籽粒苋几个品种的光合强度测定

经测定籽粒苋的光合强度显著高于大豆,从美国引进的几个品种的光合强度显著高于国内的品种。成分分析表明籽粒苋含蛋白质丰富,是有潜在开发价值的饲料作物。     

大穗型和中穗型小麦品种光合特性的差异及其与粒重和产量的关系

选择大穗大粒型品种914391、鲁麦22（L22）和中穗中粒型品种济南17（J17）、鲁麦18（L18）,研究了不同穗粒型品种光合特性的差异及其与粒重和产量的关系。结果表明,大穗大粒型品种914391和Ｌ2叶光合速率、旗叶磷酸蔗糖合成酶活性显著高于中穗中粒型品种J17和L18,前者的单茎干重和开花后单茎、茎＋叶鞘、颖壳＋轴等器官的干物质向籽粒的转移量显著大于后者,为最终获得较高的单粒重和穗粒重奠定物质基础;中穗中粒型品种J17和L18的单位土地面积的穗数显著高于大穗大粒型品种914391和Ｌ2,以单位土地面积上旗叶平均光合速率与单茎数的乘积表示群体旗叶光合强度,J17和L18的群体旗叶光合强度、生物产量和经济系数均显著高于914391、L22,这是它们籽粒产量高的重要原因之了。     

玉米与籽粒苋不同种植模式下植物生长及Cd累积特征

为实现Cd污染农田边生产边修复的目标,采用田间原位修复的方式,将玉米与籽粒苋在Cd污染农田中以5种不同的间作模式种植: 交替宽窄行玉米宽行间作单行籽粒苋(T₁)、交替宽窄行玉米宽行间作双行籽粒苋(T₂)、等行距双行玉米间作单行籽粒苋(T₃)、等行距双行玉米间作双行籽粒苋(T₄)、玉米/籽粒苋等4行距间作(T₅),并以玉米(CK₁)和籽粒苋(CK₂)单作种植作为对照,探究不同间作结构配置对作物与超富集植物生长及Cd累积特征的影响.结果表明: 1)与CK₁相比,各间作模式单株玉米的籽粒产量呈增加趋势;T₁间作模式玉米的籽粒产量较CK₁增加10.5%,T₄和T₅间作模式玉米的籽粒产量较CK₁分别减少6.3%和5.4%,T₂和T₃间作模式基本稳产;间作籽粒苋地上部单株生物量及单位面积产量较CK₂分别显著减少69.5%～95.7%和83.9%～96.9%. 2)各间作模式玉米籽粒Cd含量较CK₁呈减少趋势,而间作籽粒苋Cd含量较CK₂呈增加趋势. 3)与CK₂相比,各间作模式籽粒苋的富集系数、转运系数、有效转运系数均呈增加趋势;间作籽粒苋地上部Cd的单株及单位面积提取量较CK₂分别显著减少40.4%～86.7%和70.4%～88.9%;各间作模式玉米与籽粒苋地上部Cd的单位面积提取总量高于单作玉米,但低于单作籽粒苋. 4)各间作模式玉米根际土有效态Cd含量及籽粒苋根际土总Cd、有效态Cd含量分别较单作玉米及单作籽粒苋呈增加趋势,但对非根际土没有显著影响.本研究中,T₁间作模式有利于玉米籽粒产量的提高,T₅间作模式有利于籽粒苋Cd提取量的最大化.     

