以设施曙光油桃(Prunus persica cv.‘Shuguang’)为试材,设置补充蓝光处理,测定了生育期内5个关键时期叶片的光合性能相关参数及果实的糖酸组分,并观察了叶片气孔的变化情况.结果表明:补充蓝光后油桃叶片的净光合速率提高,叶绿素a和b含量增加,叶绿素a/b显著降低,叶面积增大;气孔开放提前并较早达到最大开度,且关闭延迟.叶片中检测到的主要同化物为果糖、葡萄糖和山梨醇,以山梨醇为主;果实中则为果糖、葡萄糖、山梨醇和蔗糖,成熟期以蔗糖为主.补充蓝光处理的叶片中3种同化物积累较少,而果实中总糖和蔗糖含量较高,表明蓝光处理提高了光合同化物从叶片到果实的转运转化能力.草酸是叶片和果实中主要的有机酸,补充蓝光处理的果实中有机酸含量显著降低,糖酸与对照相比提高了30.5％.硬核期后是蓝光处理提高果实糖酸比的关键时期,此时补充蓝光可改善设施油桃光合性能及果实品质,这一技术措施有望应用到设施果树的栽培中.

以4年生盆栽冬枣为试材,采用13C、15N双标记示踪技术,在果实发育期研究了等氮量分次追施氮肥对冬枣植株15N和13C吸收、利用、积累和分配的影响.结果表明:至果实采收期,冬枣各器官Ndff值(植株器官从肥料中吸收分配到的15N量对该器官全氮量的贡献率)随追氮次数的增多而显著增大.生殖器官(果实)和营养器官(叶片、枣吊、新生枣头枝和细根)的15N分配率以4次追氮处理最高,1次追氮处理最低,贮藏器官(主干、多年生枝和粗根)15N分配率的趋势相反;4次追氮处理15N利用率分别比1次和2次追氮处理高27.4％和15.5％.追氮次数越多,植株总氮量和15N吸收量越大;随时间的推移,1次追氮处理土壤15N丰度和总氮含量持续降低,2次追氮处理呈先升高后降低的趋势,4次追氮处理变化相对最为平稳,至处理后期显著高于其他处理;果实白熟至采收期,叶片叶绿素、氮含量和净光合速率均表现为4次追氮＞2次追氮＞1次追氮.不同处理13C同化物积累与分配不同.4次追氮处理13C固定总量分别是1次和2次追氮处理的1.1和1.2倍.增加追氮次数,促进了3C同化物向果实和贮藏器官的转移,而减少了向当年生营养器官的分配.综上,果实发育期4次追氮通过保证根层稳定、充足的氮素供应,提高了对氮素的吸收和利用,进而维持了较高的净光合速率,促进并优化了光合同化物的积累和分配,最有利于冬枣树体的生长及产量和品质的提高.

韧皮部卸载包括同化物从筛分子伴胞(SE/CC)复合体卸出的筛分子卸载和韧皮部后运输两个密切相联的过程,对光合产物的运输和分配起着重要的作用.本文综述了库器官韧皮部卸载途径的研究进展,旨在为本领域的研究作为参考和借鉴.

树冠覆膜技术已在金柑生产中得到广泛应用.该研究以阳朔金柑为材料,树冠覆膜作为处理,不覆膜作为对照,分别测定处理和对照的树冠的温度、湿度和光照强度等环境因子的变化,观测处理和对照的叶面积、叶长、叶宽及叶绿素含量,测定处理和对照的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和胞间二氧化碳浓度等光合作用指标,并分析处理和对照的果实硬度、可溶性固形物、总糖、可滴定酸及维生素C含量等果实品质指标.结果表明:与对照相比,金柑树冠覆膜处理后,树冠的光照强度降低、温度上升、湿度下降、叶面积增大、叶绿素含量提高,净光合速率下降且最大降幅是对照的21.39％,果实的可滴定酸降低,但硬度、可溶性固形物、总糖、固酸比及糖酸比等果实品质指标提高.金柑树冠覆膜处理减少了树冠的光照,降低了净光合速率,但增加了叶面积和叶绿素含量,从而保障了光合同化物的累积,提高了果实的可溶性固形物和总糖.同时,树冠覆膜处理还提高了树冠白天的气温,降低了可滴定酸,增大了固酸比和糖酸比,因此从总体上提高了果实品质.

