基于糖原代谢调控的蓝细菌光合细胞工厂优化研究进展

蓝细菌是重要的光合自养微生物,也是最具潜力的光合微生物底盘之一,被广泛应用于光驱固碳细胞工厂的开发.糖原是蓝细菌最重要的天然碳汇物质,糖原代谢对蓝细菌光合碳流的分配和调控具有重要意义.为了优化蓝细菌光合细胞工厂的合成效能,驱动更多的光合碳流重定向至目标代谢产物的合成,已经有多种策略和方法被成功开发用于调控蓝细菌的糖原代...     

岩溶石漠化治理优良先锋植物种类光合、蒸腾及水分利用效率的初步研究

针对西南岩溶石漠化地区干旱缺水的特点,采用Li-6400对其先锋树种任豆、金银花、狗骨木的光合、蒸腾及水分利用效率等特征进行分析,以揭示先锋树种利用水分生理生态学特征,从而提出植被恢复的对策。光响应模拟结果表明金银花和狗骨木符合Walker的非直线双曲线模型。蒸腾临界值狗骨木(幼树期)最小,金银花次之,任豆树较大,说明阳性树种任豆具有较大的蒸腾拉力,能够从土壤提取更多的水分,以减少岩溶石漠化地区强光引起的高温灼伤。任豆树、金银花、狗骨木具有同地带干性或沙漠优势植物的光合速率特征。任豆树有较耐受强光的能力,这与其在石漠化地区总是能够成为优势层片优势种的地位相符。三种植物光有效辐射与叶片蒸腾的呈极显著的线性关系;任豆树的蒸腾作用受气孔调节明显;狗骨木有较高的水分利用效率。上午9点左右和下午5∶00~6∶00是这些石漠化地区植物水分利用最高时间段。可以说这三种植物具有适应石漠化地区干旱和高温的生理生态学适应特征和避旱避高温策略,并保持旺盛的生物生产力。从植物固定碳水化合物效率并提高水分利用效率而言,三种植物套种,任豆树能够对藤灌植物适当遮荫,对加速狗骨木生长,提高金银花的产量将具有较好的效益。     

不同砧木嫁接番茄光合特性的研究

采用LI-6400便携式光合作用系统对田间条件下嫁接番茄(珍红/砧木1号,珍红/桂砧1号)以及接穗(珍红)的光合作用特性进行了系统研究。结果表明:自根苗的光饱和点显著高于嫁接苗;自根苗和嫁接苗的光补偿点差异不显著,以珍红/桂砧1号最高(31.8μmolphotons·m-2·s-1),珍红/砧木1号最低(17.6μmolphotons·m-2·s-1);嫁接苗的CO2补偿点显著低于自根苗,且珍红/桂砧1号与自根苗的差异达极显著水平;表观量子效率变化范围为0.062~0.073;CO2饱和点在844~971μmolCO2·mol-1左右,CO2羧化效率变化范围为0.055~0.086molCO2·m-2·S-1;光合作用CO2补偿点珍红、珍红/砧木1号和珍红/桂砧1号分别为74.0、60.8和50μmolCO2·mol-1。嫁接苗的日平均光合速率和蒸腾速率高于自根苗,但两者的日进程曲线均为“单峰型”,其光合作用不存在“午休现象”。     

珍珠芦荟失绿突变体‘MT-1’的农艺性状、解剖结构、光合特性和代谢组特征分析

为阐明珍珠芦荟叶色突变的变异机制, 以珍珠芦荟(Aristaloe aristata)叶色失绿突变体‘MT-1’及其叶色正常种质‘WT-18’为试材,对其表型特征、叶片超微结构、光合色素含量、叶绿素荧光参数、差异代谢产物等方面进行了对比研究。结果表明, 与‘WT-18’相比,突变体‘MT-1’从幼叶开始呈现出黄化条斑现象,且株型变小、生长缓慢;气孔数量少且小,形状由长方形变成正方形;叶绿体数量及内部片层数量变少、体积也明显变小;光合色素(叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素)含量和叶绿素荧光动力参数(F_o、F_m、F_v/F_m、ФPSⅡ、qP、qN和ETR)均显著降低。‘MT-1’和‘WT-18’的代谢产物差异明显,KEGG代谢通路分析表明,大多数差异代谢物富集到氨基酸代谢、糖代谢、脂类代谢、核酸代谢、次级代谢产物生物合成等途径。因此,叶绿体相关基因的改变可能是发生叶色失绿突变的重要原因。     

重庆地区几种常见单叶与复叶树种叶内生物量分配及异速生长分析

以6种复叶和7种单叶树种为材料,对叶内光合结构和支撑结构的生物量分配及异速生长关系在单叶和复叶树种中的变化规律进行研究.结果显示:单叶树种支撑结构的生物量投资比例显著大于复叶.单叶树种的支撑结构质量比与叶大小(叶面积和总叶干重)无明显的相关性,其光合结构与支撑结构呈等速生长关系;复叶树种的支撑结构质量比随叶大小的增加而...     