富钾基因型籽粒苋主要根系分泌物及其对土壤矿物态钾的活化作用

通过试验,研究了2种供K水平对籽粒苋(Amaranthus spp.)富K基因型和一般基因型根系分泌物含量变化的影响,以及在低K胁迫时3个生长期两类基因型主要根系分泌物含量的变化特点,模拟了籽粒苋根系分泌物对土壤矿物态钾的活化作用.结果表明,籽粒苋根系分泌物中可溶性糖、氨基酸和有机酸含量随供K水平的升高而降低,且富K基因型根系分泌物中3种物质的分泌量始终大于一般基因型;在正常供K条件下,两基因型根系分泌能力相近,但在低K处理时,前者显著高于后者,差异显著;在2种供K水平下,根系有机酸分泌量在3种分泌物中占绝对优势,分别是可溶性糖和氨基酸分泌量的几十倍和几百倍.籽粒苋生长到50 d时,一般基因型根系可溶性糖、氨基酸和有机酸的分泌量较40 d时迅速降低.富K基因型根系分泌物中可溶性糖、氨基酸和有机酸含量在3个生长时期均大于一般基因型,且随着生长时间的延长,两基因型间可溶性糖、氨基酸和有机酸含量的差异明显增大.两类基因型在3个生长时期均以分泌有机酸为主,其占总分泌量的93%以上.籽粒苋根系分泌物处理后的土壤速效钾含量均高于清水对照处理,富K基因型在低K胁迫时的根系分泌物对土壤K的活化作用明显大于一般基因型.     

可降解螯合剂对镉胁迫下籽粒苋根系形态及生理生化特征的影响

采用盆栽试验研究了可降解螯合剂EDDS和NTA对镉胁迫下籽粒苋(Amaranthus hybridus L.)根系形态及生理生化特征的影响。结果表明:当螯合剂施入10 mg/kg的镉污染土壤后,籽粒苋根系生物量和总长等根系形态指标与对照无显著差异,过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性、谷胱甘肽(GSH)和可溶性蛋白含量显著上升。当螯合剂施入100 mg/kg的镉污染土壤后,籽粒苋根系生物量、总长、表面积、体积及侧根数比对照显著减少了12.30%—23.98%、17.01%—24.90%、41.87%—57.93%、16.46%—32.94%和23.48%—53.35%;EDDS的施入使籽粒苋根系POD、CAT活性、GSH和可溶性蛋白含量显著升高;而NTA施入后,根系中的POD活性比对照降低了4.12%—35.95%,并且CAT活性和可溶性蛋白含量在2 mmol/kg NTA处理下分别显著降低了14.66%—15.79%和26.81%—30.48%;EDDS和NTA施入后,GSH含量比对照显著升高了14.73%—65.65%和28.05%—84.10%。当镉处理浓度分别为10 mg/kg和100 mg/kg时,螯合剂的施入显著增强了籽粒苋根系对镉的吸收,比对照分别增加了40.76%—103.10%和15.03%—49.49%。因此,EDDS和NTA施入镉污染土壤后,通过影响籽粒苋根系形态和生理生化过程以响应重金属镉的胁迫。     

温室栽培西瓜座果期冠层光合作用日变化研究

在兰州春季塑料日光温室条件下研究了‘宝冠’和‘新金兰’两个品种西瓜(Citrullus lantus(Thunb．) Mansf．)冠层光合作用日变化特性。结果表明,日光温室两个西瓜品种间冠层光照分布和单叶光合作用日变化模式存在明显的差异,冠层光照条件影响各叶层的光合强度及其日变化态势。两品种冠层整体光合速率日动态呈单峰型,‘宝冠’的光合生产力高于‘新金兰’。‘宝冠’西瓜单叶光合速率较高,高效光合时间较长,且表现出午休特征。‘新金兰’西瓜单叶光合速率低,高效光合维持时间较短,未表现出明显午休特征。‘宝冠’光合作用的瞬时水分效率 (WUE)高于‘新金兰’,两品种上午的WUE高于下午,上层叶的WUE高于下层叶。     

