2013年, 第27卷, 第7期 刊出日期：2013-07-31
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J4. 2013, 27(7): 885-894. https://doi.org/10.11869/hnxb.2013.07.0885
从耐低磷玉米自交系178中分离和鉴定高亲和力磷转运蛋白质基因,为开展磷高效分子育种奠定理论基础。本研究以水稻和拟南芥中鉴定的磷转运蛋白基因为基础,运用生物信息学方法,对玉米进行全基因组预测及系统进化分析;并运用克隆、实时荧光定量PCR和亚细胞定位方法对其家族成员进行深入研究。结果表明,从玉米自交系B73全基因组序列中筛选出37个磷转运蛋白候选基因,并被聚类为五大家族。从耐低磷材料中扩增了一个属于Pht1家族成员ZmPht1;9的全长cDNA,该基因编码区长1620bp,编码539个氨基酸,含有典型的MFS超家族蛋白的保守结构域和12个跨膜结构;荧光定量PCR分析表明,在低磷胁迫下,该基因的相对表达量显著增加,且叶片中的表达量高于根系,同时在基因型之间也存在差异;原生质体转化的亚细胞定位结果显示,ZmPht1;9表达蛋白主要分布于细胞膜上。ZmPht1;9编码位于细胞膜上的高亲和力磷转运蛋白,对调节磷素的动态平衡起重要作用。
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J4. 2013, 27(7): 895-903. https://doi.org/10.11869/hnxb.2013.07.0895
利用包含339个家系的重组自交系(RIL)群体为定位群体,构建包含133个SSR标记的遗传连锁图谱,覆盖玉米基因组1658cM,标记平均距离为12.56cM。分别于2008年四川雅安和2009年四川雅安、绵阳和重庆3地,采用麦粒嵌入法人工接菌,于接菌后15d调查以上4点各个家系的病斑高和穗位高,接菌后40天对重庆和绵阳再进行第2次调查,并计算相应各时间段和各地点的病情指数。研究结果共检测到基于病斑高的抗性相关QTL 7个,分别位于6、8、9和10染色体上,平均加性效应和贡献率分别为1.61%和4.52%;检测到基于病情指数的抗性相关QTL 11个,分别位于2、4、5、8和9染色体上,加性效应和可解释表型方差大小分别在0.0165~0.0545和2.81%~7.29%之间。其中,利用病情指数和病斑高在标记区间bnlg1583-dupssr06和bnlg1714-umc2343共同检测到了抗性相关QTL。以上结果为今后开展玉米抗纹枯病的精细定位和分子标记辅助育种奠定了一定的理论和材料基础。
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J4. 2013, 27(7): 904-912. https://doi.org/10.11869/hnxb.2013.07.0904
microRNA(miRNA)是一类长度约为21-27核苷酸的小分子非编码RNA,广泛存在于真核生物中。它在转录后水平负调控靶基因的表达,因而在植物生长发育过程中发挥重要作用。miRNA的靶基因通常是调控植物生长发育和信号转导通路中的转录因子,表明miRNA处于基因表达调控网络的核心位置。本文综述近年来miRNA在植物生长发育方面的调控作用,探讨在各植物器官中发挥主要作用的miRNA以及有关miRNA的长途运输作用方式。
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J4. 2013, 27(7): 913-921. https://doi.org/10.11869/hnxb.2013.07.0913
准确高效鉴定水稻材料的籼粳属性对于开展水稻籼粳亚种间杂种优势利用有着重要意义。利用19对基于籼稻(9311)和粳稻(日本晴)全基因组DNA序列比对获得的差异片段而设计的特异插入/缺失(Insertion/Deletion,InDel)引物,对48份育种上常用的籼稻、粳稻和中间型材料(品种)进行了InDel标记的籼粳属性分析,利用DNA样品在这19对InDel位点上的籼型或粳型基因频率,结合聚类分析和主成分分析,确定了这些材料的籼粳属性,通过比对程氏指数法的籼粳鉴定结果检验了InDel分子标记法在水稻籼粳属性鉴定上的有效性。结果表明,InDel分子标记法与传统的程氏指数法的总体吻合率为89.58%,在典型籼稻或典型粳稻材料上两者的吻合率为100%;在具有复杂遗传背景的中间型材料上,InDel分子标记法比程氏指数法具有更高的准确性。因此,InDel分子标记法是真正鉴定籼粳的特异方法,比传统方法具有更高的灵敏性和准确度,可以用于籼粳属性鉴定及遗传分化研究。
