果实可溶性糖含量.     

氮水平对苹果叶片13C光合产物和15N向果实转移分配的影响

以6年生‘烟富3’/M26/平邑甜茶苹果为试材,采用C、N双标记技术,研究在果实膨大后期用不同尿素浓度水溶液(N 0%、0.6%、1.2%、1.8%、2.4%,分别用CK、N₁、N₂、N₃、N₄表示)涂抹果实周围20 cm范围内叶片对叶片¹³C同化能力及¹³C光合产物、¹⁵N向果实转移分配的影响.结果表明: 随着尿素浓度的增加,叶片的叶绿素含量、氮含量、光合速率、山梨醇和蔗糖含量、6-磷酸山梨醇脱氢酶(S6PDH)和蔗糖磷酸合酶(SPS)活性及¹³C同化能力均先升高后降低,均以1.8%尿素涂抹处理最高,清水对照最低.¹³C自留量(自身叶片+自身新梢)以清水对照最高,为81.6%,1.8%尿素涂抹处理最低,为63.5%.向外输出的¹³C光合产物主要分布在标记果实,其次是未标记多年生枝,未标记叶片最低.果实¹³C吸收量随着尿素浓度增加呈先升高后降低趋势,以1.8%尿素涂抹处理最高(1.21 mg·g^-1),清水对照最低(0.51 mg·g^-1);果实¹⁵N吸收量随着尿素浓度增加呈持续升高趋势.表明尿素水溶液叶施可不同程度地提高叶片光合产物和氮素向果实转移分配的能力,以1.8%尿素涂抹处理叶片光合产物向果实转移分配能力最强,同时避免了过多的氮素向果实的输入.     

土壤水分对富士苹果果实外观品质的影响

为探究不同果园土壤水分处理对富士苹果果实品质的影响,并重点探究外观品质的差异,筛选出最适宜生产中采用的控水方法,以‘烟富3号’富士苹果品种作为材料,按照土壤相对含水量设置两组水分处理,一组为LT1(55%~65%)、LT2(65%~75%)和LT3(75%~85%),另一组为LT4(前期55%~65%,后期45%~55%)、LT5(前期65%~75%,后期55%~65%)和LT6(前期75%~85%,后期65%~75%),以生理落果为节点,划分处理前期和后期,以普通果园水分管理作为对照处理(LCK),分别测定土壤含水量以及相应果实可溶性固形物含量,计算果实裂纹指数、着色指数和光洁指数,并用扫描电镜观测果皮超微结构。结果表明:(1)LT1、LT4、LT5处理的果实可溶性固形物含量比LCK分别显著提高13.4%、15.2%、13.1%。(2)与LCK相比,LT2、LT3、LT5、LT6处理果实的裂纹指数分别降低了49.8%、19.8%、49.8%、30.1%,LT1、LT2、LT5处理果实的着色指数分别提高了3.4%、14.0%、17.4%,LT1~LT6处理果实的光洁指数分别提高了50.4%、150.4%、125.6%、45.2%、175.9%、100.8%。(3)果皮显微结构观察表明,控制处理前、后期土壤水分不稳定会导致果皮角质层的严重开裂,LT5处理避免了这一情况的发生,而健康果实的果皮角质层厚度大于裂果的果皮。(4)健康果实的水势(-1.22 MPa)明显高于裂果的水势(-1.44 MPa),且果实水势与裂纹发生呈负相关关系。研究认为,适当的土壤水分胁迫(65%~75%)不影响果实食用品质,同时可显著降低果实表面裂纹的发生率,提高果面光洁度;在果实发育后期,适当的轻度控水处理会促进果实的糖积累并减少裂纹的产生;果实裂纹的发生与果皮角质层厚度和果实水势相关,厚度越大、水势越高,裂纹发生越少。土壤相对含水量LT2与LT5处理的苹果果实兼具良好的食用品质与外观品质。     