不同氮素营养对黄麻叶片的光合作用、光呼吸的影响及光呼吸与硝酸还原的关系

不同硝态氮水平对黄麻叶片的光合强度、光呼吸强度、乙醇酸氧化酶及硝酸还原酶均产生显著的影响:除了光合强度以外,其余三者均随氮水平的增高而显著地增高;在低至正常氮水平范围内(1/4～1N),光合强度随氮水平的增高而增高,但在高硝态氮水平范围内(2～4N),光合强度有随氮水平的增高而略为下降的趋势。氨态氮水平的增高对光合强度、光呼吸强度、乙醇酸氧化酶活性也有影响:三者均随氮水平的增高而有所提高,但不如硝态氮处理的那样明显。在用氨态氮处理的植株中测不出硝酸还原酶的活性。用光呼吸抑制剂亚硫酸氢钠,α-羟基-2-吡啶甲烷磺酸(HPMS)及异烟肼(INH)真空渗入黄麻叶圆片以抑制光呼吸时,硝酸还原亦同时部分受抑。因此认为在乙醇酸途经中的甘氨酸氧化脱羧反应可能为硝酸还原提供还原剂NADH。     

微量元素对蚕豆的生理效应和产量的影响

本文主要探讨钼酸铵和磷酸二氢钾对蚕豆干物重、叶绿素含量、光合强度及产量的影响。材料与方法供试品种为四川西昌大白葫豆。采用两因素、三水平随机区组设计。A因素为钼酸     

低温胁迫对不同基因型小麦品种光合性能的影响

选用不同基因型小麦品种(春性品种扬麦18、弱春性品种郑麦9023、半冬性品种烟农19),研究了分蘖期和拔节期低温对叶片光合和叶绿素荧光特性的影响.结果表明:分蘖期-10℃低温处理后,烟农19的净光合速率(Pn)、气孔导度(gs)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、光化学猝灭系数(qP)、非光化学猝灭系数(NPQ)和PSⅡ非循环光合电子传递速率(ETR)显著高于扬麦18和郑麦9023;郑麦9023的gs、Fv/Fm、qp和NPQ显著高于扬麦18,胞间CO2浓度(Ci)显著高于烟农19;扬麦18的Ci显著高于烟农19,初始荧光(Fo)显著高于郑麦9023和烟农19.拔节期0℃低温处理后,烟农19的Pn、gs、Fv/Fm和qP显著高于扬麦18和郑麦9023,NPQ和ETR显著高于扬麦18;郑麦9023的Pn、gs、Fv/Fm和qP显著高于扬麦18,Fo显著高于烟农19;扬麦18的Ci和Fo显著高于郑麦9023和烟农19.分蘖期和拔节期低温胁迫下,半冬性品种烟农19具有较高的光合活性和较强的自我保护机制,弱春性品种郑麦9023次之,春性品种扬麦18最低.     

陕西主要小麦品种的抗旱性及丰产性能比较

本文以陕西８个主要小麦品种为供试材料,采用田间实验与室内分析相结合的方法,从作物品种的相对含水量、细胞膜相对透性等抗早性能和光合面积、光合强度等丰产性能入手,探讨了作物的抗早、丰产性能及品种在雨养农业地区的适用性．确定陕２２９、８２２—１０可望在该地区推广．同时提出采用相对含水量与细胞膜透性相结合的方法可准确地确定作物的抗旱性．     

Plants use alternative strategies to utilize nonexchangeable potassium in minerals

Plant species differ in their capacity to use nonexchangeable potassium (NEK) in soils. In this study two typical plants with high K use efficiency, ryegrass and grain amaranth, were compared with regard to their capacity to use K from five K-bearing minerals. Biomass relative yield and K uptake data indicated that ryegrass was much more efficient than grain amaranth at using NEK in minerals. Root exudates of grain amaranth collected under hydroponic culture contained considerable amounts of oxalic and citric acids, while these acids were not detected in ryegrass root exudates. Compared with grain amaranth, the kinetic parameters of K uptake by ryegrass roots were characterized by a significantly higher K uptake rate (V_max) and a significantly lower C_min, the minimum external K concentration at which K is taken up. The dynamic release of NEK from minerals in various solutions showed that the release rate of NEK was largely K-concentration dependent and some thresholds of K concentration prevented further NEK release from minerals. The K thresholds were related to mineral type and increased in the presence of Ca²⁺ or Na⁺ in solutions. The positive effect of H⁺ (20 mmol L^?1) on NEK release was also mainly attributed to elevating the thresholds of K concentration, rather than to the effects of weathering. The results indicated that the main mechanism by which plant species efficiently use NEK in minerals was to the capacity of plants to absorb K at low concentrations. The lower the C_min for the root K uptake, the higher the expected NEK use efficiency of the plant.     

