环境因素对水稻颖花开闭影响的机理

水稻颖花的开闭受多种因素的影响。３５－４０℃的温度,含＞５％ＣＯ２的气体和饱和ＣＯ２和水溶液能显著促进开颖;低温、呼吸抑制剂抑制颖开闭。温度对颖开闭过程没有影响,开颖前数日的浆片细胞中含有淀粉,开颖时淀粉粒已消失,开颖后,浆片细胞开始自溶,细胞的解体物通过导管向小穗轴撤离,根椐对温度和呼吸抑制剂的反应,可把水稻颖开闭过程分为三个阶段：１．与呼吸有关的临开颖阶段,２．与呼吸无关的开颖阶段,３．与呼吸     

某些酸类物质对水稻开颖的效应

将稻穗置不同种类、浓度的酸溶液中浸泡后,观察其对颖花开放及颖花活性的影响,发现0．5％～10％的甲酸、乙酸和丙酸均能显著地诱导水稻开颖。当甲酸浓度在0．5％－1．5％、乙酸和丙酸浓度在0．5％－2％的范围内对颖花无不良影响。硝酸、盐酸和硫酸等在一定的浓度下能诱导开颖,但同时又对颖花产生伤害。另外,水杨酸、苹果酸等在适宜的浓度下也能诱导水稻开颖。酸可以促使浆片细胞壁的松弛,加快浆片吸水膨胀。酸诱导开颖的时间约为30s,作用部位为浆片;酸的诱导效应可被呼吸抑制剂NaN3所抑制。     

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。     

CO_2促进水稻开花的效应

水稻开花前,颖花的呼吸强度增高,颖内CO_2浓度上升至5％左右。若用5％以上的CO_2气体或低pH值的CO_2水溶液处理稻穗0.5—2分钟,当天和第二天开花的小穗在5—10分钟后开颖,并为温度增高所促进,呼吸抑制剂不能中断已被CO_2诱导的开颖过程。CO_2诱导开颖是鳞片吸水增强后膨大所致。     

CO2诱导水稻开花技术的应用

1985年夏季,我们在用红外线气体分析仪测定稻穗的呼吸强度时观察到,水稻颖花在开花时呼吸强度显著升高。稻穗上每有一朵颖花开放,记录图上就出现一个CO_2释放峰,若几朵颖花同时开放,C_2释放峰就相应增大。根据颖花CO~2释放峰的面积推算,临开颖前水稻颖花内的CO_2浓度高达5％。由     

大气CO2浓度和温度升高对水稻叶片及群体光合作用的影响

大气ＣＯ２浓度升高对植物光合作用的影响研究多集中在单叶水平,在高ＣＯ２及高温下对植物单叶及群体光合进行比较的研究少有报道,而群体水平的研究则是预测生态系统反应所不可缺少的。采用田间开顶式培养室研究了大气ＣＯ２浓度和温度升高对水稻（ＯｒｙｚａｓａｔｉｖａＬ．）叶片及群体光合作用的影响。发现ＣＯ２浓度和温度对水稻叶片光合作用有协同促进作用,而对群体光合作用的促进则随时间的推移而减弱;单叶光合受到的促进作用大于群体光合;叶面积指数只在营养生长期受到促进,冠层叶片含氮量受ＣＯ２影响降低。群体呼吸（包括茎杆）增加及冠层叶片早衰可能是后期ＣＯ２对群体光合促进作用下降的原因。     

银杏叶片的光抑制和光保护机制：温度,CO2和O2的影响

田间条件下,夏季晴天中午银杏（ＧｉｎｋｇｏｂｉｌｏｂａＬ．）叶片经常遭受强光（超过１４００μｍｏｌ·ｍ－２·ｓ－１）和高温（３５℃左右）胁迫,气孔导度和ＣＯ２同化速率出现明显的“午休”现象。叶黄素循环关键组分玉米黄质在一天中随着光强而变化。在室内分析了强光和高温交互作用对银杏叶片光抑制的影响。在１５～３５℃温度范围内和１４００μｍｏｌ·ｍ－２·ｓ－１光强下,银杏叶片分别在空气中、低ＣＯ２浓度（８０μＬ·Ｌ－１）和２％Ｏ２条件下处理２ｈ。银杏叶肉ＣＯ２导度低（约３１ｍｍｏｌ·ｍ－２·ｓ－１）,导致羧化部位ＣＯ２浓度低,光呼吸较强。在空气中,电子传递与固定ＣＯ２之比较高（１６ｅ－／ＣＯ２,２５℃）。此比率在２％Ｏ２条件下仍随温度的升高而增大,仅用光呼吸的变化不能解释。在１５～３５℃温度范围内和不同ＣＯ２浓度下,降低Ｏ２虽然导致电子传递速率下降,但对光抑制程度无影响,表明强光条件下光呼吸对银杏叶片无保护作用。依赖叶黄素循环的非幅射能量耗散是银杏叶片防止强光损伤的主要机制     