不同密度混播对玉米植株13C同化物分配和产量的影响

为了探讨不同密度混播对玉米植株¹³C同化物分配和产量的影响,选用‘郑单958’(ZD)和‘登海605’(DH)为试验材料,在不同密度下(LD,67500株·hm^-2;HD,97500株·hm^-2)设置单播(SZD、SDH)与混播(M、1∶1、2∶2)处理,研究玉米品种不同密度混播对植株光合特性、¹³C同化物分配、干物质积累量和产量的影响.结果表明: 随密度增加,籽粒产量、¹³C同化物在籽粒中的分配、干物质积累量和叶面积指数均提高;而叶绿素含量和净光合速率则降低.在67500株·hm^-2下,混播较单播处理无显著优势,但在97500株·hm^-2下,两品种混播提高了叶面积指数、叶绿素含量和穂位叶净光合速率,干物质积累量增加.混播促进茎等营养器官的干物质向籽粒的转运,提高了¹³C同化物在籽粒中的分配比例.混播处理较单播产量增加,主要因为千粒重显著增加.在高密度种植条件下,混播有助于扩大光合面积,维持较高的净光合速率,提高群体干物质积累量,改善干物质的分配状况,增加同化物向籽粒的分配,最终提高夏玉米产量.可见,混播栽培可显著增加黄淮海区密植夏玉米产量.     

果实膨大期喷布磷酸二氢钾对三月红荔枝果实贮藏性的影响

在三月红荔枝(Litchi chinensis cv.Sanyuehong)果实膨大期对树冠喷施0.2%磷酸二氢钾(KP)水溶液,以探讨磷酸二氢钾对荔枝果实贮藏性的影响。结果表明:(1) KP处理的果实在贮藏期前17d,失重率及果肉可溶性固形物、酸、VitC、花色素苷等指标的变化趋势与对照基本相似;(2) KP处理的果肉可溶性蛋白质含量变化与对照有明显差异,而果皮的可溶性蛋白质含量在贮藏期前10d变化动态与对照一致,此后呈相反的变化趋势;(3)果皮POD活性显著高于果肉,KP处理和对照的果肉POD活性在贮藏第3d后、果皮POD活性在第17d前分别具有相似变化趋势;(4)果肉中CAT活性在贮藏第3~17d期间都显著或极显著高于果皮,KP处理和对照果肉、果皮CAT活性动态变化均为单峰曲线。     

不同海拔环境因子对富士苹果叶片和果实品质的影响

为了探究不同海拔生境富士苹果叶片和果实品质的差异及其对环境因子的响应,本文测定了3个海拔梯度(1375、1575、1715 m)上富士苹果叶片形态结构、解剖结构、δ13C等指标及果实品质,并应用逐步回归方法分析它们对环境因子的响应.结果表明:温暖指数、水热综合因子、光合有效辐射、寒冷指数、紫外线B和年降水量6个环境因子对叶片和果实品质特征参数起主导作用.随着海拔升高,温暖指数降低、水热综合因子增大、光合有效辐射增强、寒冷指数升高、紫外线B增强、年降水量增加,叶片结构和果实品质特征参数发生了不同程度的变化,具体表现为:叶片厚度、角质层厚度、栅海比、主脉最大导管直径、δ13C和单位面积叶片N含量逐渐增大,叶片长宽比、比叶面积、气孔长宽比和上下表皮占叶片厚度的比例逐渐减小;果形指数、果实硬度、糖酸比、色泽总量和色泽比逐渐增大,果实可滴定酸含量、色度角逐渐减小.随海拔升高,叶片光合速率增强,水分利用率增加,果实糖酸比呈上升趋势,高海拔比低海拔有相对较好的果实风味和外观着色,因此,在海拔1375~1715 m范围内,较高的海拔更有利于富士苹果生长.     

