氮素形态对烤烟光合特性影响的研究

１９９６～１９９７年连续二年进行了固定氮素用量,改变铵态、硝态氮肥的施用比例试验,对烤烟的一些光合生理特性进行了研究。试验结果表明,在烤烟生长前、中期,增施铵态氮施用比例,烤烟的叶绿素含量增加,但达１００％铵态氮时,叶绿素含量反而下降,低于施用５０％和７５％铵态氮的处理;在烤烟生长后期,功能叶片叶绿素含量基本上与施用铵态氮比例高低一致,以１００％铵态氮处理的叶绿素含量最高。另外增加铵态氮施用比例,烤烟功能叶片的希尔反应活性及光合磷酸化活性有所提高,但Ｐ／Ｏ比值基本不变。从叶绿素诱导荧光动力学特征参数及比值情况来看：增加铵态氮施用比例,Ｆｍ和Ｆｖ值升高;几种荧光参数的比值如Ｆｄ／Ｆｓ、Ｆｖ／Ｆｏ、Ｆｖ／Ｆｍ比值有所上升,但均以２５％硝态氮＋７５％铵态氮的处理最高;并且其烤后烟叶的产量最高、品质最好。     

硫对成熟期烤烟叶绿素荧光参数的影响

通通过液培试验,研究了硫浓度(0.01-32 mmol/L)对成熟期烤烟叶片叶绿素含量和叶绿素荧光参数的影响。结果表明,成熟期烤烟叶绿素a和叶绿素b含量随硫浓度的升高而逐渐增加,但各处理差异未达到显著水平。在2-32 mmol/L处理之间,烤烟叶片的有效量子产量（EQY）、最大量子产量（Fv/Fm）、光合电子传递速率（ETR）随硫浓度增加而降低,非光化学猝灭（NPQ）、非光化学过程中的基本量子产量（Fo/Fm）、PSⅡ水裂解端失活程度（Fo/Fv）和PSⅡ反应中心关闭程度（1-qP）随硫浓度增加而升高,2 mmol/L处理的质体醌库（Fv/2）低于4 mmol/L处理外,但其它处理的均随硫浓度升高而降低。0.01 mmol/L处理烤烟叶片的EQY、Fv/Fm和ETR低于2-8 mmol/L处理,但高于16 mmol/L和32 mmol/L处理,其NPQ、Fo/Fm、Fo/Fv和1-qP变化趋势则与之相反;0.01 mmol/L处理的Fv/2低于4 mmol/L处理的,但高于2 mmol/L及8-32 mmol/L处理;低硫处理烤烟EQY、Fv/Fm和ETR的降低可能不是由Fv/2引起的,而是由于1-qP升高引起的。但16 mmol/L和32 mmol/L处理Fv/Fm 、ETR、EQY降低可能是1-qP与 Fv/2共同作用的结果。     

不同光强下氮素形态对番茄谷氨酰胺合成酶和光呼吸的影响

强光(800μmol·m-2·s-1)下供应铵态氮的番茄植株与供应硝态氮的相比,其生长受到显著抑制,谷氨酰胺合成酶(GS)活性和光呼吸速率显著下降,同时净光合速率(Pn)和叶绿素荧光参数(Fv/Fm、Fv/F.)值下降;而弱光(200μmol·m-2·s-1)下供应铵态氮与硝态氮植株之间的这些参数差异不显著.     

外源甜菜碱对盐胁迫下枸杞光合功能的改善

研究了外源甜菜碱对盐胁迫下枸杞扦插苗叶片光合功能的影响。结果表明,外源甜菜碱能使盐胁迫下的枸杞叶片叶绿素荧光动力学参数Fo、Fm、Fv、Fv／Fm、Fm／Fo和Fv／Fo增高,使光合色素叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)和类胡萝卜素(Car)含量明显增加,叶绿素a与b的比值(Chla／Chlb)升高,类胡萝卜素与叶绿素的比值(Car／Chl)降低,说明外源甜菜碱有利于植物对光能的捕获、吸收、传递和转换,提高叶片的光合活性,降低盐胁迫对植物的抑制作用。     

