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[期刊] 中国农业科学
[作者]
刘文娟 常丽娟 岳丽杰 宋君 张富丽 王东 吴佳蔚 郭灵安 雷绍荣
【目的】光系统Ⅱ的非光化学叶绿素荧光淬灭是高等植物响应环境变化最快速的光保护机制,玉米具备叶肉和维管束鞘2种叶绿体结构,本研究通过比较2个玉米品种的光合耐旱能力,探究维管束鞘叶绿体的非光化学淬灭对玉米耐旱性的意义。【方法】以成单30和仲玉3号2个玉米品种为研究材料,设置土壤相对含水量为70%—80%田间持水量(FWC)(充足浇水,对照)、50%—60%FWC(中度干旱胁迫)和35%—45%FWC(重度干旱胁迫)3个土壤水分梯度处理。测定玉米叶片的水分状况、叶绿素含量、活性氧积累、质膜透性和气体交换等参数;应用叶绿素荧光动力学显微成像观测,比较玉米叶肉和维管束鞘叶绿体的叶绿素荧光参数Fv/Fm和NPQ;通过免疫印迹法,分析玉米叶肉和维管束鞘细胞光系统Ⅱ亚基S(PsbS)稳态水平的变化差异;采用蓝-绿胶温和电泳分离,检测玉米光系统Ⅱ蛋白复合体的水平。【结果】干旱胁迫导致叶片气孔导度和蒸腾速率下降,2个玉米品种间没有明显差异。但成单30在重度干旱下表现出更好的水分状况、更低的活性氧损伤以及更高的光合速率。玉米叶肉和维管束鞘叶绿体的NPQ水平及PsbS蛋白含量受干旱诱导明显上升,维管束鞘中的上升更显著,成单30表现尤为突出。不同于仲玉3号光系统Ⅱ蛋白复合体水平的下降,重度干旱胁迫后,成单30的捕光蛋白三聚体水平在叶肉和维管束鞘细胞中均有所升高。【结论】2个玉米品种的光合机构对干旱胁迫的气孔响应能力相当,但相较仲玉3号,成单30的维管束鞘叶绿体具备更优越的非光化学淬灭能力,这对其更强的非气孔限制的光合耐旱性具有积极意义。
[期刊] 林业科学
[作者]
史胜青 袁玉欣 杨敏生 梁海永 张金香
The changes of photochemical quenching(q P) and non-photochemical quenching(q N)of chlorophyll a fluorescence in leaves of four tree seedlings (Gleditsia sinensis,Juglans regia, Diospyros kaki and Diospyros lotus) were different between two different water stress ways:detached drought treatment an...
关键词：
水分胁迫 光化学淬灭 非光化学淬灭 苗木
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
胡举伟 张会慧 逄好胜 孙广玉
以转2–Cys Prx基因烟草(龙江911)为材料,测定和分析了干旱胁迫下转基因烟草的光化学活性。结果表明:干旱胁迫下,转2–Cys Prx基因烟草叶片OJIP曲线上K点和J点的相对荧光强度增加量明显低于非转基因烟草,而2 ms时有活性反应中心的开放程度(Ψo)明显高于非转基因烟草;增强2–Cys Prx基因的相对表达,增加了干旱胁迫下烟草叶片PSⅡ电子供体侧OEC的电荷分离能力和受体侧QA向QB的电子传递能力;转2–Cys Prx基因烟草叶片在干旱胁迫下,吸收光能用于QA–以后的电子传递的能量比例(φEo)明显大于非转基因烟草,而非光化学猝灭的最大量子产额(φDo)。2–Cys Prx基因的...
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
张鹏翀 应求是 莫亚鹰
为筛选出节水耐旱型的优良林下地被植物,试验选取了赤车Pellionia radicans,点腺过路黄Lysimachia hems-leyana,伏地卷柏Selaginella nipponica,翠云草Selaginella uncinata,江南卷柏Selaginella moellendorfii,轮叶景天Sedum chauveaudii,沿阶草Ophiopogon bodinieri和江南景天Sedum kiangnanense等8种阴生型地被植物,分析了干旱胁迫对其耗水和最大光化学效率(Fv/Fm)的影响。采用连续干旱的方法,测定不同干旱胁迫下各植物的日耗水规律;采用人为控制土壤相...