介绍拍摄几种植物运动的方法

介绍用显微摄影装置定格拍摄气孔开闭、颖花开闭、浆片膨大、花粉萌发,用扫描仪录入稻穗开花以及用相机拍摄稻根负向光性生长等植物运动的技术和方法,并展示所摄植物运动的照片。     

环境因素对水稻颖花开闭影响的机理

水稻颖花的开闭受多种因素的影响。35～40℃的温度,含>5％CO_2的气体和饱和CO_2的水溶液能显著促进开颖;低温、呼吸抑制剂抑制颖开闭。湿度对颖开闭过程没有影响。开颖前数日的浆片细胞中含有淀粉粒,开颖时淀粉粒已消失。开颖后,浆片细胞开始自溶,细胞的解体物通过导管向小穗轴撤离。根据对温度和呼吸抑制剂的反应,可把水稻颖开闭过程分为三个阶段:1.与呼吸有关的临开颖阶段,2.与呼吸无关的开颖阶段,3.与呼吸有关的闭颖阶段。     

水稻颖花开裂SRS突变体的鉴定

利用扫描电镜观察了水稻（Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｖａ Ｌ．）颖花开裂突变体ＳＲＳ（ｓｐｌｉｔ ｒｉｃｅ ｓｐｉｋｅｌｅｔ）花器官形态发生过程,该突变体表现为内外稃变软变长,不抱合,外稃基部又着生一颖花,浆片呈稃片状,但是雌雄蕊着生位置和形态表现正常。利用ＳＲＳ突变体为父本,“窄叶青８号”为母本配制杂交组合,其Ｆ２代群体中正常与突变植株的分离比例为３：１,表明该突变性状是由单隐性基因控制的。作为对照,同     

光敏色素对黄化绿豆幼苗下胚轴原生质体膨大的调节作用

红光引起黄化绿豆（ＰｈａｓｅｏｌｕｓｒａｄｉｔｕｓＬ．）幼苗下胚轴原生质体膨大,远红光可逆转红光的作用。这种可逆现象至少能在两个红光－远红光循环中观察到;膨大反应与红光光照强度和时间呈正相关,表明黄化绿豆幼苗下胚轴原生质体膨大是由光敏色素诱导的。红光引起的膨大只是在培养液中有Ｃａ２＋ 存在时才能发生,Ｍｇ２＋ 、Ｂａ２＋ 、Ｚｎ２＋ 或Ｋ＋ 均不能替代Ｃａ２＋ 的作用。膨大与原生质体吸水有一定关系     

植物暗呼吸作用对大气CO2浓度升高的响应

植物暗呼吸作用对ＣＯ２浓度升高的响应目前存在两种截然相反的观点：一种认为暗呼吸作用将随着ＣＯ２浓度的升高而下降,可能的原因有胞间ＣＯ２浓度升高、呼吸酶活性改变及暗固定ＣＯ２作用的加强等直接原因;另一种认为暗呼吸作用将随ＣＯ２浓度的升高而提高,影响因素可归结为碳水化合物含量增加、高ＣＯ２浓度刺激其他呼吸途径和生长加快等间接原因。由于目前国际上在实验手段、材料及呼吸作用表达方式等方面的不一致性,这些观点尚难定论,需要更多的实验数据来进一步验证。     

几种热带雨林与荒漠植物暗呼吸作用对高CO_2浓度的响应

使用 Ｌ Ｉ６４００ 便携式光合作用测定系统测定了美国生物圈二号内长期生长在高 Ｃ Ｏ２ 浓度（＞ １５００μｍ ｏｌ／ｍ ｏｌ）下 ５种热带雨林植物与 ５ 种荒漠植物暗呼吸强度的变化。结果表明：在 ３５０～４００μｍ ｏｌ／ｍ ｏｌ下 ５ 种雨林植物的平均暗呼吸强度为（０５６±０１９）μｍ ｏｌ Ｃ Ｏ２／ｍ ２·ｓ;荒漠植物平均为（０９８±０７２）μｍ ｏｌ Ｃ Ｏ２／ｍ ２·ｓ。在 Ｃ Ｏ２ 浓度升高时大部分 Ｃ３ 植物暗呼吸作用升高,并呈一定的线形关系。当 Ｃ Ｏ２ 浓度加倍时,雨林植物暗呼吸强度升高６１％ ;荒漠 Ｃ３ 植物升高１３４％ ,而 Ｃ４ 植物变化不明显或略有下降。因而认为,长期高 Ｃ Ｏ２ 浓度可促进 Ｃ３ 植物的暗呼吸作用。     