光质对‘红富士’苹果果实着色的影响

为探明 '红富士'苹果着色机理,试验以'红富士'苹果为试材,应用不同光质的光源对进入着色期的套袋果实进行室内离体补光和田间树冠内膛补光照射处理,对果皮花青苷、果实糖分及相关酶的活性等生理指标进行测定.试验结果表明,红光(R)照射离体套袋'红富士'苹果果实不着色,紫外光UVA(＞320 nm)灼伤果实果皮而变褐色;UVB(280～320 nm)及其组合光源刺激果实PAL酶活性增加,促进糖含量增长,并使果实花青苷大量积累,促进'红富士'苹果着红色.白光对'红富士'苹果果实PAL酶活性、花青苷及糖分含量的增加也有一定促进作用,但不如UVB及其组合光源照射效果好.因此,UVB光源是'红富士'苹果着色的直接外在因子,是直接刺激'红富士'苹果着色的光信号之一.     

钨酸钠对苹果幼苗15N吸收利用、13C积累及果实品质的影响

分别以1年生苹果砧木M9T337幼苗和5年生烟富3/SH6/平邑甜茶为试材,开展盆栽和田间试验,并结合¹⁵N、¹³C同位素示踪技术,研究不同浓度(0、0.5、1、1.5 mmol·L^-1,分别用CK、T₁、T₂和T₃表示)硝酸还原酶(NR)抑制剂钨酸钠对苹果幼苗¹⁵N吸收利用、¹³C积累和成熟期果实品质的影响。结果表明: 盆栽试验中,喷施0.5~1.0 mmol·L^-1钨酸钠可显著抑制幼苗地上部生长,但对根系生长影响不显著;当钨酸钠浓度达到1.5 mmol·L^-1时可显著抑制根系生长。同一时期各处理叶片NR活性与钨酸钠浓度呈负相关,均表现为CK>T₁>T₂>T₃。随处理时间的延长,叶片硝态氮含量总体表现为先升高后降低的趋势,同一时期各处理硝态氮含量与钨酸钠浓度呈正相关,均表现为T₃>T₂>T₁>CK。喷施钨酸钠可不同程度地降低幼苗各器官¹⁵N吸收量和¹⁵N利用率,且钨酸钠浓度越高,抑制幼苗氮素吸收和利用的效果越显著。随钨酸钠浓度的提高,地上部¹³C积累量呈先升高后降低的趋势,在T₂处理时达到最高;幼苗整株¹³C积累量呈相似的规律。田间试验结果表明,喷施钨酸钠可降低成熟期叶片和果实的氮含量,果皮花青苷含量、果实可溶性固形物、可溶性糖含量和糖酸比均不同程度提高,其中T₂处理的效果最好。综上,T₂处理(1.0 mmol·L^-1钨酸钠)可有效抑制幼苗地上部生长,降低¹⁵N吸收利用,提高¹³C积累,有利于果实品质的提高。     

小麦花后水分亏缺和复水对同化物转运和籽粒灌浆的影响

为了阐明水分亏缺对小麦花后同化物转运和籽粒灌浆的影响及其生理机制的相关变化,以盆栽小麦旱作品种‘长旱58’为材料,自花后9 d起,设置正常供水(WW)、中度干旱胁迫后复水(MD)和重度干旱胁迫后复水 (SD)3个水分处理,比较干旱胁迫后复水处理对小麦籽粒产量、产量构成因素及水分利用效率、强弱势粒灌浆动态、旗叶光合性能、茎鞘非结构性碳水化合物(NSC)转运、籽粒形成关键酶活性变化等的影响。结果表明：(1)与WW相比,MD处理显著增加了小麦穗粒数和千粒重,进而提高籽粒产量、水分利用效率和小麦弱势粒的最大灌浆速率和平均灌浆速率,对强势粒则无显著影响,而SD处理则显著降低了穗粒数、千粒重、强弱势粒的最大灌浆速率和平均灌浆速率,但水分利用效率显著高于WW处理。(2)MD处理植株旗叶在小麦灌浆过程中维持了与WW基本相同的净光合速率,同时在小麦花后9~20 d时MD处理下气孔导度和蒸腾速率变化不明显,而在SD处理下气孔导度和蒸腾速率则急剧下降;另外,与WW相比,在整个灌浆期MD处理下旗叶叶绿素含量变化不显著,而SD处理下叶绿素含量呈大幅下降趋势。(3)MD处理提高了小麦弱势粒蔗糖合成酶和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性;同时使灌浆中后期有较高的果聚糖水解酶(FEH)活性和较低果聚糖含量,显著增强了茎鞘同化物质转运,提高茎鞘储藏物质对粒重的贡献率。研究发现,中度水分胁迫后复水处理小麦植株具有较好的叶片性能、花后较多的茎鞘同化物向籽粒转运以及较高的弱势粒库活性,从而提高旱作小麦弱势粒灌浆速率,增加穗粒数和粒重, 进而提高籽粒产量。     