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J4. 2013, 27(7): 922-928. https://doi.org/10.11869/hnxb.2013.07.0922
为研究不同转基因作物T-DNA插入位点侧翼序列分离中所用的通用简并引物对TAIL-PCR的影响,本研究使用5个通用简并引物分别对8个转基因大豆、30个转基因水稻和2个转基因油菜株系进行了TAIL-PCR分析,结果表明,5个简并引物在TAIL-PCR中的扩增效果存在显著差异,同一简并引物在不同转基因物种的扩增效果显著不同。AD1引物在转基因水稻和转基因油菜中扩增效果较好,AD2引物在转基因水稻、油菜和转基因大豆中扩增效果均较好,AD3引物在转基因水稻中扩增出1个株系,在转基因油菜中扩增出1个株系,但AD3引物与pFGC5941 T-DNA RB上游有匹配,不适用于以pFGC5941为载体的转基因材料分析。 AD4和AD5 2个引物在3个转基因物种的扩增均较差。对AD1和AD2两个引物的TAIL-PCR扩增产物进行测序,结果表明,扩增产物均对应转基因材料的侧翼序列。研究表明,不同通用引物在不同转基因事件中侧翼序列的分离效果差异较大,通用引物AD1和AD2 TAIL-PCR成功率最高。不同通用引物的应用效果不仅与不同物种有关,也与外源基因的插入位点有关,而且还与载体序列匹配程度相关。为提高TAIL-PCR中T-DNA 插入位点侧翼序列分离成功率,建议同时采用多个通用引物平行扩增。
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J4. 2013, 27(7): 929-937. https://doi.org/10.11869/hnxb.2013.07.0929
对3个甘蓝类植物(甘蓝、青花菜、羽衣甘蓝)19个品种小孢子胚胎发生和植株再生的影响因素进行了研究,结果表明,基因型不仅影响供试材料的小孢子胚状体发生频率,也影响胚状体的质量;4℃低温预处理0~2d结合32.5℃热激1d,能显著提高供试基因型小孢子出胚率。胚状体先在NLN-13液体培养基中培养25d,有利于胚状体分化成苗;后在B5固体分化培养基中添加1%~1.2%琼脂,可有效促进胚状体萌发和植株再生。小孢子再生植株先使用流式细胞仪在生长初期鉴定倍性,后对单倍体植株采用200mg·L-1秋水仙碱浸根处理20h,并用流式细胞仪鉴定,此方法可快速、有效地获得双单倍体植株。
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J4. 2013, 27(7): 938-945. https://doi.org/10.11869/hnxb.2013.07.0938
通过生物信息学方法对水稻蜡质合成相关基因OsGL1-5启动子序列特点进行分析;并以水稻中花11不同组织和发育时期的穗子为材料,通过半定量RT-PCR及mRNA原位杂交技术分析OsGL1-5的时空表达特征;同时,分别以200mmol·L-1 NaCl、100μmol·L-1 ABA和1.0% H2O2处理水稻幼苗,通过半定量RT-PCR分析逆境胁迫下OsGL1-5的表达模式。生物信息学分析表明,OsGL1-5启动子中包括大量与干旱、冷、盐等多种逆境胁迫相关的调控序列。时空表达特征分析表明,OsGL1-5主要在不同发育时期的穗子中表达,且表达部位集中在稃片的毛状体和花药绒毡层中,叶中表达量相对较低,而茎和根中没有检测到表达。NaCl、ABA以及H2O2等逆境胁迫下,OsGL1-5表达量在不同处理时间有所增加。
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J4. 2013, 27(7): 946-951. https://doi.org/10.11869/hnxb.2013.07.0946