不同光质对木荷、杉木幼苗叶片叶绿素荧光参数和抗氧化酶活性的影响

以南方主要造林树种木荷和杉木幼苗为试验材料,研究了红光、蓝光和白光处理对幼苗叶片叶绿素荧光参数和抗氧化酶活性的影响。结果表明,木荷幼苗叶片初始荧光(Fo)、最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)和稳态荧光(Ft)均以白光最高,光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在光化学效率(Fv/Fo)和PSⅡ的天线转换效率(Fv'/Fm')均以白光最高,蓝光次之,红光最低。与白光处理相比,蓝光处理增强木荷幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性,红光和蓝光降低过氧化氢酶(CAT)活性,增强过氧化物酶(POD)活性,提高叶片丙二醛(MDA)含量。杉木幼苗叶片Fo和Ft以红光最高,Fm和Fv以白光最高,Fv/Fm、Fv/Fo和Fv'/Fm'均以白光最高,蓝光次之,红光最低。不同处理间杉木幼苗叶片SOD、CAT活性和MDA含量均无显著差异,而POD活性差异显著,以白光处理最高。光质对2种树种幼苗的生长均具有调控作用,其中红光和蓝光处理均造成木荷和杉木幼苗叶片的潜在活力发生不同程度的下降,造成光胁迫,同时破坏幼苗叶片抗氧化酶系统的平衡,不利于幼苗生长。     

水分胁迫对牛心朴子叶片光合色素及叶绿素荧光的影响

研究了水分胁迫对牛心朴子叶片光合色素及叶绿素荧光动力学参数的影响。结果表明,在长期的水分胁迫中,牛心朴子叶片的叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)和类胡萝卜素(Car)含量没有下降或下降不明显。直到处理末期才显著下降;叶片叶绿素荧光动力学参数Fo、Fm、Fv、Fv／Fm变化不大,在处理末期各处理Fo降低,轻度、重度水分胁迫的Fm、Fv、Fv／Fm升高。说明K期水分胁迫后牛心朴子的光合功能受到影响,但牛心朴子仍表现出较强的适应干旱的能力。     

芳樟不同无性系叶片光合色素含量及叶绿素荧光参数分析

对18个芳樟[Cinnamomum camphora (L.) Presl]无性系叶片光合色素含量和叶绿素荧光参数进行了测定,并对各参数的相关性进行了分析;基于上述测定结果对供试的18个芳樟无性系进行了聚类分析.结果表明:芳樟不同无性系叶片叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素含量分别为0.60～2.26、0.24～1.15和0.14～0.50mg· g-1,差异较大,部分无性系间叶绿素a和b以及类胡萝卜素含量差异达显著水平;其中,无性系BT2叶片的叶绿素a含量在18个无性系中最高,叶绿素b及类胡萝卜素的含量也较高.各无性系间叶片的初始荧光(Fo)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、PSⅡ电子传递情况(Fm/Fo)、光化学淬灭系数(Qp)、非光化学淬灭系数(NPQ)和PSⅡ实际光化学效率(Qy)差异明显,且部分无性系间的差异达显著水平;各无性系间的最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)和荧光下降比值(Rfd)差异不显著.在各叶绿素荧光参数中,Fo与Fm显著正相关;Fm与Fv、Fv/Fm、Fv/ Fo、Fm/Fo以及Fv/Fm与Fv、Fv/Fo、Fm/Fo、Qy间均存在极显著正相关,其中Fv/Fm与Fv/ Fo、Fm/Fo的相关系数均达0.98;Qp与NPQ、Rfd呈极显著正相关,与其他参数则总体上呈负相关;Qy与Fm、Fv、Fv/Fm、Fv/Fo、Fm/Fo以及Rfd与NPQ、Qp、Qy均存在显著或极显著正相关.采用欧氏距离法,可将18个无性系划分为2类:第1类包含16个无性系;第2类仅包含无性系PC5和WP1.第1类又可进一步划分为2个亚类:第1亚类仅包含无性系BY2;第2亚类共包含15个无性系,其中的BT1与BT2距离最短,光合生理特征最接近.根据研究结果,初步推断芳樟各无性系叶片的潜在光化学活性和电子传递情况共同影响PSⅡ光能转换效率;无性系116、187、BT1和MD1对光能的利用率较高;无性系BT2则具有良好的光合生理性能.     