密穗型和散穗型粳稻品种品质特性比较

比较2个粳稻密穗型和散穗型品种(系)品质结果表明,穗型间和穗型内品质存在较大差异,2个密穗型品种(系)平均垩白特性不及2个散穗型品种.密穗型新品系EA6垩白粒率较相同穗型品种秀水63低约1/2,与散穗型品种秀水11相仿,较散穗型品种越光高约1倍;垩白度较秀水63和秀水11低约1/2,较越光高1倍多.调查穗部不同部位籽粒垩白表明,穗基部籽粒垩白对品种总垩白影响最大,而这种影响密穗型更大于散穗型.4个品种饭香味相仿,光泽、软度、粘度、食味和冷饭软度等指标EA6显著或极显著优于秀水11,秀水63不及秀水11;EA6多数指标接近越光.表明密穗型品种经改良其品质有可能达到甚至超过散穗型品种.     

Amaranth Grain Inhibits Antigen-Specific IgE Production Through Augmentation of the IFN-γ Response in vivo and in vitro

Amaranthus hypochondriacus L. (amaranth) is a nutritionally protein rich plant with a good yield, but there has been no research concerning its immunological effects in vivo or in vitro. In the present study, we examined the effects of amaranth grain on cytokine and IgE production using in vitro helper T cell development and IgE production assays and an animal model of an orally-induced, allergen-specific IgE response. First, we examined the effect of orally administered amaranth on serum IgE concentration which reflects the immune response during allergic disease. We observed significantly decreased (p < 0.05) allergen-specific IgE in the blood of mice in our animal model. We found that orally fed amaranth significantly augmented (p < 0.05) IFN-γ production of spleen cells. In vitro studies demonstrated that the water-soluble fraction of amaranth grain promoted helper T cell type-1 (Th1) phenotype development. Moreover, we found that the amaranth grain extract suppressed antigen-specific IgE production in vitro. These data indicate that there is a component in amaranth grain which has a suppressive effect on IgE production and augments Th1 cytokine production. In conclusion, we found that amaranth grain and its extract inhibited antigen-specific IgE production through augmenting Th1 cytokine responses in vivo and in vitro.     

Intercropping cucumber with amaranth (Amaranthus cruentus L.) to suppress populations of major insect pests of cucumber (Cucumis sativus L.)

A study was conducted in 2007 and 2008 to investigate the effectiveness of grain amaranth (Amaranthus cruentus L.) planted at different times in an amaranth/cucumber intercrop to reduce the density of cucumber insect pests. Cucumber varieties, Marketmore and hybrid F_1, were established from seed as a monocrop or intercropped with amaranth, and with amaranth established at two weeks before cucumber (2 WBC) on the same day as cucumber (SDC) or two weeks after cucumber (2 WAC). The population of cucumber beetles and fruit flies was lower with amaranth established 2 WBC and SDC than with 2 WAC. Populations of the insects were influenced by cropping system and time of introducing amaranth. Fruit damage by cucumber beetles and fruit flies was lower with 2 WBC and SDC than with 2 WAC. However, the damage was reduced in the intercrop compared with the monocropped cucumber. With SDC, the reduction was about 75 and 50% in 2007 and 2008, respectively. In intercrops and monocrops, cucumber fruit yield was influenced by the time of inter-cropping; in the mono- and inter-crop, the highest yield was with SDC. The highest land equivalent ratios for cucumber were 1.0 and 0.7 in 2007 and 2008, respectively, with SDC. Planting amaranth and cucumber on the same day (SDC) achieved effective control of cucumber insect pests.     