CO2 浓度升高对水稻根系分泌物的影响——总有机碳、甲酸和乙酸含量变化

在大气ＣＯ２浓度升高条件下采用水培方法对水稻根系生长及根系分泌物进行了初步研究,ＣＯ２浓度倍增对水培水稻的根系生长具有明显的促进作用,约为７０％,但是根冠比却有所降低,水稻根系单位干重总有机碳,乙酸以及甲酸的释放量在ＣＯ２浓度倍增条件下变化不明显,但是单株奶系分泌物总量,乙酸以及甲酸的释放总量在ＣＯ２倍增处理下明显增加,推测水稻根系分泌物的增加是高浓度ＣＯ２下稻田ＣＨ４排放增加的重要原因之一。     

渗透胁迫下水稻幼苗中叶绿素降解的活性氧损伤作用

水稻（Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｖａ Ｌ．）幼苗在渗透胁迫下,随着胁迫强度的增加及时间的延长,Ｃｈｌ降解加剧,活性氧Ｏ－·２ 、Ｈ２Ｏ２ 及脂质过氧化产物丙二醛（ＭＤＡ）含量明显增加,抗氧化剂抗坏血酸（ＡｓＡ）还原型谷胱甘肽（ＧＳＨ）及胡萝卜素（ＣＡＲ）含量显著降低,叶绿素蛋白复合体（Ｃｈｌ－Ｐｒｏ）结合度松弛． Ｃｈｌ含量的降低和Ｏ－·２ 、Ｈ２Ｏ２ 及ＭＤＡ 含量呈显著的负相关,与ＡｓＡ、ＧＳＨ及ＣＡＲ含量的下降呈良好的正相关性．ＡｓＡ、α－生育酚（ＶｉｔＥ）及甘露醇预处理可使胁迫诱导的ＭＤＡ 增多及Ｃｈｌ降解延缓,而Ｆｅ２＋ 、Ｈ２Ｏ２ 及Ｆｅｎｔｏｎ 反应则刺激ＭＤＡ 增加． Ｆｅｎｔｏｎ 反应可加速Ｃｈｌ降解． 渗透胁迫下水稻幼苗Ｃｈｌ的降解可能主要是由Ｏ－·２ 和Ｈ２Ｏ２ 的代谢产物·ＯＨ氧化损伤之故     

盐度和CO2倍增环境下碱蓬幼苗呼吸酶活性的变化

研究了生长在正常大气ＣＯ２和ＣＯ２倍增环境中的盐生植物碱蓬（Ｓｕａｅｄａｓａｌｓａ）幼苗呼吸酶活性对ＫＣｌ和ＮａＣｌ的反应．结果表明,在ＣＯ２倍增（７００μｌ·Ｌ－１）和正常大气ＣＯ２（３５０μｌ·Ｌ－１）下,３００ｍｍｏｌ·Ｌ－１ＫＣｌ和ＮａＣｌ均能抑制琥珀酸脱氢酶（ＳＤＨ）和苹果酸脱氢酶（ＭＤＨ）活性,而异柠檬酸脱氢酶（ＩＤＨ）活性为ＮａＣｌ抑制、ＫＣｌ促进;ＮａＣｌ和ＫＣｌ明显抑制细胞色素氧化酶（ＣＯ）和光呼吸中乙醇酸氧化酶（ＧＯ）、羟基丙酮酸还原酶（ＨＰＲ）活性;并指出在ＫＣｌ胁迫下,ＣＯ２使三羧酸循环（ＴＣＡＣ）的运行变慢,ＮａＣｌ胁迫下使其加快,ＴＣＡＣ运行限速步骤与ＭＤＨ无关,ＣＯ为盐对呼吸代谢影响的重要位点．另外,Ｋ＋、Ｎａ＋对蛋白表达的影响有差异,ＣＯ２可使盐胁迫下的碱蓬幼苗蛋白表达降低．     

动态信息

使水稻成为Ｃ４植物的第三种关键酶导入成功农林水产省农业生物资源研究所和名古屋大学、香川大学、美国华盛顿大学小组开发高产水稻的实验获得成功。将玉米街ＣＯ２固定能力高的Ｃ４植物所具有的ＣＯ２固定途径导入Ｃ３植物水稻。涉及的关键酶有３种。这次有２种酶在水稻...     