采用电子束辐照降解壳聚糖,并利用体积排阻色谱-十八角度激光光散射仪、环境扫描电子显微镜、FTIR光谱仪、X衍射仪对辐照样品进行分析。结果表明:随着辐照剂量的增加,壳聚糖的分子量逐渐降低;颗粒随着辐照剂量的增加而逐渐减小;在5~300kGy的辐照剂量范围内,电子束辐照对其结构、脱乙酰度和结晶度几乎没有影响。
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J4. 2013, 27(7): 952-956. https://doi.org/10.11869/hnxb.2013.07.0952
本研究旨在探索电子束辐照降解人参口服液农药残留的技术可行性。研究采用0~15kGy的电子束射线辐照方法,对人参口服液中16种禁、限用农药进行了系统的降解试验。结果表明:人参口服液中农药降解率随着电子束辐照剂量的增加而增大,其中辐照处理对吡虫啉、甲氰菊酯降解效果较为明显,降解率分别在90%和50%以上;对地虫硫磷、杀扑磷、二嗪磷、伏杀硫磷、甲萘威等农药降解率也在30%以上;其余9种农药降解效果不明显。
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J4. 2013, 27(7): 957-961. https://doi.org/10.11869/hnxb.2013.07.0957
为了实现玉米种子活力的快速无损检测,提出利用近红外光谱和BP神经网络来建立玉米种子活力智能检测模型。首先通过人工老化将样本按老化程度分为3种级别,采集样本的近红外光谱。分别通过卷积平滑(S-G)和多元散射校正(MSC)及二者组合的方法消除光谱噪声和去除奇异光谱。然后分别用主成分分析(PCA)和离散多带小波变换(DWT)提取光谱特征,作为BP神经网络的输入。依据预处理及特征提取的不同构建出6种BP神经网络种子活力检测模型。试验结果表明,组合预处理方法与主成分分析特征提取结合构建的模型最优,其识别的准确率为95.0%,平均识别时间为26.25ms。研究结果为玉米种子活力的快速无损检测提供了理论依据和实用方法。
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J4. 2013, 27(7): 962-967. https://doi.org/10.11869/hnxb.2013.07.0962
本文在国内外文献分析的基础上,综述了白藜芦醇纳米脂质体的制备方法,分析了白藜芦醇纳米脂质体在促进小肠吸收、提高抗氧化与抗辐射活性、延缓释放和靶向作用等方面的生物活性,并对目前白藜芦醇纳米脂质体研究中的科学问题和重点进行了总结和展望。
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J4. 2013, 27(7): 968-974. https://doi.org/10.11869/hnxb.2013.07.0968
甜高粱茎秆富含糖分,是生产燃料乙醇的良好原料。在甜高粱育种或生产中,常用锤度估算汁液含糖量,但锤度与可发酵糖的关系还不是很清楚。本文采用81个甜高粱材料,种植于北京、天津(盐碱地)、河北3个地点,研究了茎秆汁液锤度与可发酵总糖和蔗糖含量的关系。结果表明,北京、河北、天津三个地点甜高粱茎秆汁液总糖/锤度(糖锤比)总平均值分别为0.76、0.74和0.72,其中天津的甜高粱茎秆汁液糖锤比显著低于北京。北京、河北、天津三个地点甜高粱茎秆汁液锤度与总糖、蔗糖含量的相关性均达极显著水平,相关系数分别为0.8911,0.8376和0.9186,其中天津点显著低于河北。适合北京和河北非盐碱地种植的甜高粱茎秆汁液的锤度、可发酵总糖含量的整合回归方程为Y=0.8969X-1.7576 (R2=0.8237);天津盐碱地糖锤比低于北京,相关系数显著低于河北,故其回归方程Y=0.9343X-3.1726 (R2=0.7015)只可供其它盐碱地区参考。锤度和糖锤比的相关系数显著低于总糖含量和糖锤比的相关系数,说明含糖量高,锤度也高,但锤度高,含糖量不一定高。该结果对于甜高粱育种和加工工艺设计具有重要参考价值。
