水分胁迫对小麦光系统Ⅱ的影响

水分胁迫可降低小麦叶绿体的室温荧光产量和Ｍｇ２＋ 在两个光系统间的调节能力、叶片的可变荧光产量、可变荧光猝灭速率以及荧光上升互补面积,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能部分恢复受到抑制的叶绿体可变荧光,说明水分胁迫对光系统Ⅱ的损伤部位不仅位于氧化侧,也可能在反应中心上     

NaCl胁迫加重强光胁迫下超大甜椒叶片的光系统Ⅱ和光系统Ⅰ的光抑制

快速叶绿素荧光动力学可以在无损情况下探知叶片光合机构的损伤程度,快速叶绿素荧光测定和分析技术(JIP-test)将测量值转化为多种具有生物学意义的参数,因而被广泛应用于植物光合机构对环境的响应机制研究.该文研究了超大甜椒(Capsicum annuum)幼苗在强光及不同NaCl浓度胁迫下的荧光响应情况.与单纯强光胁迫相比,NaCl胁迫引起了叶绿素荧光诱导曲线的明显改变,光系统Ⅱ(PSⅡ)光抑制加重,同时PSⅡ反应中心和受体侧受到明显影响,而且高NaCl浓度胁迫下PSⅡ供体侧受伤害明显,同时PSⅠ反应中心活性(P700+)在盐胁迫下明显降低.这些结果表明,NaCl胁迫会增强强光对超大甜椒光系统的光抑制,并且浓度越高抑制越明显,但对PSⅠ的抑制作用低于PSⅡ.高NaCl浓度胁迫易对PSⅡ供体侧造成破坏,且PSⅠ光抑制严重.     

通过快速荧光动力学曲线探测白黄瓜光系统Ⅱ的热激胁迫效应

以耐热性较强的短粗型白黄瓜和长棒型白黄瓜为试材,并以耐热性较差的‘新泰密刺'和耐热性较强的‘津春4号'为对照品种,经热激胁迫后采用植物效率仪PEA测试,进行光系统Ⅱ(PSⅡ)快速叶绿素荧光诱导动力学分析(JIP-test)及其热稳定性的热力学分析.随着热激胁迫温度的升高(在30～57 ℃下5 min),表现为PSⅡ的最大光化学效率Fv/Fm、单位面积的光合机构含有的反应中心数目RC/CSo、放氧复合体活性ρk呈"S"型下降趋势;单位反应中心以热能形式耗散的能量DIo/RC呈"S"型上升趋势.综合分析反映出热激胁迫下PSⅡ反应中心的可逆失活、放氧复合体(OEC)的钝化和热耗散的三重机制在保护PSⅡ防止光抑制中起到重要作用.热激胁迫温度超过30 ℃时ρk就开始下降;超过40 ℃时RC/CSo开始下降;超过44 ℃以上,PSⅡ热耗散能力DIo/RC才表现出增加;超过51℃时,会加重耐热性较差的新泰密刺品种PSⅡ热耗散机构对PSⅡ保护的负担.通过标准状态变性自由能变ΔGD计算的变性中点温度Tm表明,PSⅡ蛋白复合体的热稳定性优于PSⅡ反应中心复合体热的稳定性和放氧复合体(OEC)的热稳定性.对于Fv/Fm、RC/CSo、和ρk的Tm均呈现出津春4号耐热性较强,新泰密刺耐热性较差,长棒型白黄瓜和短粗型白黄瓜耐热性居中.     

交替呼吸途径对CuCl2胁迫下菜豆叶片光系统Ⅱ的保护作用

以“农普”12号菜豆幼苗为材料,采用1mmol·L^-1的水杨基氧肟酸（SHAM）抑制交替呼吸途径活性,探讨了在CuCl₂胁迫下交替呼吸途径对菜豆幼苗叶片光系统Ⅱ的保护作用。结果表明,随着CuCl₂胁迫浓度的增加,菜豆幼苗叶片潜在最大光化学效率F_v/F_m、光适应下叶片的最大光化学效率F_v'/F_m'、PSⅡ的实际光化学效率Y（Ⅱ）以及光化学猝灭系数qP、叶绿素含量均呈下降趋势,而非光学猝灭系数NPQ和交替呼吸途径的容量水平则呈上升趋势。较之在CuCl₂处理下的菜豆幼苗,用交替呼吸途径抑制剂预处理后的菜豆再置于CuCl₂的胁迫下,则会导致F_v/F_m、F_v'/F_m'、Y（Ⅱ）、qP以及叶绿素含量的进一步下降和NPQ的进一步上升。上述观察表明,在CuCl₂胁迫下交替呼吸途径可以缓解PSⅡ光化学效率的下降、维持PSⅡ反应中心的开放程度、减少天线色素的热耗散以及缓解叶绿素含量的降低,从而保护菜豆叶片光系统Ⅱ免受CuCl₂胁迫的伤害。     