内蒙古锡林河流域大针茅草原土壤呼吸和凋落物分解的CO2排放速率研究

根据静态气室法对大针茅（ＳｔｉｐａｇｒａｎｄｉｓＳｍｉｒｎ）草原整个生长季土壤呼吸和地表凋落物分解释放ＣＯ２量的测定结果,分析了大针茅草原土壤呼吸和凋落物分解速率的季节动态,并探讨了其与地上、地下生物量及环境因子的关系。结果表明：（１）在整个观测期内,大针茅草原由土壤呼吸和地表凋落物分解所释放ＣＯ２速率的季节动态呈梯形曲线,８月下旬达到最大值２．５１ｇＣ·ｍ－２·ｄ－１;（２）ＣＯ２排放速率的季节变化趋势与地上生物量,尤其是地上绿色生物量部分的季节动态有一定同步性,而与地下生物量的季节变化趋势不同步,甚至相反;（３）地表凋落物层有减缓土壤向大气排放ＣＯ２的作用;（４）土壤呼吸和地表凋落物分解释放ＣＯ２的速率（ｙ）与土壤湿度（ｘ）显著相关,其对数回归模型为：ｙ＝３．４６９ｌｏｇ１０ｘ－２．０５３（ｒ＝０．９２,Ｐ＜０．０１）。     

氢醌和双氰胺对种稻土壤N2O和CH4排放的影响

通过盆栽试验,研究了脲酶抑制剂氢醌（ＨＱ）、硝化抑制剂双氰胺（ＤＣＤ）及二者的组合（ＨＱ＋ＤＣＤ）对种稻土壤Ｎ２Ｏ和ＣＨ４排放的影响．结果表明,在未施麦秸粉时,所有施抑制剂的处理均较单施尿素的能显著减少水稻生长期供试土壤Ｎ２Ｏ和ＣＨ４的排放．特别是ＨＱ＋ＤＣＤ处理,其Ｎ２Ｏ和ＣＨ４排放总量分别约为对照的１／３和１／２．而在施麦秸粉后,该处理的Ｎ２Ｏ排放总量为对照的１／２,但ＣＨ４排放总量却较少差别．不论是Ｎ２Ｏ还是ＣＨ４的排放总量,施麦秸粉的都比未施的高出１倍和更多．因此,单从土壤源温室气体排放的角度看,将未腐熟的有机物料与尿素共施,并不是一种适宜的施肥制度．供试土壤的Ｎ２Ｏ排放通量,与水稻植株的ＮＯ－３Ｎ含量和土表水层中的矿质Ｎ量分别呈显著的指数正相关和线性正相关;ＣＨ４的排放通量则与水稻植株的生长量和土表水层中的矿质Ｎ量呈显著的线性负相关．在Ｎ２Ｏ与ＣＨ４的排放间,未施麦秸粉时存在着定量的相互消长关系;施麦秸粉后,虽同样存在所述关系,但难以定量化．     

尖峰岭热带山地雨林生态系统 碳平衡的初步研究

报道了我国海南岛目前保存面积较大、林分的组成和结构复杂的热带山地雨林生态系统的Ｃ素库和群落的ＣＯ２排放动态。通过在尖峰岭林区进行为期３ａ的研究,结果表明：热带山地雨林的碳素库主要有３个方面,即森林生物量中的Ｃ为２３４．３０５６ｔ／ｈｍ２,森林凋落物现存量中的Ｃ为２．９８ｔ／ｈｍ２以及土壤层中的Ｃ为１０４．６９６ｔ／ｈｍ２,合计为３４１．９８１６ｔ／ｈｍ２。森林生态系统中的ＣＯ２平衡的基本动态为：每年用于群落总第一性生产力所同化的ＣＯ２总量为７４．２８ｔ／ｈｍ２,其中４２．６９ｔ／ｈｍ２的ＣＯ２又通过群落呼吸作用而释放出来,用于净第一性生产力为３１．５９ｔ／ｈｍ２;另一方面,凋落物层每年通过呼吸而释放的ＣＯ２量为３．２７ｔ／ｈｍ２,土壤的释放（不包括根系的呼吸）量约为２６．９６ｔ／ｈｍ２。收支相抵,热带山地雨林生态系统每年对大气中的ＣＯ２的固定量为１．３６６ｔ／ｈｍ２,折合Ｃ为０．３７２５ｔ／ｈｍ２。由此可见,恢复、发展和保护热带林生态系统是解决大气中ＣＯ２浓度升高、温室效应等全球性的生态问题的重要途径之一。