研究的主要目的是通过QTL分析对水稻叶片叶绿素含量进行遗传剖析。应用由247个株系组成的珍汕97B/密阳46重组自交系群体及其含207个分子标记的连锁图谱。分别在2002年和2003年考察亲本和重组自交系群体剑叶、倒二叶、倒三叶叶绿素a和b的含量,采用QTLMapper1.6统计软件进行QTL定位、上位性分析及其与环境的互作效应分析。在4个标记区间共检测到控制不同叶位叶绿素a、b含量的8个QTL,单个QTL的表型变异贡献率为1.96%～9.77%,其中2个QTL与环境之间存在显著互作;检测到9对影响叶绿素a、b含量的加性×加性上位性互作,其中1对具有显著的上位性×环境互作效应。与该群体产量性状...

采用Nipponbare(粳)/Kasalath(籼)//Nipponbare(粳)杂交衍生的98个株系所组成的回交重组自交系群体(backcross recombinant inbred lines,BILs)为试验材料,在生育前期(苗期-孕穗期),对水稻倒1叶和倒2叶的叶绿素含量进行数量性状基因位点(quantitative trait loci,QTL)分析,结果表明:共检测到12个非条件QTL和3个条件QTL,分布在第1,3,4,5,6和12号染色体上,单个QTL贡献率10.62%～34.41%之间。在苗期检测到的QTL位点相对较多,其中在第4号染色体上检测到一个从苗期到拔节期持续表达...

叶绿素是光合作用主要色素,叶绿素含量的高低和动态变化直接影响水稻穗部籽粒产量的形成。以典型直立穗粳稻品系沈农0530-9和大穗型高产籼稻北陆129杂交衍生的F2和F2∶3群体为试材,对不同生育时期叶绿素含量与穗部性状进行QTL(quantitative trait loci)分析。与直立穗粳稻沈农0530-9相比,高产籼稻北陆129不同生育时期均具有较高的叶绿素含量,且生育中后期叶绿素降解较为缓慢;不同生育时期亲本和遗传群体的叶绿素含量存在明显动态变化特征,叶绿素含量与穗部性状存在明显相关性,其中抽穗期和成熟期的叶绿素含量与穗部性状关系最密切。共检测到26和25个控制不同生育时期叶绿素含量和穗部性状相关的QTL,分布在1～11号染色体上;叶绿素含量与穗部性状相关QTL位点具有明显的遗传重叠和相对独立遗传特性,分布于第1、2、3、6和7号染色体上的QTL簇在控制叶绿素含量和穗部性状方面具有明显的遗传重叠效应,5个染色体区域包含22个相关的位点,占QTL总数44.0%,其他QTL位点遗传相对独立,其中位于第3染色体R3M10～RM6676区域和第6染色体RM587～RM19660区域具有明显的遗传多效性,不同生育时期的叶绿素含量和穗粒性状的遗传重叠效应较为明显;第2染色体RM1347～RM6247区域的qCJ2a、qCH2a、qCM2、qCD2、qTGW2、qGN2、qPW2和qSSR2是一个新的影响叶绿素含量和穗粒性状的多效性主效QTL,暂将其命名为qCHY2,该区域来自沈农0530-9的增效等位基因对生育中后期叶绿素含量具有明显的降低效应,具有明显降低穗粒数和籽粒充实性状的效应。研究结果进一步阐明了叶绿素含量和穗部性状间存在相互独立与相互依赖两种遗传关系,也为相关主效QTL簇的精细定位和功能解析奠定基础。

采用朱军包括基因型×环境互作效应的加性-显性-母体效应遗传模型(ADM模型)分析方法,研究了不同环境条件下玉米吐丝期叶片叶绿素含量性状的遗传主效应及其与环境互作效应。结果表明,玉米叶片叶绿素含量的遗传表现除了受制于基因的加性效应、显性效应及母体效应等遗传主效应外,还会明显受到遗传主效应与环境互作效应的影响。遗传主效应中以显性效应(VD)为主,加性效应(VA)次之。互作效应中以显性效应×环境互作效应(VDE)为主,其次为母体效应×环境互作效应(VME)。叶片叶绿素含量性状在早代不同环境中选择均具有一定的成效。在遗传育种中需要注意各种基因效应在不同环境中的差异,根据各亲本的遗传效应预测值,选用遗传...