ALA对萝卜不同叶位叶片光合作用与叶绿素荧光特性的影响

以盆栽萝卜为材料,研究了叶面喷布100～300mg／L ALA对萝卜植株生长、光合作用以及叶绿素荧光特性的影响。结果表明,ALA促进萝卜植株生长与其促进植株中下部叶片的光合作用有关。ALA处理提高了叶片光合表观量子效率,并降低了光补偿点。叶绿素荧光动力学资料显示,ALA处理不仅降低了叶绿素初始荧光Fv、稳态荧光Fs以及两者的差值ΔFu,还降低了暗适应以及光照下的最大荧光(Fm和Fm′)和可变荧光(Fv和Fv′),但是不影响PSⅡ最大光化学效率(Fv／Fm),对于中下部叶片PSⅡ实际光化学效率(φPSⅡ)还有明显的促进作用。ALA处理植株叶片光合非循环电子传递速率ETR显著提高,300mg／L ALA处理还降低了光合相对限制值L（PFD）。ALA具有促进叶绿素荧光光化学猝灭和非光化学猝灭的双重特性,其中,前者提高了叶片光化学速率,后者增加热耗散量以及提高热耗散速率。另外,本试验结果显示,ALA处理提高了植株基部叶片的叶绿素含量以及中下部叶片类萝卜素含量。以上参数变化说明ALA通过诱导光抑制保护机制来提高叶片光合效率。     

光照和氮营养对水曲柳苗木光合特性的影响

采用室内沙培方式,设计不同光强(2水平)和N浓度(4水平)处理,探讨1年生水曲柳幼苗叶片光合速率和荧光参数对环境变化的生理响应.结果表明:与全光照相比,遮光处理使苗木叶片最大光合速率(Amax)、光补偿点(LCP)以及光化学猝灭系数(qP)明显下降,但使表观量子效率(AQY)、最大荧光(Fm)和最大光化学效率(Fv/Fm)明显增加.同时,苗木叶片单位面积的叶绿素a、类胡萝卜素、总叶绿素含量以及叶绿素a/b在遮光条件下较低.2种光强下的Fm、Fv/Fm、ψpsⅡ和qP均随着供N浓度的增加而显著增加(P＜0.05),其中ψpsⅡ在低N时增加较快而高N时较慢,甚至略有下降.光强和N浓度在水曲柳苗木叶片Fm、ψpsⅡ、Fv/Fm、qN以及qP上均具有显著的交互作用(P＜0.05).     

氮素形态对黄檗幼苗生长及氮代谢相关酶类的影响

通过改变水培溶液中NH4+-N和NO3--N的比例, 研究了不同氮素形态对黄檗(Phellodendron amurense)幼苗生长及氮代谢相关酶类的影响。结果表明, 硝态氮比例较高的营养供给比铵态氮比例较高的营养供给有利于黄檗幼苗的生长, 叶片叶绿素含量和可溶性蛋白含量也高。在NH4+-N/NO3--N为25/75 时黄檗幼苗具有最大生物量。在铵态氮比例大的营养供给下, 黄檗幼苗的谷氨酰胺合成酶(GS)活性增强,而在硝态氮比例大的营养供给下幼苗的硝酸还原酶(NR)活性则较高, 叶片中的硝态氮较低。营养液的氮素形态及其组成通过影响GS与NR的活性而调控黄檗幼苗的氮素代谢。     

核酸代谢抑制剂对水稻光敏核不育性的影响

在稻穗分化的二次枝梗期后,观察比较了叶片喷施核酸代谢抑制剂5-FU对水稻光敏核不育性及幼穗发育的影响,结果表明：长日照下,5-FU在使农垦58S穗长缩短、颖花数减少的同时,却使其抽穗提前,可育性得到一定程度的恢复;5-FU处理还使农垦58的抽穗被完全阻止。在短日照下,5-FU处理则使农垦58S与农垦58在穗长与颖花数减少的同时,其抽穗反被延迟,可育性受到抑制而结实率显著降低,上述效应还可被随后施用的恢复剂乳清酸所弱化。因此可以认为光敏核不育现象与稻穗发育中核酸代谢的改变有关。     

核酸代谢抑制剂对水稻光敏核不育性的影响

在稻穗分化的二次枝梗期后,观察比较了叶片喷施核酸代谢抑制剂５ＦＵ对水稻光敏核不育性及幼穗发育的影响,结果表明：长日照下,５ＦＵ在使农垦５８Ｓ穗长缩短、颖花数减少的同时,却使其抽穗提前,可育性得到一定程度的恢复;５ＦＵ处理还使农垦５８的抽穗被完全阻止。在短日照下,５ＦＵ处理则使农垦５８Ｓ与农垦５８在穗长与颖花数减少的同时,其抽穗反被延迟,可育性受到抑制而结实率显著降低,上述效应还可被随后施用的恢复剂乳清酸所弱化。因此可以认为光敏核不育现象与稻穗发育中核酸代谢的改变有关。     