[期刊] 华北农学报
[作者]
丛雪 齐华 孟凡超 刘明
以抗旱性不同的3个玉米品种京单28、郑单958、京科25为试材,研究干旱胁迫下玉米的叶绿素荧光参数及质膜透性的变化。结果表明:干旱胁迫对叶绿素荧光参数的影响非常显著,干旱胁迫会降低玉米PSⅡ的原初光能转化效率(Fv/Fm),使PSⅡ反应中心开放部分比例(qP)降低,用于光合作用电子传递的份额(qP)减少,而以热能的形式耗散,过量的光能不及时耗散会使光合器官受到损伤,导致玉米叶片原生质膜结构伤害,从而引起膜的透性增大,玉米叶片中丙二醛、脯氨酸含量变化。
关键词：
玉米 抗旱性 干旱胁迫 叶绿色荧光
[期刊] 华北农学报
[作者]
朱凡 徐芷琪 段雨洁 李阳阳 宋有洪
为探究花丝对干旱胁迫的分子响应，以安农591和先玉335为材料，设置土壤含水量为80%田间持水量(CK)和60%田间持水量(DS)的2个处理，在玉米花丝伸长速增期取样，进行转录组测序。通过对比2个品种干旱组和对照组的基因表达差异，明确玉米花丝响应干旱的关键通路和相关候选基因。结果表明：苯丙烷类生物合成途径(ko00940)和淀粉和蔗糖代谢途径(ko00500)为玉米花丝响应干旱的关键通路。在苯丙烷类生物合成途径通路中编码4-香豆酸-辅酶A连接酶(4CL)、肉桂酰辅酶A还原酶(CCR)、肉桂醇脱氢酶(CAD)和过氧化物酶(POD)的基因在干旱的玉米花丝中低表达。相关分析表明，编码4CL、CCR、CAD和POD的基因下调与木质素含量降低有关。在淀粉和蔗糖代谢途径中转化酶和蔗糖合酶基因在干旱的玉米花丝中低表达；相关分析表明，转化酶和蔗糖合酶基因下调与蔗糖代谢有关。综上所述，本研究确定了参与蔗糖和木质素代谢的关键基因和代谢物，木质素合成可能与玉米花丝耐旱相关，4CL、CCR、CAD和POD是木质素合成通路中玉米花丝耐旱的候选基因；此外，淀粉和蔗糖代谢途径可能与花丝伸长和花丝耐旱有关，转化酶和蔗糖合酶可能是调控花丝耐旱的关键酶。
[期刊] 西南农业学报
[作者]
陈检锋 陈华 李在凤 王攀磊 尹梅 刘俊 付利波 洪丽芳 苏帆 王志远
【目的】探讨云南省云瑞系列12个玉米杂交品种在对干旱胁迫及旱后复水的响应,为玉米抗旱及弹性恢复机理研究、品种选育及云南省玉米春季播种用种选择提供理论依据。【方法】在遮雨棚内,采用PVC管栽法测定云瑞系列12个杂交玉米品种在极端干旱中期、末期及胁迫结束后复水处理下的地上及地下响应特征,并对各个指标及系数进行主成分分析。【结果】干旱胁迫下各玉米品种的地上干重、地下干重、根表面积及根体积均比对照下降,且各指标与对照比值随胁迫时间的延长而下降。在复水后玉米出现补偿生长,各指标均有所恢复。在干旱胁迫第30天,抗旱性较强的品种包括云瑞6、云瑞10、云瑞21、云瑞47、云瑞88、云瑞68。在干旱胁迫天数增加至60 d时,云瑞505、云瑞999、云瑞21、云瑞2、云瑞7则表现出更高的抗旱性;在复水后,云瑞21、云瑞68、云瑞8、云瑞7、云瑞2表现出较强的恢复力。【结论】云瑞21在极端干旱复水后,仍能够更有效地恢复生长能力,能更好地抵御干旱,具有较高的弹性恢复力,保证稳定的玉米生物量及产量,该品种可作为云南春播时期遭遇严重干旱时的玉米抗旱品种推广应用。
关键词：
玉米 复水 抗旱性 恢复 根系
[期刊] 华北农学报
[作者]
崔蓉 王天野 王呈玉 李锦秀 张欣宇 刘淑霞
旨在探究不同干旱胁迫程度对东北半干旱地区玉米生长性状及产量的影响,为深入研究玉米抗旱的生理机制奠定理论基础。采用抗旱棚微区试验,选用3种不同耐旱程度的玉米品种,于玉米拔节期、抽雄期及灌浆期分别设置正常供水(CK)、轻旱(LS)、中旱(MS)、重旱(SS)及持续干旱处理(S)5个水分梯度,综合性分析不同干旱胁迫程度对3个玉米品种生长性状及产量相关指标的影响。随干旱程度的不断加重,玉米株高、穗位及干物质量逐渐降低,茎粗随干旱程度的增加无明显差异,其中金庆707玉米品种株高、穗位及干物质积累量最高,嫩单19及富单16次之。玉米于抽雄期干旱胁迫时果穗性状变化最明显,且重旱下玉米产量最低,持续干旱无产量。同一干旱程度下玉米品种耐旱性越差,减产越大,玉米品种产量大小具体表现为金庆707>嫩单19>富单16。采用多个指标进行综合性分析得出,玉米抽雄期为玉米需水关键期,较易受到干旱胁迫的影响,同时指出抽雄期干旱胁迫亦或干旱胁迫程度严重是最终导致玉米产量降低的主要因素。