基于空间统计特征的城市热环境时空演化

利用遥感反演和GIS空间分析等工具,提出了一种基于空间统计特征的城市热岛范围界定方法,并应用该方法分析了1984-2010年杭州市城市热环境的时空演化规律.结果表明:1984-2010年间,杭州市的城市热岛面积增加了8.66倍;杭州城市热岛的空间形态日趋复杂,空间分布由单中心的聚集状态逐渐向多中心的扩散状态发展;杭州城市热环境呈现出由区域低温均衡向区域高温均衡发展的态势.城市热岛的动态变化检测表明,城市扩张是杭州城市热岛发育的主要原因.本文所提方法考虑了城市地表温度的空间相关关系,反映了城市地表温度的全局统计特征,提供的信息更多,也更为客观和准确.通过该方法的推广,有助于解决当前城市热岛研究中研究样本之间缺乏通用性和可比性的问题.     

干旱胁迫对玉米苗期叶片光系统Ⅱ性能的影响

以陕单609为材料,采用盆栽试验,设置中度、重度干旱胁迫2个处理,研究干旱胁迫对苗期玉米叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)性能、干物质积累、保护酶活性及脯氨酸含量的影响.结果表明:随着干旱胁迫程度的增加,玉米于物质积累量、叶面积、株高下降显著;PSⅡ复合体的不稳定性加重(L-band ＞0),供体侧放氧复合体受到伤害(K-band ＞0),受体侧电子传递链受到抑制(Ψ0显著下降),进而导致光系统Ⅱ整体性能下降(PIABS显著下降).在中度和重度干旱胁迫下,超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶活性,以及脯氨酸含量均显著增加,分别为对照的1.3、1.1、1.2、5.8倍和1.1、3.3、1.5、15.0倍.这表明干旱胁迫引起的玉米叶片光系统Ⅱ供受体侧的损伤是光系统Ⅱ性能下降的原因,导致玉米干物质生产下降,而保护酶和脯氨酸对玉米抵御干旱胁迫起到了积极的作用.     

模拟酸雨胁迫对杨梅幼苗水分生理特性的影响

选择浙江省典型亚热带经济植物杨梅为对象,通过盆栽试验研究了重度酸雨(pH2.5)、中度酸雨(pH4.0)和对照(pH5.6)处理对杨梅幼苗水分生理特性的影响.结果表明:季节、年份和酸雨对杨梅幼苗的光合速率均有显著影响,各处理中,夏季的差异大于春、秋季,pH4.0处理对光合速率有促进作用;季节、年份、酸雨,季节-年份交互作用以及三者交互作用对气孔导度均有显著影响,各处理在夏季的差异大于春、秋季,酸雨对气孔导度有抑制作用;季节、年份、酸雨及季节-年份和季节-酸雨两两交互作用对蒸腾速率有显著影响,各处理夏季的差异大于春秋季,且pH2.5处理对蒸腾速率的抑制作用最强;酸雨、季节-年份和季节-酸雨交互作用对水分利用率有显著影响,且pH2.5处理对水分利用率有一定的促进作用.     

在双脉冲光刺激下瞳孔系统的采样控制特性

本文用实验揭示了瞳孔对光动态反应具有采样控制特性。实验中采用各种不同时间间隔的双脉冲光,以开环的方式(Maxwellian View)刺激瞳孔,当双脉冲之间间隔较长时,瞳孔反应相当于对双脉冲光的两次脉冲分别产生瞬态收缩;当双脉冲时间间隔短于0.6s 时,其反应就成了一次瞬态收缩,与单个光脉冲所引起的瞳孔反应一样。同—受试者的多次实验结果相同,不同受试者所得结果也基本一致。故瞳孔对脉冲刺激光引起反应后,必须至少约隔0.6s 才能对另一次脉冲光产生反应,这就说明了瞳孔动态反应具有离散的采样控制特性。实验还进一步证明,瞳孔系统的控制机制是双重模式的控制:不同的刺激条件下,瞳孔反应可呈现为瞬态反应(AC)或持续反应(DC),瞬态反应的 AC 通道为离散的采样控制,持续反应的 DC 通道为连续控制。     

