Studies on the Effects of Water stress on Photosynthesis

1．水分胁迫降低了水稻叶片的光合速率。轻度及中度水分胁迫下，气孔的限制是光合速率下降的主要原因；而严重水分胁迫下，叶肉细胞光合能力的降低是光合速率下降的主要原因。叶肉细胞光 合能力的降低可能是由于光合量子效率、光合电子传递速率和光合磷酸化活力及羧化效率下降所致。 2．水分胁迫降低了小麦叶片的可变荧光产量、可变荧光淬灭速率、荧光上升互补面积，叶绿体的室温荧光产量、可变荧光产量以及DCMU作用下的小麦叶片及叶绿体的可变荧光产量，表明光系统Ⅱ受到了伤害。光系统Ⅱ氧化侧的人工电子供体(DPC) 能部分恢复受抑制的叶绿体可变荧光和光系统II的电子传递速率，说明水分胁迫对光系统Ⅱ的损伤不仅位于氧化侧，也可能在反应中心上。 3．水分胁迫抑制了激发能向PSII的传递；降低了Mg2+对叶绿体可变荧光及激发能在两个光系统间分配的调节能力。水分胁迫使PS II内外周天线色素蛋白复合体（CPa和LHCⅡ）和PSⅠ叶绿素a蛋白复合体(CPⅠ、CPⅠa和CPⅠb)含量下降，其中以LHCⅡ降低幅度最大。从类囊体膜多肽分析结果，发现25KD多肽随着水分胁迫的加剧其含量显著降低。 4．水分供应充分及轻度和中度水分胁迫下，高氮素营养对水稻光合作用有明显的促进作用；而严重水分胁迫则削弱了高氮营养对光合作用的促进作用，使高氮营养水稻叶片在严重水分胁迫下的光合速率反而比低氮营养叶片低，这可能与严重水分胁迫下，高氮叶片水势、气孔导度、光合羧化效率、光合量子产量及RuBP再生速率比低氮叶片有更大的下降有关。两种氮素营养水平下，轻度和中度水分胁迫均提高了叶片的水分利用效率；而严重水分胁迫则使叶片的水分利用效率降低，但始终是高氨营养水稻叶片的水分利用效率高于低氮叶片

植物叶绿体谷胱甘肽还原酶的功能研究进展

活性氧(ROS)是植物体内的代谢产物,胁迫会加剧ROS的产生,其过量积累导致细胞活力降低乃至死亡。抗坏血酸-谷胱甘肽(As A-GSH)循环是植物体内清除ROS的重要途径。谷胱甘肽还原酶(GR)是这一途径中的关键酶,催化氧化态的谷胱甘肽(GSSG)还原生成还原态的谷胱甘肽(GSH),维持植物体内的GSH含量和GSH库的氧化还原状态,并清除ROS。本文结合近些年来GR的分子遗传学研究进展,主要对GR蛋白结构及特性、植物体中的GR编码基因和GR蛋白的亚细胞分布、叶绿体GR与抗逆性、叶绿体GR与生长发育等进行综述,并对今后植物中叶绿体GR的相关研究提出展望

光合作用研究进展与前景

光合作用是地球上最大规模的能量和物质转换过程,是几乎一切生命生存和发展的物质基础。光合作用是自然界光能高效转换的典范,其核心问题是高效能量转化的机理。这不但是一个重大的科学问题,而且具有明确的国家目标:农业和能源等的战略需求。近年来,我国在光合作用机理及其在农业和能源应用等方面取得了在国际上有重大影响力的研究成果。进一步加大投入、组织优势队伍、联合攻关,有望在国际上抢占这一领域的科技前沿制高点,促进和推动农业和能源科学与技术的发展及新兴产业的形成

利用合成生物学原理提高光合作用效率的研究进展

我国人口增多与耕地面积减少的矛盾日益突出,粮食安全已成为我国国民经济可持续发展的重要保障。光合作用是作物产量形成的物质基础,提高作物光能利用效率是提高作物产量的重要途径之一。本文从光合作用过程中光能高效吸收、传递与转化,光能高效利用和碳同化等三大模块综述了近期科学家利用合成生物学对光合作用改造的最新进展。最后我们对其在农业中的应用前景进行了展望,通过合成生物学原理提高光合作用效率可能将为增加粮食产量提供重要理论支撑和关键生物技术