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J4. 2013, 27(7): 975-987. https://doi.org/10.11869/hnxb.2013.07.0975
运用顶空固相微萃取-气-质联用技术(HS-SPME-GC-MS),对采自崇明的二级雄性中华绒螯蟹体肉、钳肉、足肉和性腺中的香气成分进行了鉴定并以内标法对其定量。大闸蟹四可食部位中共检测到8大类58种香气物质,根据阈值进一步求得每种香气物质的活性值(OAV值)。以OAV值为依据,从58种化合物中筛选得到了癸醛等15种最为关键的活性香气物质,并运用主成分分析法(PCA)和聚类分析法(CA)对其活性值进行了分析。由PCA分析得到:性腺样品香气品质较佳,戊醛等8种为表征"高品质风味"的特征性香气物质(其中2,4-庚二烯醛最为重要)。由CA分析得到:大闸蟹性腺样品可聚为一类,戊醛等8种活性香气成分也可聚为一类。主成分分析和聚类分析结果存在一致性且可以相互补充,今后可利用两种方法建立大闸蟹香气品质的评价模型。
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J4. 2013, 27(7): 988-995. https://doi.org/10.11869/hnxb.2013.07.0988
本研究以花椒籽为原料,采用盐提法提取花椒籽中蛋白质。在单因素实验基础上,根据Central-Composite中心组合实验设计原理,采用响应面分析法,考察NaCl浓度、提取时间、提取温度、料液比、pH值对蛋白质得率的影响。结果表明,响应面法优化所得的最佳工艺条件可靠,其最佳工艺条件为:NaCl浓度0.79mol·L-1,提取时间60min,提取温度35℃,料液比1:17.5,pH值8.78。在此最佳工艺条件下花椒籽粗蛋白得率为18.92%。
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J4. 2013, 27(7): 996-1002. https://doi.org/10.11869/hnxb.2013.07.0996
利用响应面分析法对超声波辅助提取块菌多糖的工艺进行优化。在单因素试验的基础上,以超声时间、功率、温度和液料比为自变量,以多糖提取率和多糖含量共为响应值,进行Box-Behnken中心组合试验,回归分析确定最优工艺条件。分析各个因素的显著性和交互作用后,得出最优工艺条件为:超声功率140 W、处理时间36min、处理温度50℃、液料比40:1,多糖理论提取率为18.42%,实际提取率为18.15%,相对误差为1.47%;多糖理论含量为74.70%,实际含量73.89%,相对误差为1.08%。
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J4. 2013, 27(7): 1003-1011. https://doi.org/10.11869/hnxb.2013.07.1003
探讨了秘鲁鱿鱼肉盐溶蛋白的提取及凝胶形成条件对其凝胶特性的影响。采用响应面分析法,研究KCl浓度、pH 值和低温加热时间对鱿鱼肉盐溶蛋白凝胶保水性和质构特性的影响。结果显示:(1)提取液KCl 浓度对保水性影响极其显著,对硬度影响显著;提取液pH值对保水性影响显著;低温加热时间对硬度和粘性影响显著;(2)在分析各因素显著性及其交互作用的基础上,确定鱿鱼肉盐溶蛋白提取和凝胶形成的适宜条件为:KCl浓度0.16 mol·L-1、pH 7.10、40℃加热55min,此时凝胶保水性、硬度、粘性分别达到88.00%、510.00g、-11.00g,与模型预测值相符。
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J4. 2013, 27(7): 1012-1019. https://doi.org/10.11869/hnxb.2013.07.1012