利用由籼稻品种七山占与粳稻品种秋光杂交构建的一个包含162个株系(F10)的重组自交系群体,及其相应的包含122个SSR标记的遗传图谱,采用区间定位方法,对控制水稻孕穗期剑叶叶绿素含量的QTL进行定位分析。共检测到22个与孕穗期叶绿素含量有关的QTL,分别位于第3、7、10和12染色体上,包括对6个叶绿素a含量QTL、5个叶绿素b含量QTL、5个类胡萝卜素含量QTL和6个总叶绿素含量QTL,单个QTL对性状表型贡献率为7.4%～14.6%。

为了了解水稻叶片厚度对SPAD(土壤、作物分析仪器开发)值与叶绿素含量相关性的影响,通过研制厚度补偿式叶绿素仪和测定不同生育时期各20株水稻的叶片厚度、SPAD值和叶绿素含量,并分析水稻叶片经过厚度补偿前后SPAD值与叶绿素含量的相关性。结果表明:水稻叶片SPAD值在厚度补偿前后均与叶绿素含量呈显著相关,厚度补偿后的SPAD值与叶绿素含量的相关系数及显著性均得到提高,经过厚度补偿可以一定程度的消除叶片厚度差异带来的影响,且更能准确反映水稻不同生育时期叶绿素含量的变化趋势。

【目的】挖掘新的控制水稻叶绿素含量的相关位点和基因,为水稻叶绿素含量的遗传机制研究提供理论基础。【方法】利用剑叶叶色存在明显差异的粳稻TD70和籼稻Kasalath杂交构建的包含186个株系的重组自交系群体为供试材料,通过对两亲本及RIL群体重测序,构建了包含12 328个Bin标记的高密度遗传图谱。RIL群体及亲本分别于2011和2020年正季在江苏省农业科学院种植。抽穗后第3天使用叶绿素仪测定剑叶SPAD值。使用IciMappingv3.4软件完备区间作图法,对控制水稻抽穗期剑叶叶绿素含量的QTL进行鉴定。利用便携式光合仪测定RIL群体中20个SPAD极端株系的水分利用效率、蒸腾速率、气孔导度和净光合速率等光合作用参数。【结果】2年共检测到19个抽穗期剑叶叶绿素含量相关QTL,分别分布在除第8、9和10染色体外的其他9个染色体上。单一QTL贡献率为3.09%—13.13%,LOD值为2.74—14.08。通过物理位置比对,发现其中10个QTL与前人定位到的叶绿素含量相关位点在相同或邻近区域。qCHL2-1和qCHL5-1 2年均被检测到,表现出较强的稳定性。qCHL2-1位于第2染色体的7.63—7.71 Mb处,2年LOD值分别为14.08和7.93,贡献率分别为13.13%和7.94%。qCHL5-1位于第5染色体的23.44—23.49 Mb处,2年LOD值分别为4.31和3.76,贡献率分别为3.57%和4.82%。结合功能注释和亲本间序列分析,分别在qCHL2-1和qCHL5-1染色体区间内找到2个与剑叶叶绿素含量相关的基因Os02g0236000和Os05g0476700。这两个基因的核苷酸序列在两亲本间均存在差异。Os02g0236000编码水稻天冬氨酸氨基转移酶(AAT1),是水稻氮代谢途径中的重要酶,与蛋白质及氨基酸含量有关。Os05g0476700编码叶面斑点相关蛋白,推测与叶片颜色有关。根据AAT1在CDS+273 bp有无突变对RIL群体进行等位型分类。在20个SPAD极端株系中,AAT1不同等位型株系的剑叶SPAD值和水分利用效率、蒸腾速率、气孔导度和净光合速率等光合作用指标均存在显著差异。【结论】共检测到19个控制水稻抽穗期剑叶叶绿素含量QTL,鉴定了2个稳定存在的QTL——qCHL2-1和qCHL5-1,在这两个QTL区间筛选到2个可能调控水稻抽穗期剑叶叶绿素含量的基因。其中1个AAT1(Os02g0236000)不同等位型的光合作用参数在20个极端SPAD株系中存在显著差异,推测其为最可能的候选基因,可用于后续剑叶叶绿素调控基因的功能研究。