以6年生库尔勒香梨为材料,用13C脉冲标记技术研究了150、300、450 kg N·hm-2(分别用N1、N2、N3表示)3个施氮水平下树体各器官生物量、碳积累量以及13C同化物的吸收分配特性.结果 表明:库尔勒香梨树体整株的生物量、碳积累量、13C固定量以及叶片的同化能力均随着施氮水平的提高而增加;根冠比则随施氮水平的提高而降低.生殖器官果实的生物量、碳积累量在N2处理下最高.树体各器官13C含量和分配率随施氮量的增加发生动态变化.新梢旺长期,叶片和根系对光合同化物的竞争能力较强,且13C分配率均为N1处理下最高;果实膨大期和成熟期,叶片和果实的竞争能力较强,叶片13C含量和分配率在N3处理下最高,而果实13C含量和分配率则在N2处理下最大.综上,根据不同施氮水平各器官对碳同化物的吸收分配特征,以提高产量为目标,建议6年树龄的库尔勒香梨果园最佳施氮量为300kg·hm-2.

为了探讨灵武长枣果实光合同化物韧皮部卸载和运输的途径,该研究采用透射电镜技术,对不同发育时期灵武长枣果实维管束韧皮部及其周围薄壁细胞的超微结构特征进行了分析.结果表明:筛管/伴胞复合体及其周围韧皮薄壁细胞间在果实膨大前期富含胞间连丝,而韧皮薄壁细胞与周围库细胞以及相邻库细胞间几乎不存在胞间连丝,形成共质体隔离;筛管/伴胞复合体及其与周围薄壁细胞间在果实快速膨大期也存在胞间连丝,但与果实膨大前期相比明显减少;果实着色期,SE/CC复合体及其与周围薄壁细胞间胞间连丝较少,并且出现阻塞现象;果实完熟期,筛管和伴胞之间几乎没有胞间连丝,有的筛管之间有少量胞间连丝,但却出现了阻塞现象,果肉库薄壁细胞与韧皮薄壁细胞间因胞间连丝阻塞现象而形成共质体隔离.综上结果认为,在果实发育的膨大前期阶段,光合同化物以共质体途径经筛分子卸出,卸出后可能以质外体途径进入液泡贮藏与利用;果实快速膨大期,光合同化物的卸出与运输采用共质体和质外体共存的途径;果实着色期和完熟期,光合同化物从筛分子卸出到贮藏薄壁细胞的运输均以质外体途径为主.

以湖北海棠平邑甜茶(Malus hupehensis var.pingyiensis)砧木为试材,采用砂培方式结合13C同位素示踪技术,研究了不同锌水平(Zn2+浓度分别为0.02、0.5、2.0、4.0 μmol·L-1)对幼苗叶片光合性能、荧光参数以及13C积累与分配的影响.结果 表明,低锌(0.02、0.5和2.0 μmol·L-1 Zn2+)处理下幼苗各器官生物量、净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)均较对照(4.0 μmol·L-1 Zn2+)处理明显降低.与对照相比,低锌胁迫明显降低了叶片光系统Ⅱ (PSⅡ)最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPsⅡ)以及PSⅡ电子传递速率(ETR).低锌胁迫处理下的叶片核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco)、蔗糖合酶(SS)与蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性随时间增长逐渐降低,在处理35 d后达到最低水平.13C同位素示踪结果表明,0.02、0.5和2.0 μmol·L-1 Zn2+处理下幼苗根系13C积累量在13C标记结束12 h后为0.03、0.05和0.16 mg·株-1,较对照分别降低了88.5％、80.8％和38.5％.13C标记结束72 h后,低锌处理下叶片13C分配率较对照提高了18.5％、12.2％和9.0％,而根系13C分配率较对照降低了47.1％、35.4％和26.0％.以上结果表明,低锌胁迫降低了叶片Pn,削弱了叶片碳同化能力,阻碍了叶片光合同化物的合成及其向根系的运输,进而抑制了根系生长.

超级稻的研究与应用为保障粮食安全作出了重要贡献.近几十年来,国内外对超级稻超高产形成的光合机制进行了系统深入研究,在超级稻光合株型特征与光合生理特性研究等方面取得重要进展,促进了超级稻的育种与栽培.然而,目前的研究也存在明显不足,如:对新一代超级稻超优1000等材料的光合研究很少,对超级稻群体的光合及逆境下的光合研究相对较少,对超级稻光合同化物的配置与转运特点研究不多,等等.未来需要弥补这些方面的不足,以增进对超级稻超高产形成的光合机制认识,更好地为超级稻的育种与栽培服务.