磷高效基因型小麦的筛选,对于高效合理地利用生物有效性低的土壤磷源有着极其重要的意义。本文以典型的磷高效型小麦小偃54和磷低效型小麦京411为研究对象,采用石英砂砾培养的方式种植40d,通过测定小麦的生物量、含磷量、根系形态、根系酸化能力和酸性磷酸酶活性,探索了两种磷效率小麦根系形态和生理特征对两种不同无机磷源磷酸铁(FePO4)和有机磷源植酸钠(Na-Phytate)的响应。结果表明:施用FePO4时,与京411相比磷高效型小麦小偃54表现出根长显著伸长、pH值显著降低和根系吸收质子显著减少的适应性反应,根系生物量和根冠比显著低于京411,小偃54的根系生物量仅为京411的83%,并且在此施肥条件下,两种小麦的地上生物量低于无磷处理。小偃54的磷高效性在施用Na-Phytate时可以得到体现。施用Na-Phytate会导致小偃54的根长伸长、根尖数增加与单位根鲜重酸性磷酸酶的分泌量增加。两种小麦苗龄为40d时对Na-Phytate的利用效率显著高于FePO4,其表现为小偃54在Na-Phytate处理下的地上生物量和含磷量为FePO4处理的148%和336%,京411的地上生物量和含磷量为FePO4处理的146%和391%。FePO4与Na-Phytate混施时两种小麦的生物量和含磷量并未比单施Na-Phytate高,由上述结果可知两种小麦对介质中不同磷源的利用机制不同。
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J4. 2013, 27(7): 1020-1028. https://doi.org/10.11869/hnxb.2013.07.1020
小麦/蚕豆间作在云南较普遍,而条锈病是小麦的主要病害。为研究小麦氮营养及条锈病发生,在云南玉溪和陆良两地同时布置田间试验,在小麦单作(Wm)、小麦/蚕豆间作(Wi)和小麦/蚕豆间作且覆膜隔根(Wp)3种植方式中对小麦设0、150、300kg·hm-2(分别N0、N150、N300)3个氮水平处理,测定了小麦叶片氮含量和条锈病病情指数,结果表明:(1)不论是单作小麦(Wm)还是间作小麦(Wp或Wi),施氮(N150和N300)比不施氮(N0)都显著提高了小麦叶片氮含量,但N150与N300间小麦叶片氮含量差异不显著;综合Wm、Wp、Wi不同种植方式,两地小麦叶片氮含量都随施氮量增大而显著提高(P<0.0001),N150、N300分别比N0提高了52.7%、74.1%,N300比N150提高了14.0%。(2)在相同氮用量下,Wm、Wp、Wi间的小麦叶片氮含量只在玉溪点N0条件下Wp和Wi比 Wm有显著提高(增加52.3%),而玉溪点N150、N300以及陆良点N0、N150、N300下都没明显差异。(3)施氮对小麦条锈病的影响在玉溪和陆良两地表现不同,在玉溪,施氮对小麦条锈病病情指数有增加作用,小麦条锈病病指与叶片氮含量间呈显著正相关;而在陆良,不同种植方式下N150和N300的小麦条锈病病指比N0都有显著降低,N150与N300间差异不显著,小麦条锈病病指与叶片氮含量间的最优回归曲线显示小麦条锈病病指先随叶片氮含量升高而显著降低,达最低点后,又随叶片氮含量升高而呈增加趋势。(4)Wp和Wi发病中期的小麦条锈病病指相比Wm降低了10.9%,但发病盛期时降低微弱。总的结果表明,在本田间试验条件下,小麦蚕豆间作只在缺氮时对小麦氮营养有改善作用,小麦蚕豆间作相对单作对小麦条锈病有一定的控制效果,但小麦蚕豆根系相互作用对小麦氮营养及小麦条锈病病指无明显影响;氮肥施用显著改善了小麦氮营养,小麦条锈病发生既受氮营养的影响,又可能与品种特性、种植方式、环境条件等多因素有关。
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J4. 2013, 27(7): 1029-1040. https://doi.org/10.11869/hnxb.2013.07.1029
高温是非常严重的环境灾害之一,严重影响棉花的产量。本试验将不同棉花种质资源田间高温表现和幼苗高温条件下的生理生化变化相结合,建立苗期快速鉴定不同棉花种质资源耐热性的体系。首先鉴定了南丹巴地大花、常抗棉、早熟长绒、岱字棉55田间蕾铃脱落率、不孕籽率,三叶期48℃处理8h的幼苗萎蔫率、花粉相对萌发率(40℃),以确定种质的耐热性。然后测定不同苗龄期不同温度处理下这4份种质的超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、抗坏血酸、抗坏血酸过氧化物酶、还原型谷胱甘肽、谷胱甘肽还原酶、丙二醛、相对电导率和叶绿素含量。发现这10种指标在不同耐热性种质中存在着极显著的差异。并初步筛选出三叶期,40℃处理下的抗坏血酸过氧化物酶、相对电导率、过氧化物酶、丙二醛和过氧化氢酶为苗期鉴定指标。同时用15份不同的棉花种质资源来验证这5个指标。最后结合三叶期的幼苗萎蔫率,建立了以三叶期40℃处理抗坏血酸过氧化物酶、相对电导率和萎蔫率为指标的棉花耐热性苗期鉴定方法。