关键词：
玉米 干旱胁迫 生长性状 产量
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
莫伟平 严婷婷 崔春梅 王博茜 邢思年 贾文锁 刘国杰
以3年生自根‘巨峰’(Vitis vinifera‘Kyoho’)葡萄为试验材料,利用FMS-2荧光仪测定葡萄叶片的荧光指标,探讨干旱对葡萄叶片PSⅡ光化学效率以及光能分配的影响。结果表明,控水第1天,叶片过剩光能(Ex)便显著高于对照;控水第2天,叶片吸收的光能中应用于天线热耗散的份额(D)、非光化学猝灭(NPQ)显著高于对照,而用于光化学反应的份额(P)显著低于对照;控水第3天,叶片的天线转化效率(F′v/F′m)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)显著低于对照,激发能在2个光系统间的分配不平衡性(β/α-1)显著提高;控水第4天叶片的光化学猝灭系数(qP)显著低于对照;最大光化学效率(Fv/Fm...
关键词：
葡萄 干旱 光化学效率 光能分配
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
单守明 刘国杰 李绍华 苗鹏飞
以草莓为试材,研究叶面喷施二烷氨基乙醇羧酸酯(DA-6)对叶绿体光化学反应和Rubisco活性的影响。结果表明,处理14 d后,10和20 mg/L DA-6分别使草莓叶片净光合速率提高了7.6%和16.4%,同时还提高了叶绿素含量、叶绿体Hill反应、光合磷酸化活性和Mg2+-ATPase活性,并使Rubisco活性各提高了7.9%和16.9%。40 mg/L的DA-6降低了叶片的光合作用速率、叶绿素含量、叶绿体光化学反应和Rubisco活性。试验结果表明,叶面喷施DA-6能调节草莓叶片叶绿体光化学反应和Rubisco活性,并同时影响叶片的净光合作用速率。
[期刊] 林业科学
[作者]
刘俊祥 于永畅 郎蓬蓬 沈豪 巨关升 孙振元
【目的】皮层光合对CO2的再固定可增加植株的碳收益,在叶片光合受阻时保障植株的生存延续。光合作用决定于叶绿体的结构和功能,研究皮层叶绿体的光化学特性及其结构的特化,可为揭示皮层光合运行、调节的生理和分子机制奠定基础。【方法】以旱柳当年生枝条为材料,在明确枝条中叶绿体的分布及其光化学效率的基础上,解析枝条皮层叶绿体与叶片叶绿体的光化学特性和结构的差异。【结果】旱柳枝条从髓到表皮均有叶绿体分布,皮层组织叶绿体的最大光化学效率最高,显著高于维管组织和髓。枝条皮层叶绿体的叶绿素b与叶绿素a、类胡萝卜素与总叶绿素的比例显著高于叶片叶绿体。枝条皮层叶绿体的PSⅡ激发能分配比例是叶片叶绿体的1.4倍。皮层叶绿体较叶片叶绿体具有较高的长、短轴比例。皮层叶绿体具有完整的亚细胞器结构,其中基粒片层占总片层数的比例、淀粉粒占叶绿体的比例显著高于叶片叶绿体。【结论】皮层组织叶绿体是枝条光合的主要贡献者。皮层叶绿体通过增加受光面积、提高天线色素比例,增加对枝条中有限光能的捕捉;通过提高光保护色素的比例减轻光氧化胁迫;通过增加类囊体的垛叠面积,促进光能向反应中心PSⅡ的传递;通过储藏淀粉,为枝条的非结构性碳水化合物需求提供保障。皮层叶绿体通过对光合色素组成的调整和亚细胞器结构的特化来适应枝条内的理化环境,最大限度地利用枝条中有限的光能。
[期刊] 林业科学
[作者]
刘俊祥 于永畅 郎蓬蓬 孙振元