NaCl胁迫对茄子嫁接苗生长和离子分布的影响

以引进日本的设施栽培专用耐盐茄子品种Torvum Vigor为砧木,栽培品种苏崎茄为接穗,通过营养液栽培对80 mmol·L-1NaCl胁迫下茄子嫁接苗和自根苗的生长和离子分布进行了比较.结果表明,(1)NaCl胁迫下嫁接苗茎伸长受抑制程度显著低于自根苗,嫁接苗根部生长旺盛;(2)嫁接苗根部贮存一定量的Na 、Cl-,地上部除叶柄外各部位Na 、Cl-含量均显著低于自根苗;(3)NaCl胁迫后嫁接苗在幼叶和根部保持较高K /Na 和Ca2 /Na 值;(4)嫁接苗根部选择吸收SK,Na、SCa,Na值和幼叶选择运输SK,Na、SCa,Na值均显著高于自根苗.因此,嫁接茄子因根部Na 、Cl-的贮存,减轻了地上部的盐离子毒害,而且K 和Ca2 在幼叶和根部的特异积累使其K /Na 值和Ca2 /Na 值提高,从而增强了耐盐性.     

三种常绿阔叶树光系统Ⅱ在低温胁迫下的光抑制及恢复

冬季低温胁迫对亚热带常绿阔叶树光合活性的主要影响之一,体现在光合机构的低温光抑制。为了阐明冬季低温胁迫下常绿阔叶树光系统Ⅱ的光抑制程度及光保护机制,该文研究了冬季自然低温胁迫(零下低温冻害和零上低温寒害)对红叶石楠、枇杷和猴樟三种亚热带常绿阔叶树光合机构光系统Ⅱ(PSⅡ)光抑制的影响以及春季气温回暖后的恢复情况。结果表明:冻害和寒害低温胁迫使猴樟的PSⅡ活性显著降低,PSⅡ受到较严重的光抑制,低温胁迫解除后PSⅡ活性未能完全恢复。红叶石楠PSⅡ活性下降程度和光抑制程度最轻,春季PSⅡ活性显著上升,光抑制显著下降。枇杷PSⅡ活性和光抑制程度介于猴樟和红叶石楠之间。低温胁迫下红叶石楠的非光化学猝灭(NPQ)接近常温水平; 枇杷的NPQ略有降低,春季恢复正常; 猴樟NPQ最低,春季低温解除后仍不能完全恢复。此外,三种常绿阔叶树在冬季低温胁迫和春季恢复时期的NPQ与PSⅡ的光抑制程度存在显著的负相关关系。综合以上结果分析表明,冬季低温对红叶石楠PSⅡ影响不大,对枇杷有一定影响但春季气温回暖后可以及时恢复,对猴樟PSⅡ有显著的光抑制且恢复过程较慢,同时NPQ对保护常绿阔叶树PSⅡ免受冬季低温光抑制有重要的贡献。     

光系统Ⅱ捕光复合体飞秒时间分辨荧光特性的研究

采用时间分辨荧光光谱技术研究了菠菜（Spinacia oleracea L.）叶绿体叶捕光色素复合体（LHC Ⅱ）荧光的时间特性和光谱特性。用脉宽为120fs、波长为400nm的倍频钛宝石激光激发LHCⅡ样品;原始荧光信号由Boxcar采集,通过建立多指数模型,用非线性最小二乘法拟合,得到了激发能在LHCⅡ中传递的时间常数分别为：320fs、4.0ps和20.0ps。相对应的各组分荧光占总荧光的非分比分别为：3.4%、50.0%和46.6%。经全局分析,解得荧光强度随波长变化曲线;用高斯3峰解叠得到荧光光谱的峰值波长分别为：652nm、672nm和691nm。通过分析得出了时间常数与LHCⅡ中各色素成分之间的对应关系,并给出了可能的能量传递模型。     