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J4. 2013, 27(7): 1041-1047. https://doi.org/10.11869/hnxb.2013.07.1041
为研究大豆磷代谢转录因子基因GmPTF1对提高大豆磷利用效率的作用,用根癌农杆菌介导大豆子叶节转化法将GmPTF1导入大豆品种豫豆22。通过测定GmPTF1在转基因植株中的表达量以及苗期转基因植株和野生型对照植株在低磷胁迫下的形态和生理生化表现差异,来分析GmPTF1基因在导入大豆后发挥的生物学功能。结果表明:转基因植株的GmPTF1表达量显著高于野生型对照,其中以T1-32和T1-40为最高。在低磷胁迫下,GmPTF1基因表达增强型转基因大豆(T1-32和T1-40)的根系总长度、根总表面积、根体积、根干重、光合色素含量及植株磷含量都显著高于野生型对照植株,而丙二醛含量显著低于野生型对照植株;植株磷含量与GmPTF1表达量呈显著正相关(R=0.97**),以上结果均表明转基因植株的耐低磷能力优于野生型对照植株。本研究结果为利用转基因手段改善大豆乃至其他作物的耐低磷能力提供依据。
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J4. 2013, 27(7): 1048-1053. https://doi.org/10.11869/hnxb.2013.07.1048
为了掌握库尔勒香梨的生长规律及其对土壤养分氮素、磷素、钾素的响应程度。在田间条件下,设置不同氮、磷、钾施肥处理,对20年树龄的库尔勒香梨进行生育期树体长势与产量监测,结果表明:施肥能促进香梨树体的生长和果实发育,在一定程度上改善果形指数,提高产量。通过模型建立与分析,肥料3要素对香梨产量的贡献顺序为:氮肥 >钾肥 >磷肥,氮磷、磷钾之间具有协同效应,氮钾之间效应不明显。以香梨产量27500~27800kg·hm-2为目标,推荐香梨氮、磷、钾素施肥量分别为280~330kg·hm-2、250~300kg·hm-2和 50~60kg·hm-2。
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J4. 2013, 27(7): 1054-1059. https://doi.org/10.11869/hnxb.2013.07.1054
采用盆栽方法,以不同pH值(5.6、4.5、3.5、2.5)的模拟酸雨胁迫试验,探讨其对勋章菊(Gazania Hybrids)叶片质膜透性、MDA含量、保护酶活性、叶绿素含量及叶绿素荧光参数的影响。结果表明,随pH值的降低,勋章菊叶片质膜透性和MDA含量呈逐渐升高的趋势,且二者呈显著正相关;SOD、CAT和POD活性呈先升高后下降的单峰曲线变化,其中SOD、CAT和POD活性最大值均出现在pH4.5处理;叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b的含量、叶绿素a/b、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ的潜在活性(Fv/Fo)、PSⅡ实际光化学量子产量(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(qP)均随pH值的降低而下降,非光化学淬灭系数(qN)随pH值的降低而升高。模拟酸雨对勋章菊叶片隐形伤害的阈值为pH≤3.5,表明勋章菊对酸雨具有较强的耐受性,可作为酸雨危害较严重地区的园林绿化地被植物之一。
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