【目的】研究枝条叶绿体光化学特征的径向异质性和组织特异性,可为确定枝条中不同组织对枝条碳同化的贡献以及揭示叶绿体对枝条异质性光环境的适应机制提供依据。【方法】测定照光和黑暗条件下旱柳无性系当年生枝条的CO_(2 )释放速率,评价枝条光合的碳回收贡献。测定树皮绿色组织、木质部和髓心的光合色素含量、吸光系数、光化学效率、电子传递速率,分析不同组织中叶绿体光化学特征的差异。【结果】饱和光强下旱柳当年生枝条的总光合速率达到1.27μmolCO_2·m~(-2)s~(-1),可将77%呼吸消耗的碳回收固定。在旱柳当年生枝条中,树皮的总叶绿素含量显著高于木质部和髓心,分别是木质部和髓心的15.90和1.83倍。叶绿素b与叶绿素a的比例随径向深度的增加由树皮至髓心呈显著升高的趋势,树皮中的类胡萝卜素含量、类胡萝卜素与叶绿素的比例均显著高于木质部。旱柳当年生枝条不同组织的吸光系数沿径向方向显著降低,树皮绿色组织的最大光化学效率、实际光化学效率和相对电子传递速率显著高于木质部和髓心。【结论】枝条光合可将77%呼吸消耗的碳回收。不同组织的光合色素含量和光化学效率呈现随径向深度增加而显著降低的规律,树皮绿色组织是枝条光合的主要载体。树皮绿色组织具有较强的光保护能力,木质部和髓心通过光合色素比例的调整最大限度地捕捉组织中有限的光能。
关键词：
枝条光合 叶绿素 光化学效率 异质性
[期刊] 中国农业科学
[作者]
张子山 杨程 高辉远 李耕 刘鹏
【目的】阐明玉米叶片衰老过程中叶片叶绿素降解与光合作用光反应活性的关系,为选育长效光合持续期的作物品种提供理论基础。【方法】本研究使用保绿型玉米品种"齐319"(Q319)和早衰型玉米品种"黄早4"(HZ4)为材料,在严格控制环境因素的条件下,用乙烯利诱导离体叶片衰老,通过快速叶绿素荧光诱导动力学曲线分析(OJIP test)和820 nm光吸收曲线技术,研究衰老过程中叶片叶绿素含量、光合速率、光系统1(PSI)和光系统2(PSII)光化学活性的变化,并分析光化学活性下降与叶绿素降解的关系。【结果】在衰老过程中,与保绿品种相比,早衰品种HZ4叶片的光能吸收能力、能量的转化效率以及PSI和PSI...
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
武建新 李丹竹 陈桂华 张鹤山 张志飞
以9个白三叶品种(海发、惠亚、超级惠亚、碧胜、G18、鄂牧1号、克塞、皮陶、克劳)为试材,分别进行10%聚乙二醇6000(PEG6000)渗透胁迫种子发芽试验和苗期盆栽干旱–复水试验,通过加权隶属函数法对白三叶品种耐旱性进行评价。结果表明:萌发期PEG胁迫抑制了种子萌发,但各品种不同的萌发指标对PEG敏感程度存在差异,其中活力指数和发芽指数受抑制较为明显,发芽势和发芽率受抑制较轻微;萌发期耐旱性评价时权重较高的指标是相对根系体积、相对根系表面积和相对活力指数;苗期各品种对干旱的反应差异较大,大部分品种的根系生长因干旱胁迫而受抑制;苗期权重较高的指标是存活率、相对根系体积、相对地上生物干质量。各品种萌发期耐旱性由强到弱依次是海发、惠亚、超级惠亚、碧胜、G18、鄂牧1号、克塞、皮陶、克劳;苗期耐旱性由强到弱依次是克塞、超级惠亚、克劳、惠亚、鄂牧1号、碧胜、海发、G18、皮陶;萌发期和苗期耐旱性排序间没有相关性。超级惠亚的综合耐旱性最好。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
刘云鹏 申思 潘余强 张莉 林珊 薛盈文 周顺利
为进一步明确玉米叶-气温差和叶温差日变化特征及其对干旱的响应与品种差异,通过人工旱棚控水,设置充分供水、轻度胁迫、中度胁迫和重度胁迫4个土壤水分处理,研究5个玉米杂交种功能叶片表面温度及环境光温湿度日周期变化特征,比较分析了不同生育时期叶-气温差和叶温差的变化特性及其与环境因子的关系。结果表明:1)叶-气温差是衡量玉米水分丰缺状况的1项有效指标。在充足供水条件下玉米叶-气温差较为稳定,维持在-4.0~-1.0℃范围内,干旱胁迫下均表现出升高趋势,重度胁迫与充足供水处理之间的差值可达5℃以上,且多出现于12:00—16:00;2)叶温差日变化表现为先升高后降低趋势,并随着干旱胁迫程度的加大而增大...
关键词：
玉米 干旱胁迫 杂交种 叶温差 光温湿度
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