【目的】本文剖析了水稻叶绿素在不同时期的表达规律。【方法】利用由2个籼稻品种岗46B和A232杂交构建的包含173个株系(F10)的重组自交系群体,其相应的包含130个SSR标记的遗传图谱,采用完备区间作图法,检测2年2个生长阶段(分蘖期和抽穗期)控制顶三叶叶绿素含量的QTL。【结果】2年共检测到30个QTL,分布在第1、2、3、4、5和7染色体上的16个标记区间上,单个QTL对表型的贡献率为5. 91%～38. 69%。位于第3染色体RM231～RM3392区间,2年中共有8次被检测到,说明该区间上的QTLs受环境影响较小,且在不同生长阶段也能稳定表达,有利于提高叶片叶绿素含量,增强光合作用。与其他研究比较发现,定位在第3染色体RM5625～RM1350区段和RM231～RM3392区段、第4染色体RM280～RM1113区段和RM5473～RM303区段和第7染色体RM21253-RM248区段的位点可以在不同群体和不同环境下稳定表达。【结论】这些QTL将为进一步了解水稻叶绿素含量的遗传机制提供理论依据,可用于水稻分子标记辅助育种。

【目的】定位控制油菜叶片叶绿素含量的QTL，鉴定QTL区间的候选基因，为油菜高光效品种选育提供理论参考。【方法】在2种生态环境测定KN DH 群体348份品系叶绿素含量性状，结合KN高密度遗传连锁图进行叶绿素含量QTL定位和QTL区间候选基因鉴定。【结果】 在2个生态环境初步鉴定到34个叶绿素含量显著性QTLs，QTL区间整合获得31个叶绿素含量consensus QTLs，其中3个QTLs至少在2个种植环境鉴定到。2个QTL cqCC.A7-3和cqCC.A7-5在冬性和春性生态环境都能够鉴定到，属于冬性和春性环境稳定表达QTL；cqCC.A1-4在冬性生态环境中鉴定到，属于叶绿素含量性状的主效QTL。油菜叶绿素含量QTL置信区间共鉴定到66个潜在候选基因，其功能主要涉及叶绿素的生物合成和降解、光合作用中的光信号和电子传递，包括BnaA01g14880D（ACD1-LIKE）、BnaA07g29990D（AtWSCP）、BnaA01g22670D（LHCA3）、BnaC08g43200D（PSAO）、BnaC06g28800D (FTSH1) 和BnaC08g19460D (SAUL1)等。【结论】控制油菜叶绿素含量的QTL定位及其候选基因鉴定可为油菜叶绿素调控基因的精细定位、遗传基础解析以及油菜高光效育种提供基因资源和理论依据。

利用计算机视觉技术获取水稻叶片的颜色指标DGCI、Hv、I2、I3、(2G-R-B)/L*和Hv*Diff,结合BP网络、多元回归模型和遗传算法,建立叶绿素相对含量(SPAD值)的预测模型,对叶片SPAD值进行数学模拟,模型的数学表达式为Y=purelin[W5*tansig(W4*X,B4),B5]。利用所建立的模型对叶绿素相对含量(SPAD值)进行预测,结果与大田实测数据相对误差率仅为3.355 7%。