干旱胁迫对燕麦生长及叶片光系统Ⅱ活性的影响

以‘燕科2号’燕麦品种为试验材料,采用盆栽控水的方式分别设置正常供水(75%田间持水量)、中度干旱胁迫(60%田间持水量)、重度干旱胁迫(45%田间持水量)3个水分处理,利用叶绿素荧光技术研究了不同水分梯度下燕麦生长和叶片光反应系统Ⅱ(PSⅡ)功能的变化,探讨干旱胁迫对燕麦叶片光合性能的影响。结果表明：(1)干旱胁迫导致燕麦株高变矮,叶片数、主茎数、穗数减少,叶片失绿发黄及籽粒产量显著下降。(2)与正常供水相比,重度干旱胁迫下燕麦叶片最大光化学效率(F_v/F_m)和光合性能指数(PI_ABS)显著降低。(3)重度干旱胁迫导致燕麦叶片单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)和单位反应中心耗散掉的能量(DI₀/RC)明显下降,单位反应中心用于电子传递的能量(ET₀/RC)和单位反应中心捕获的光能(TR₀/RC)明显升高;有活性反应中心的开放程度(Ψ₀)和电子传递链的量子产额(φ_E0)明显下降、非光化学淬灭最大量子产额(φ_D0)明显升高,V_J、V_K、V_L 3个位点的相对荧光强度明显升高,OJIP曲线初始斜率M_o明显升高。研究发现,燕麦叶片PSⅡ对中度干旱胁迫具有较强的适应能力,而重度干旱胁迫严重伤害其叶片PSⅡ反应中心,导致其反应中心能流分配失衡,电子传递受阻和PSⅡ稳固性减弱,进而影响燕麦光合作用,最终导致燕麦生长受到抑制。     

塔克拉玛干沙漠南缘9种禾本科牧草光系统Ⅱ特性

以新疆塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲边缘广泛种植的中间偃麦草、新燕麦、无芒雀麦、老芒麦、天山赖草、披碱草、矮生高羊茅、冰草和碱茅等9种牧草为试验对象,测定暗适应20 min后牧草叶片的快速叶绿素荧光诱导曲线,比较光系统Ⅱ(PSⅡ)的特性,分析各牧草对本地区环境的适应能力.结果表明： 天山赖草和披碱草的最大荧光(F_m)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)和单位面积反应中心的数量(RC/CS_o)的值均显著高于矮生高羊茅、冰草和碱茅,而初始荧光(F_o)、单位反应中心吸收的光能(ABC/RC)、单位反应中心捕获的能量(TR_o/RC)、单位反应中心耗散的能量(DI_o/RC)、荧光诱导曲线初始斜率(M_o)值则低于矮生高羊茅、冰草和碱茅;中间偃麦草、新燕麦、无芒雀麦和老芒麦的各值处于中间水平.9种牧草均受到恶劣气候条件的不同程度胁迫,PSⅡ反应中心的活性及电子传递受到抑制,其中,天山赖草和披碱草受到的影响较小,而矮生高羊茅、冰草和碱茅的PSⅡ结构和功能受到比较严重的影响,光合作用受抑制的程度较大.     

酸雨胁迫条件下紫花苜蓿种子萌发和幼苗生理特性的变化

以紫花苜蓿种子皇冠（Phabulous）为材料,研究不同pH值的模拟酸雨对皇冠（Phabulous）种子萌发及幼苗生理特性的影响。分别测定了发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和种子脱氢酶含量、幼苗鲜重、幼苗干重、幼苗叶绿素含量、叶片导电率等指标。结果表明,种子的各项发芽指标及幼苗鲜重、脱氢酶活力、叶绿素含量等随酸雨pH值减小整体呈降低趋势,叶片浸泡液电导率则随酸雨pH值减小而呈增大趋势。     

10个园林绿化树苗对SO2的反应特性

用开顶式熏气装置对10种2年生园林绿化树苗进行不同浓度的SO2胁迫,并对其叶片气体交换特征参数进行了测定,研究了参试树种对SO2的生理反应及其在绿化中的应用.结果表明:在SO2胁迫条件下,大多数树种的净光合速率(P n)、蒸腾速率(T r)和气孔导度(G s)均出现下降趋势,下降幅度因树种和SO2浓度不同而有较大差异.树种P n与G s、T r与G s之间存在显著线性正相关关系,但是随SO2浓度增加,P n与G s以及T r与G s线性相关的显著程度被削弱,表现出SO2胁迫下不同树种P n变化与G s变化、T r变化与G s变化的复杂性.根据P n下降幅度将树种分为3种类型:轻度敏感(3种)、中度敏感(4种)和高度敏感树种(3种).     