Construction of CO2-response model of electron transport rate in C4 crop and its application

准确估算光合电子流对CO₂响应的变化趋势对深入了解光合过程具有重要意义。该研究在植物光合作用对CO₂响应新模型(模型I)的基础上构建了电子传递速率(J)对CO₂的响应模型(模型II), 并对用LI-6400-40便携式光合仪测量的玉米(Zea mays)和千穗谷(Amaranthus hypochondriacus)的数据进行了拟合。结果表明, 模型II可以很好地拟合玉米和千穗谷叶片J对CO₂浓度的响应曲线(J-C_a曲线), 得到玉米和千穗谷的最大电子传递速率分别为262.41和393.07 mmol·m ^-2·s ^-1, 与估算值相符合。在此基础上, 对光合电子流分配到其他路径进行了探讨。结果显示, 380 mmol·mol ^-1 CO₂浓度下玉米和千穗谷碳同化所需的电子流为247.92和285.16 mmol·m ^-2·s ^-1, 分配到其他途径的光合电子流为14.49和107.91 mmol·m ^-2·s ^-1(考虑植物CO₂的回收利用)。比较两种植物的其他途径光合电子流分配值发现, 两者相差6倍之多。分析认为这与千穗谷和玉米的催化脱羧反应酶种类以及脱羧反应发生的部位不同密切相关。该发现为人们研究C₄植物中烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸苹果酸酶型和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸苹果酸酶型两种亚型之间的差异提供了一个新的视角。此外, 构建的电子传递速率对CO₂的响应模型为人们研究C₄植物的光合电子流的变化规律提供了一个可供选择的数学工具。     

大豆杂优豆1号及双亲的光合特性分析

以夏大豆杂交种杂优豆1号及亲本(W931A和WR016)为材料,进行了光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2值、水分利用效率(WUE)、光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)、光合势等光合特性的测定,以探究杂优豆1号光合特性方面的杂种优势规律,为大豆的高光效育种提供理论指导。结果表明:杂优豆1号的净光合速率日变化呈现单峰曲线,在8:00时净光合速率显著高于W931A和WR016;杂优豆1号与亲本相比具有较低的光补偿点和较高的光饱和点,从而说明杂优豆1号较强利用强光和弱光的能力;从群体光合势分析,杂优豆1号的叶面积指数和光合势在盛花期、结荚期、鼓粒期3个不同时期都显著高于W931A和WR016,从盛花期到结荚期、结荚期到鼓粒期叶面积指数和光合势都呈现逐渐上升的趋势。杂优豆1号较强的光利用能力、较高的叶面积指数和光合势有利于产量的提高。     

大豆生理生态特性与产量的关系

比较研究了1970s、1980s和1990s期间不同大豆 ( Glycine max (L.) Merr.)品种的生理生态特性:光合作用、蒸腾作用、气孔导度、水分利用效率、胞间CO2浓度和叶片水势,分析了各生理生态特性之间以及与产量在不同生育期的关系.研究表明光合速率和产量之间存在显著的相关关系,高产大豆同时具有高的气孔导度和水势,胞间CO2浓度则很低,特别是在鼓粒期关系更为显著.高产大豆的光合作用在鼓粒期达到最高值,光合作用日变化呈双峰曲线.在鼓粒期高产大豆的光合产物大量运往籽粒中,对于高产品种和高光效-"源"固然重要,而"流"-光合产物的合理运转和分配对产量则更为重要.     

大穗小麦部分生理特性研究

对目前试验试种的代表性大穗小麦品系部分生理特性进行了研究。结果表明：（１）大穗小麦的根系吸收能力高于一般小麦品种,根系活力比对照品种提高２３．９３％－２８．０９％,根干重增加７．１％。（２）大穗小麦的净光合速率孕穗期高于对照,灌浆期以后逐渐降低;相应各时期的呼吸强度均高于对照,证明大穗小麦属于高光合高呼吸消耗类型。（３）蒸腾强度在各时期均高于对照品种。