功能相对稳定期内油菜3类主要光合器官间光合性状差异的比较

为探究油菜不同光合器官间光合特性大小、杂种优势及对产量贡献的差异,以4套甘蓝型油菜CMS杂种及其亲本为材料,对长柄叶、短柄叶、角果3类主要光合器官在光合面积、主要气体交换参数、群体生长量、群体生长速率等光合性状在功能相对稳定期(RSP)的持续时间、最大值、均值、杂种优势及其与产量相关性间的差异进行了比较。结果显示,1叶绿素含量的RSP持续时间、最大值、平均值为短柄叶>长柄叶>角果;2 6个主要气体交换参数中,P_n、G_s为短柄叶>长柄叶>角果,Ci为长柄叶>角果>短柄叶,Tr为角果>短柄叶>长柄叶,Ls为短柄叶>角果>长柄叶,WUE为长柄叶>短柄叶>角果;3光合面积的RSP持续时间为长柄叶>短柄叶>角果,而光合面积最大面积、均值为角果>短柄叶>长柄叶。4群体光合物质净合成量RSP的持续时间、最高值、均值均为角果>短柄叶>长柄叶。5群体净光合速率RSP的持续时间为短柄叶>长柄叶>角果,而最大值、均值为短柄叶>角果>长柄叶;6角果光合面积、群体光合物质合成量的杂种优势最大,而群体净光合速率、叶绿素含量的杂种优势则最小,短柄叶叶绿素含量、群体光合物质净合成量的杂种优势高于长柄叶;角果在P_n、G_s、C_i、T_r等4个气体交换参数中的杂种优势为最低,而在L_s则最高,短柄叶在P_n、G_s、T_r、L_s4个参数的杂种优势中大于长柄叶。7与产量的相关性大小为角果>短柄叶>长柄叶,在RSP内光合性状数值与产量的相关性大小为持续时间>均值>最大值;油菜3类主要光合器官间的光合特性、对产量的贡献存在显著差异,在进行高光效种质筛选和高光效育种时,应对多个光合器官、不同时期的光合性状进行综合比较

油菜高光效育种的思路、方法与选育效果

"高光效+杂种优势"是提高油菜产量水平的有效途径,也是新时期油菜高产育种的重要内容,针对油菜光合特性复杂,研究难度大,高光效育种尚处于起步阶段的研究现状,在分析油菜光合效率较低、影响产量水平提高、开展油菜高光效育种的难点等基础上,结合多年油菜光合生理研究和高光效育种工作经验,从油菜高光效育种的总体思路、油菜高光效种质的筛选及创建途径、油菜高光效杂交种的选育标准和方法等几个方面对油菜高光效育种进行探讨,以期推动油菜高光效育种研究工作的发展

油菜高光效育种的难点及解决策略

为了促进油菜高光效育种的研究进展,在剖析油菜高光效育种的难点、研究缺陷及有利条件的基础上,根据油菜超高产育种目标和生产实际需求,提出以下解决思路与方法:通过多途径创制甘蓝型油菜种质资源,拓宽高光效种质的筛选范围;建立综合鉴定指标体系,对高光效种质进行鉴定和定向改良,增加高光效种质的实用效率;构建油菜高光效结构指标体系,提高群体光合效能;多途径利用杂种优势,建立快速、高效的油菜高光效杂交育种方法体系;开展油菜高光效分子设计育种,提高育种效率;研究和实施油菜高光效栽培技术,促使光合效能的持续、稳定发挥

油菜角果光合特性研究现状及改良思路

为了加强油菜角果光合特性研究,实现以提高角果光合效率途径来提高油菜产量、品质及抗性的目标,在总结前人工作的基础上,本文从角果光合色素、光合面积、光合参数日变化、光合碳同化途径等6个方面,从结角层结构、光能截获、光合机能调节、理想高光效结角层构建等4个方面,从角果光合产物对产量的贡献、光合产物高效转化的原因、角果光合调节等3个方面,分别对油菜角果光合特性、结角层的光合机能、角果光合产物与产量的关系进行了综述;在分析目前油菜角果光合特性研究存在的不足和有利条件的基础上,结合高光效育种目标,提出了从8个方面进一步开展油菜角果光合特性研究的思路和方法

油菜光合生理研究及高光效育种研究进展

为了推动油菜高光效育种工作的进展,实现以"高光效+杂优利用"途径来突破油菜30多年来产量水平长期徘徊不前的局面,总结了大豆、小麦、水稻等作物光合生理和高光效育种工作进展,结合本研究团队10多年对油菜进行光合生理和高光效育种研究的工作基础,以作物光合性状的遗传规律、影响光合效率的相关生理指标、提高光合效率的方法途径为切入点,提出了开展油菜光合生理研究应开展的相关基础研究、高光效种质筛选的方法途径和高光效育种的思路和方法