高光谱遥感技术为水稻叶片叶绿素含量的高通量、无损、准确监测提供了有效途径,然而高光谱数据的降维或特征光谱参数的选择是叶绿素含量有效反演的关键环节。利用2017年辽宁省盘锦市大洼水稻氮高效品种筛选试验基地的水稻叶片叶绿素含量与叶片高光谱数据,探讨了高光谱数据的降维方法与叶绿素含量的反演建模。首先应用最优子集选择算法(best subset selection)对工程常用的水稻叶绿素反演特征光谱指数进行优选,筛选出最优组合,作为叶绿素多元回归模型的输入特征;同时应用没有在光谱领域得到有效应用的基函数展开算法,利用Gram-Schmidt正交变换寻找叶片高光谱数据的基函数空间,再将高光谱数据投影到基函数空间从而实现降维,最后利用降维后的数据进行多元回归建模,反演叶绿素。结果表明:最优子集选择算法优选出的mNDVI(445,705,750)、NDVI(705,750)、PSRI(500,680,750)、RD(505,705)、RI1dB(720,735)、MCARI(550,670,700)、PPR(450,550)共7个特征指数组合,回归模型反演精度最高,决定性系数R2为0.844,均方根误差RMSE为0.926;基于基函数展开算法对400～1000nm波段范围601维高光谱数据降至13维,叶绿素反演回归模型的决定性系数R2达到0.861,均方根误差RMSE为0.906。说明基于基函数展开的高光谱降维与叶绿素含量估测方法效果较好,可为水稻叶绿素含量估测与长势诊断提供技术支持。

【目的】水稻突变体叶片叶绿素含量显著低于其野生型，但其光合电子传递效率与净光合值显著高于对照，文章旨在阐明其生理学机理并探讨其在高光效育种中的潜在应用价值。【方法】通过人工气候室的盆栽试验设置高光强（光照强度为７００—８００μｍｏｌ·ｍ～（－２）·ｓ～（－１））与低光强（光照强度约为１００—２００μｍｏｌ·ｍ～（－２）·ｓ～（－１））２个处理，并结合大田试验，观测突变体与野生型的叶绿素荧光、超氧阴离子含量、丙二醛含量、ｓｏＤ酶活性、叶绿体超微结构、叶片荧光显微结构与冠层温度。【结果】突变体材料叶绿素含量显著低于其野生型，并且光照强度对其叶绿素含量的效应也不相同。随着光照强度的增强，突变体叶片叶．．．

以水稻１１０３ｓ和亲本８９０２ｓ为材料，研究在降温条件下植株间断失绿性状表达过程中叶绿体蛋白质谱带、蛋白质含量与蛋白酶活性、光合作用变化。结果表明，在降温条件下，随性状表达１１０３ｓ的叶绿素含量下降，叶绿素ａ／ｂ值上升；在叶绿体蛋白质谱带中，２０ＫＤ、２５ＫＤ、５０ＫＤ等主带含量减少。从同一叶片性状表达的绿区与黄区叶绿体蛋白质比较看，黄区缺少１８ＫＤ，这说明同一叶片不同区域叶绿体蛋白质低温反应不同，从而造成蛋白质降解也不同，这是间断失绿性状表达的基础。从降温结束到性状表达（约２ｄ～３ｄ），叶片蛋白质含量下降与蛋白酶活性提高呈显著负相关；当性状逐渐消失时，蛋白质含量与叶绿素含量同步增长。据此认为...

对5个抗早衰能力有明显差异的籼稻恢复系灌浆中后期上3片功能叶的相对叶绿素含量(SPAD值)进行测定,分析了叶绿素含量及其变化趋势与谷物产量的关系。结果表明,水稻灌浆中后期各功能叶中叶绿素含量与单穗粒重关系最为紧密,但相关性未达显著水平;抽穗后15～20 d之间,剑叶和倒二叶中叶绿素降解速率与单株粒重呈分别呈显著和极显著负相关,而倒三叶中叶绿素降解速率与单株粒重相关程度较低,育种上选择抽穗后15～20 d期间剑叶和倒二叶叶绿素降解速率较慢的恢复系作为父本将有利于提高杂交水稻的籽粒产量。

为了探究油茶叶片SPAD值与叶绿素含量的相关性,采用SPAD-502叶绿素仪与分光光度法分别测定了油茶叶片的SPAD值与叶绿素含量。研究结果表明,油茶叶片SPAD值与叶绿素a、叶绿素b以及总叶绿素含量间均存在极显著正相关关系.通过线性回归得出了SPAD值与叶绿素a、叶绿素b以及总叶绿素含量间的回归方程。通过15个不同品种叶片SPAD值与叶绿素含量实测值与预测值的统计检验,叶绿素a与总叶绿素含量的实测值与预测值间不存在显著差异,可以通过回归方程利用SPAD值来预测油茶叶片叶绿素的绝对含量。