疏花对富士苹果光合同化物分配的外部调节和生理表现

在盛花期,利用对树冠不同部位疏除花序的试验。对富士苹果树体内同化物的调配及其生理表现进行了研究。结果表明,苹果平均单果重和平均单果叶面积之间关系呈线性正相关。该相关关系在不同处理之间无差异（r=0.91),充分说明在苹果树体内存在一个可自由流动的碳水化合物库或者说树体对结果具有光合调节作用,疏花可以从外部调节光合同化物分配的方向。对每株苹果树未结果部位和结果部位短枝及延长枝叶片净光合速率测定表明。结果和未结果部位光合速率没有显著差异。虽然疏花没有显著影响苹果单株枝条生长量和叶面积,但是,苹果树树冠全部疏除花序的一侧 或主枝的平均枝条生长量和叶面积去比该树其它结果部位分别平均高出153.5cm和8900cm^2,差异极为显著。苹果树疏除花序1/2或3/4的数量使苹果平均单果重比不疏花分别显著增加了33g或79g。而果实钙浓度每百克鲜重分别降低了1.62mg或2.66mg,充分说明当疏花显著地影响果实大小时,果实内钙浓度也会明显地发生相应的变化,虽然在疏花处理之间不同部位疏除花序没有影响单株花芽总数量,但是,每株树前一年春季疏花的部位比未疏花,结果的部位极显著地增加了花芽数量（SED=11.6)。     

不同穗型小麦光能利用和旗叶13C同化物分配特性及对补灌水平的响应

为明确不同穗型小麦冠层光能利用和¹³C同化物分配特性的差异及对补灌水平的响应,以中穗型品种‘青农2号’和‘济麦22’、大穗型品种‘山农23’和‘山农30’为材料,设置3个水分处理:小麦全生育期不灌水(W₀)、节水灌溉(W₁,拔节期和开花期0～40 cm土层土壤相对含水量分别补灌至65%和70%)和充分灌溉(W₂,拔节期和开花期0～40 cm土层土壤相对含水量分别补灌至85%和90%),研究了不同处理对两种穗型小麦冠层光能利用和旗叶¹³C同化物分配特性的影响.结果表明:W₁处理两种穗型小麦品种开花后2、11、20和31 d的叶面积指数、冠层PAR截获率和利用率均显著高于W₀处理,再增加灌水至W₂处理,上述各指标无显著变化.¹³C示踪表明,济麦22和山农23的W₁旗叶¹³C同化物在籽粒中的分配量比W₀分别高159.34和171.1 g·hm^-2,分配比例分别高6.5%和6.5%,与W₂无显著差异;两种穗型品种W₁的籽粒产量亦显著高于W₀,与W₂无显著差异.不同穗型品种比较,节水灌溉条件下中穗型品种在开花后2和11 d、大穗型品种在开花后20和31 d具有较高的冠层光合有效辐射(PAR)截获和利用能力;中穗型品种济麦22旗叶¹³C同化物在籽粒的分配量和分配比例比大穗型品种山农23分别低6.8%和2.7%.     