外源NO对酸雨胁迫下龙眼幼苗生理特性的影响

研究了外源NO供体硝普钠(SNP)对pH3.0酸雨胁迫下龙眼幼苗叶绿素含量、抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的影响.结果表明:酸雨胁迫下,龙眼幼苗叶片中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性降低,叶绿素、蛋白质和可溶性糖含量下降,丙二醛含量升高,呈现出一定的毒害效应.外源NO对酸雨胁迫下龙眼幼苗的生理代谢的作用具有双重性,0.1 ～0.5.mmol·L-1SNP显著提高叶绿素、可溶性糖和蛋白质含量,增强SOD、POD和CAT活性,降低丙二醛含量;其中0.5 mmol·L-1 SNP处理效果最好,叶绿素、可溶性糖和蛋白质含量分别比单独酸雨胁迫处理增加了76.0％、107.0％和216.1％,SOD、POD和CAT活性分别提高150.0％、350.9％和97.1％,丙二醛含量降低了46.4％.低浓度外源NO能通过刺激抗氧化酶活性来清除活性氧,减轻氧化胁迫,缓解酸雨胁迫对龙眼幼苗的毒害作用;而高浓度外源NO对酸雨胁迫的缓解作用减弱.     

高等植物的光系统Ⅱ蛋白磷酸化机制及其对环境胁迫的响应

高等植物的光系统Ⅱ蛋白在环境胁迫,尤其是强光和高温胁迫时会发生可逆磷酸化。本文介绍环境调节下的高等植物光系统Ⅱ蛋白D1、LHCⅡ、CP29及TSP9的可逆磷酸化研究进展,并讨论了这种蛋白磷酸化与光系统Ⅱ蛋白复合物在类囊体膜上的迁移和组装之间的关系。     

干旱胁迫对银杏叶片光合系统Ⅱ荧光特性的影响

为了探讨银杏叶片在长期干旱胁迫下光合性能的变化,采用盆栽控水法对银杏幼苗进行干旱处理,并分别在处理后第0、20、30、40、50天,对荧光动力学曲线和荧光参数进行了测定和JIP-test分析.结果表明:随着干旱的加剧,叶片叶绿素含量逐渐递减.由于干旱导致银杏叶片的光合系统Ⅱ(PSⅡ)结构破坏和稳固性减弱,其荧光动力学曲线出现了K相和L相的升高,在干旱处理40 d后升高加剧.PSⅡ结构的变化导致了一系列荧光参数的变化,初始荧光F0逐渐升高,最大荧光Fm逐渐降低;代表单位反应中心活性的参数ABS/RC、ET0/RC、TR0/RC逐渐升高;单位面积捕获的光能TR0/CS0高于对照,单位面积用于电子传递的光能ET0/ CS0后期下降;表示受体侧电子传递活性的参数Sm、Ψ0、(φ)E0逐渐下降,M0、VJ、VI逐渐升高;表示热耗散的参数DI0/RC、DI0/CS0随干旱时间延长而急剧升高;活性反应中心数目RC/CS0减少;代表PSⅡ光合效率的参数Fv/Fm、PIabs逐渐下降;代表PSⅡ供体侧活性的参数Wk随干旱时间延长而逐渐升高,OEC逐渐减少.干旱胁迫导致银杏叶片PSⅡ反应中心失活,能流分配失衡,电子传递受阻,PSⅡ放氧复合体失活和PSⅡ稳固性减弱,从而破坏PSⅡ光合功能.而反应中心失活和受体侧电子QA-的累积是造成PSⅡ电子传递活性减弱的主要原因.干旱条件下,银杏PSⅡ的PIabs比Fv/Fm对干旱的反应更灵敏,可作为银杏叶片受到伤害的指标.     

Na2SO4胁迫对四种抗盐性不同牧草膜脂过氧化和活性氧清除系统的影响

 经过1%和2%的Na2SO4胁迫后,草原绢蒿,圆叶蒿,苇状羊茅和鸭茅4种牧草的膜脂过氧化程度和质膜的透性都增加,但抗盐性较强的草原绢蒿和苇状羊茅的膜脂过氧化程度及质膜透性分别低于同科中抗盐性较差的圆叶蒿和鸭茅。随着Na2SO4胁迫浓度的增加,两种禾本科牧草的超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化氢酶(CAT)的活性逐渐升高,两种菊科牧草的SOD及CAT的活性却逐渐下降,但禾本科中抗盐性较强的苇状羊茅的SOD及CAT活性的增长率要大于抗盐性较差的鸭茅,菊科中抗盐性较强的草原绢蒿的SOD及CAT活性的下降率要小于抗盐性较差的圆叶蒿。在Na2SO4胁迫下,两种抗盐性较强牧草的类胡萝卜素的相对含量要分别高于同科中抗盐性较差的牧草。