Effect of End-of-day far-red light exposures on fertility alteration and flowering in photoperiod-sensitive genic male-sterile rice

The rice photoperiod-sensitive genic male-sterile mutant (PGMR) is sterile under long days, but fertile in short days. Phytochrome is involved in the photoperiod-induced male-sterile process. To investigate the mechanisms, of phytochrome action in PGMR, end-of-day (EOD) experiments were carried out. Flowering in PGMR was delayed considerably by EOD far-red light exposures following a short day of 10 hr, whereas its fertility decreased to the same extent as the original line. This result suggests that photoperiod response mediating fertility alteration in PGMR somewhat differed from that in flowering,i.e., fertility alteration and flowering might be under the separate phytochrome signaling control.     

免疫测定光敏核不育水稻中光敏色素Ⅰ含量

光敏核不育水稻（农垦５８Ｓ）是中国水稻研究中的一个重要发现,在水稻杂交育种上有巨大潜力。研究表明：农垦５８Ｓ的雄性不育性受光周期调控,光敏色素是育性转变过程中光周期反应的光受体,然而,鉴于高等植物中存在至少两种不同的光敏色素分子,并且它们同时存在于水稻中,人们对调节农垦５８Ｓ雄性不育过程的光敏色素分子种类及作用方式仍然不清楚。本文采用酶联免疫吸附测定法（ＥＬＩＳＡ）,比较了不同光周期下农垦５８Ｓ和对照品种农垦５８叶片（光周期感受器官）中光敏色素Ｉ（ｐｈｙＡ）的含量。从农垦５８Ｓ的二次枝梗原基分化期开始,进行１０天的光周期处理。一组为短日照（ＳＤ）,另一组为长日照（ＬＤ）。在第１０个暗期结束前,于暗绿光下收获每株水稻的最上部两片新展叶,立即保存在液氮中。样品在研钵中磨成液氮粉,然后加入提取液（含５０ｍｍｏｌ／ＬＴｒｉｓ－ＨＣＩ和０．２ｍｏｌ／Ｌ巯基乙醇,ｐＨ８．５）匀浆。粗提液经０．５％聚乙烯亚胺（ＰＥＩ）沉淀后,上清液供ＥＬＩＳＡ分析。以燕麦ｐｈｙＡ的多克隆抗体、单克隆抗体分别作ＥＬＩＳＡ的一抗和检测抗体。采用ＥＬＩＳＡ可以专一性地检测水稻ｐｈｙＡ（Ｔａｂｌｅ１）。几次独立的实验说明,光周期处理对ｐｈｙＡ含     

Studies on Photoperiod-sensitive Genic Malesterile Rice in Terms of Developmental Biology

Investigations on the mechanism of fertility alternation and its regulation in photoperiodsensitive genic male-sterile rice (PGMR) have received considerable attention due to the important significance in both basic research of plant developmental biology and PGMR potential value in the development of two line hybrid rice seed programs. The present review described the major achivements of study on PGMR in terms of developmental biology: phytochrome was found to be the photoreceptor involved in photoperiod-modulated fertility alternation in PGMR; chloroplasts played a significant role in the photoperiodic signal transduction; gibberellins and auxin might be the chemical signals for fertility regulation; identifying of special proteins promoted the exploration of specially expressed genes related to fertility regulation in PGMR. The author hypothesized that four main steps of photoperiodic signal transduction were involved in the realization of male sterility-multistage magni-fied injury effects to normal function of PGMR induced by long-day stress. There was defect in the anther development of PGMR, and the resistance of anthers to environmental stress was weakened. The multifactor coaction model for photoperiod regulation in fertility alternation in PGMR was proposed and discussed.     

Effect of Photoperiod Treatments on Phytochrome a Levels and Its mRNA Abundance in Photoperiod-Sensitive Genic Male-Sterile Rice Mutant and the Wild Type