氮水平对苹果叶片13C光合产物和15N向果实转移分配的影响

以6年生‘烟富3’/M26/平邑甜茶苹果为试材,采用C、N双标记技术,研究在果实膨大后期用不同尿素浓度水溶液(N 0%、0.6%、1.2%、1.8%、2.4%,分别用CK、N₁、N₂、N₃、N₄表示)涂抹果实周围20 cm范围内叶片对叶片¹³C同化能力及¹³C光合产物、¹⁵N向果实转移分配的影响.结果表明: 随着尿素浓度的增加,叶片的叶绿素含量、氮含量、光合速率、山梨醇和蔗糖含量、6-磷酸山梨醇脱氢酶(S6PDH)和蔗糖磷酸合酶(SPS)活性及¹³C同化能力均先升高后降低,均以1.8%尿素涂抹处理最高,清水对照最低.¹³C自留量(自身叶片+自身新梢)以清水对照最高,为81.6%,1.8%尿素涂抹处理最低,为63.5%.向外输出的¹³C光合产物主要分布在标记果实,其次是未标记多年生枝,未标记叶片最低.果实¹³C吸收量随着尿素浓度增加呈先升高后降低趋势,以1.8%尿素涂抹处理最高(1.21 mg·g^-1),清水对照最低(0.51 mg·g^-1);果实¹⁵N吸收量随着尿素浓度增加呈持续升高趋势.表明尿素水溶液叶施可不同程度地提高叶片光合产物和氮素向果实转移分配的能力,以1.8%尿素涂抹处理叶片光合产物向果实转移分配能力最强,同时避免了过多的氮素向果实的输入.     

小麦磷酸丙糖转运器的特性及其对同化物分配的调节

磷酸丙糖转运器(tnose phosphate/phosphatetranslocator,TPT)是源、库间光合产物分配的第一调控部位,研究TPT的特性及其对同化物分配的调节,对于提高光合作用同化物利用效率有着重要意义.我们首先采用Percoll密度梯度离心从小麦(Triticum aestivum L.)叶片中分离制备了完整性达91%以上、具有较高纯度的完整叶绿体.利用TPT不可逆抑制剂[H3]2-DIDS标记和SDS-PAGE,以及小麦TPT抗体进行Western blotting分析,证明TPT蛋白仅存在于叶绿体被膜中,约占被膜总蛋白的15%,其分子量为35 kD,而在液泡膜和线粒体膜上不存在.采用硅油离心法研究TPT对磷酸二羟丙酮(dihydroxyacetone phosphate,DHAP)、磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate,PEP)、葡萄糖-6-磷酸(glucose-6-phosphate,G6P)与Pi的反向运输动力学的结果表明,DHAP/Pi的最大运输活性最高,PEP/Pi次之,G6P/Pi最低.TPT与这些运输底物的Km值由小至大,分别为DHAP、Pi、PEP和G6P,证明TPT的最适运输底物为DHAP.用DIDS处理时,TPT对DHAP运输活性的抑制达95%.TPT运输活性受到抑制时,可导致叶绿体内大量积累淀粉.TPT在调控小麦叶绿体同化产物的分配中起着重要作用,在保证卡尔文循环正常运转的前提下,通过TPT外运到胞质中参与蔗糖合成和其他代谢活动的磷酸丙糖(triose phosphate,TP)约占93.6%,而用于叶绿体内合成淀粉的TP仅占6.4%.生理条件下其功能是高效率地把大部分光合同化产物TP及时运出叶绿体到胞质中,用于合成蔗糖并运输到其他库器官的需要.     