小兴安岭不同生长型阔叶植物叶性状变异及权衡

植物叶功能性状的变异模式以及相关关系一直是解析植物对气候变化响应机制的关键,然而不同生长型阔叶植物间叶片结构性状和光合生理性状变异及相关性的异同性尚不清晰。该研究以典型阔叶红松(Pinuskoraiensis)林中的优势或常见的18种阔叶植物为研究对象,通过测量4个结构性状(叶面积(LA)、叶片厚度(LT)、叶干物质含量(LDMC)和比叶质量(LMA))和4个光合生理性状(叶绿素值(SPAD)、胞间CO₂浓度(Ci)、气孔导度(G_s)和净光合速率(P_n)),分析了在不同生长型阔叶植物叶片结构性状和光合生理性状的变异及相关性。结果表明:不同生长型植物叶功能性状的变异范围为7.73%–74.54%,其中种间变异是LA和LT的主要变异来源, C_i、SPAD、LDMC以及LMA的变异主要由生长型驱动, G_s和P_n变异的主要来源是种内;不同生长型叶功能性状间存在显著差异,其中草本的LA、LT和Ci显著高于灌木和乔木,乔木的LMA、LDMC、SPAD、P_n<...     

PAC对谷子花后土壤氮素供应和叶片抗氧化特性的影响

全基施肥方式会造成作物全生育期内营养供应失衡,导致生育后期缺氮早衰。为探究聚天门冬氨酸和壳聚糖复配剂(PAC)保障谷子(Setariaitalica)花后氮素供应和调控叶片抗氧化特性的机制,建立全基施肥背景下东北春谷防衰增产的生产技术,于2020–2021年在中国农业科学院作物科学研究所公主岭试验站开展大田试验,以谷子品种张杂谷13号和华优谷9号为材料,设置常规氮素(CN)和PAC配合氮素(PN) 6个氮素水平(0、75、112.5、150、225和337.5 kg·hm^–2)播种前进行全基施肥处理。结果表明,与常规氮肥处理相比,相同施氮量下,PAC处理后,两品种谷子花期和灌浆中期0–20cm和20–40 cm土层土壤硝态氮和铵态氮含量升高,花后叶面积显著增大,叶面积降幅减小;花后0–40天旗叶超氧化物歧化酶、过氧化物酶及过氧化氢酶活性升高,丙二醛含量降低。因此, PAC有效保障了谷子生育中、后期土壤氮素的供应,提高了叶片抗氧化能力,延缓了叶片衰老进程,进而提高产量。2020年和2021年Z13的增产幅度分别为11.24%–21.55%和8.65%–14.22%,...     

最适钩藤生长及生物碱积累培养基的筛选

[目的]旨在筛选最适合钩藤幼苗生长发育及生物碱积累的培养基。[方法]以6种培养基(WPM、1/2MS、MS、White、B5、N6)培育的钩藤幼苗为研究对象,统计各个培养基中钩藤种子的萌发率并记录钩藤幼苗的表型;利用丙酮乙酰混合液法测定钩藤幼苗叶片的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总含量;运用HPLC分别测定钩藤幼苗叶片的钩藤碱和异钩藤碱含量。[结果]WPM培养基培育的钩藤种子萌发率最高,达42%,其余5种培养基的萌发率均低于30%,WPM培养基培育的钩藤幼苗的表型、鲜重和干重均为最优;1/2MS培养基培育的钩藤幼苗积累的光合色素含量最多,除叶绿素b含量与WPM有显著差异外,叶绿素a和叶绿素总量与WPM培养基均无显著差异;WPM培养基培育的钩藤幼苗叶片的钩藤碱和异钩藤碱含量均最高,是White培养基1.57和1.31倍。[结论]WPM培养基为钩藤种子萌发、生长发育以及生物碱积累的最适培养基,为钩藤优质微繁殖种苗的培育和药用成分的代谢合成的研究奠定了基础。     

不同氮素形态配比对甘薯前期氮代谢的影响及其生理机制

以3种不同类型的甘薯(Ipomoea batatas(L.)Lam.)为实验材料,根据氮素的3种形态设置5个配比处理(N1～N5),分别在栽秧后15、25和35 d取样测定甘薯不同器官的氮含量、功能叶氮代谢酶活性变化以及酶调控基因表达情况.结果显示:在同一生育期,N4和N5处理铵态氮和硝态氮配施下植株氮素的积累量明显高...     

作物氮肥利用效率遗传改良研究进展

氮素是植物生长发育所需的大量元素之一,施用氮肥是农业生产中提高农作物产量的重要手段.自20世纪60年代以来,"绿色革命"半矮秆农作物品种的育成和大面积推广有效地解决了"高产与倒伏"之间的矛盾,提高了农作物的收获指数和产量.然而半矮秆水稻和小麦品种也表现出生长发育对氮肥响应减弱、根系对铵态氮和硝态氮的吸收能力下降以及氮肥...