The effect of photoperiod treatments on phytochrome A (Phy A) level and its mRNA abundance in the leaves of a photoperiod-sensitive genic male-sterile mutant (Nongken 58S) and its wild type ("Nongken 58') of Oryza sativa L. was investigated. The top two leaves of each rice shoot were harvested at the end of the last dark phase of 10 cycles during photoperiod-sensitive stage for fertility alteration of the mutant. Phy A was measured by a sandwich enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) using rabbit polyclonal and mouse monoclonal antibodies. Compared with longday (LD) treatment,short day (SD) resulted in 38.5% increase of relative Phy A content in the mutant, only 18.5% increase in the wild type. In an extended darkness (25 h), the accumulation of Phy A also appeared to be more rapid in the mutant seedlings than in its wild type. RNA dot blot analyses with RPA3 (a cDNA clone of rice Phy A) as a probe showed:the abundances of Phy A mRNA in top leaves of Nongken 58S and "Nongken 58" were obviously higher in SD than those in ID at the end of dark phase of 5 d and 10 d photoperiod treatments. Moreover, under SD Phy A mRNA contents in Nongken 58S were more than those in "Nongken 58" during the whole photoperi- od-sensitive stage for fertility alteration. In addition, after 10 cycles of end-of-day far-red irradiations (EOD FR), the heading and flowering date of the mutant was delayed for 2 d. However, EOD FR had little or no effect on male fertility of the mutant.     

晚粳,早籼光敏核不育水稻幼穗分化后光周期效应的比较

报道了日长对不同晚粳（Ｏｒｙｚａｓａｔｉｖａｓｕｂ．ｊａｐｏｎｉｃａ）及早籼（Ｏ．ｓａｔｉｖａｓｕｂ．ｉｎｄｉｃａ）水稻幼穗发育的影响。发现在晚粳中,二次枝梗期之后所给予的长日处理除延迟幼穗分化进程外,还会影响颍花的发育,表现为颍花密度及结实率下降。而早籼稻中则无明显的类似效应。因此日长对幼穗发育的影响与日长对幼穗分化诱导的影响有一定的相关性。同时,长日对晚粳幼穗发育的影响与引起光敏不育表现的时期相同,表明光敏不育水稻的雄性不育是该突变体雄蕊发育对长日抑制幼穗发育影响的一种特殊反应。     

Comparison of Photoperiodic Effects of Panicle Development After Panicle Initiation Between Late Japonica and Early Indica Photoperiod sensitive Genic Male sterile Rice (PGMR) Lines

For understanding the mechanism of photoperiodic-sensitive male sterility in rice ( Oryza sativa L. ). The authors have studied the day-length effects on the rice panicle development after the initiation of the secondary branch primordia (SBP). It was found that the long-day illumination after the initiation of SBP not only delayed heading, but also affected the panicle morphology of late japonica rice lines. These effects were not seen in the early indica dee lines. The similarity of the day-length effects after SBP and before the panicle initiation, as well as the synchronization between the above-mentioned effects and the one caused male sterility of PGMR, supported the hypothesis that the photoperiodic-sensitive male sterility in PGMR is consequent upon the failure of male organ development response to the long-day stress by the mutation.     

光敏核不育水稻开花和育性转变不同的光反应

从光敏核不育水稻"农垦585"幼穗分化至二次枝梗期开始,在每天的短日照光期（10h日光）结束、暗期开始时（EOD）进行15d的远红光（FR）照射实验,以比较开花、育性转变过程对短暂的远红光（FR）或红光（R）的反应。EODFR明显抑制水稻植株开花（穗分化）,导致"农垦585"和原种"农垦58"的抽穗期均比短日照下推退7d,表现为长日照效应,而"农垦58S"的结实率与原种相比却无显著变化。这暗示诱导农垦58S开花、育性转变过程的光反应可能有差异,前者不仅与光周期有关,且受EODFR的剧烈影响,而育性主要受光周期（临界暗期）控制,基本上不受EODFR的调控。     

光敏核不育水稻幼穗的乙烯生成与育性转换

研究了在不同光温组合下光敏核不育水稻（ＰＧＭＲ）农垦５８５（ＮＫ５８Ｓ）及普通水稻品种农垦５８（ＮＫ５８Ｂ）的幼穗乙烯生物合成变化及其与育性表达的关系。结果表明ＮＫ５８Ｓ幼穗乙烯生成受光周期和温度的共同调节,而光周期对ＮＫ５８Ｂ幼穗乙烯生成无明显影响。ＮＫ５８Ｓ幼穗乙烯生成的变化与育性转换光温作用模式完全吻合。其幼穗乙烯释放速率（ＥＲＲ）与花粉可育度（ｌｎｙ）呈极显著负相关。用ＡＶＧ抑制乙烯生成可使ＮＫ５８Ｓ（ＬＤ）不育性明显逆转,而用ＡＣＣ促进乙烯生成又可急剧降低ＮＫ５８Ｓ（ＳＤ）的可育水平。表明幼穗乙烯生成与ＰＧＭＲ育性表达密切相关,乙烯参与育性转换的调控并可能起着重要作用。