供钾水平对苹果砧木M9T337幼苗生长、光合特性与15N、13C吸收利用的影响

以苹果M9T337幼苗为试材进行水培试验,采用¹⁵N和¹³C同位素示踪技术,研究不同供钾水平(0、3、6、9、12 mmol·L^-1,分别以K₀、K₁、K₂、K₃、K₄表示)对M9T337幼苗生长、光合特性与¹⁵N、¹³C吸收利用的影响.结果表明: K₂处理M9T337幼苗各器官干质量、根系长度、根系表面积、根尖数和根系活力均显著高于其他处理.叶片净光合速率(P_n)随着供钾水平的升高先上升后下降,在K₂处理时达到最高值,为15.5 μmol CO₂·m^-2·s^-1.处理30 d后,硝酸还原酶(NR)和碳代谢酶活性均以K₂处理最高,K₀处理最低.随着供钾水平的提高,各处理幼苗的¹³C积累量呈先升高后降低的趋势,且在K₂处理时各器官¹³C分配率最均衡.各处理间¹⁵N吸收量和利用率差异显著,K₂处理下幼苗的¹⁵N吸收量和利用率最高,分别为16.11 mg和17.9％,是K₀处理的3.0倍.因此,钾素供应过低或过高均抑制幼苗根系生长和叶片光合作用,不利于植株碳氮吸收,而适宜的钾素供应水平可以提高根系活力和净光合速率,增强硝酸还原酶(NR)和碳代谢酶活性,从而促进碳氮代谢.     

钾对番红花球茎膨大的生理生态效应

名贵中药番红花球茎的大小是决定其入药器官—柱头多少的关键,用4个不同K水平的营养液培养番红花,结果表明,随着施钾水平的提高,叶片中的钾含量、叶绿素含量、ATP相对含量及叶片净光合速率也相应提高,使得叶片作为“代谢源”的能力加强．随着施钾水平提高,新球茎富集钾的能力、可溶性糖含量、Vc含量和蛋白质含量也增加,致使新球茎作为“代谢库”的功能也增强,球茎膨大速率加快,本文对钾元素通过加强“源”和“库”的功能来提高番红花球茎膨大速率的机理进行探讨,为番红花的进一步研究与利用提供了新的依据。     

不同超级杂交稻组合期剑叶14C-同化物的转运及分配与早衰关系的研究

选取具有不同早衰特性的超级杂交稻组合两优培九、Y两优1号和培两优E32为供试材料,借助14C同位素示踪技术对其不同生育期剑叶14C同化物分配及转化进行了研究。结果表明:随着生育期的推进,剑叶(源)同化物向穗中(库)的转运比例逐渐增加,在供试组合中以两优培九分配效率最高,Y两优1号次之,培两优E32最低;剑叶14C-同化物在供试组合中的转运能力也有类似的趋势,在3个超级杂交稻组合中,以两优培九"源、库、流"的协调性最好,Y两优1号次之,培两优E32最差。     

光照强度对苹果果实表面温度变化的影响

光照强度对于果实温度的变化具有重要影响。一天中 ,日落后和日出前 ,果实表面温度都接近气温。树冠外围暴露果实表面温度主要来源于气温和由于吸收光能后转化成热能所增加的温度。当光照强度较低和持续时间较短时 ,光照对果实表面温度的影响较小。不同月份光致果实温度增加的幅度有所不同 ,6～ 10月日光致最大果实温度的变化幅度范围为 14 .4 6～ 18.98℃。光照强度与光致果实增温具有极显著相关 ,其回归方程为 Y=0 .0 0 88x 6 .0 97,r=0 .4 3382 * * 。遮荫由于减少了果实表面接受的光能 ,因而可以明显降低果实表面的温度     

小麦不同品种光合速率和14 C同化物分配对源库比改变的影响

 选用千粒重大小不同的小麦品种,研究了去除顶端两个小穗对两类品种(大粒品种和小粒品种)穗部性状、籽粒平均灌浆速率、单穗平均增重速率、植株光合速率及14C同化物运输分配的影响。试验结果表明,去除顶端两个小穗后,两类品种的籽粒平均灌浆速率和单穗平均增重速率(分别表征籽粒库容活性和穗粒库容活性)相应提高,穗粒重表现为补偿性增长。两类品种比较,小粒品种的增长幅度大于大粒品种。穗粒库容活性增强使得小粒品种灌浆中后期的植株光合速率提高,使两类品种分配到籽粒中的14C同化物比例增加。从而表明,无论是植株光合速率还是同化物的运转分配皆受库容活性的调控,调控方式和幅度因品种类型而不同。