短期CO2加富对凤梨光合作用及生长发育的影响

 研究了CO₂加富对丹尼斯凤梨（Guzmania`Denise’）和吉利凤梨（Guzmania `Cherry’）叶片光合速率、植株生长、开花和光合相关酶活性的 影响。结果表明,处理30 d期间,处理(600±40)、(900±40) μmol CO₂&;#8226;mol^-1的净光合速率分别比同期对照增加了6.24%～31.91%和11.92%～ 41.48%;CO₂加富下促进了叶片中可溶性糖和淀粉的积累, 蒸腾速率和气孔导度下降,Rubisco活性增加,乙醇酸氧化酶活性则明显下降。(600 ±40)μmol CO₂&;#8226;mol^-1处理下的株高、叶面积分别比同期对照下增加了6.94%～14.63%和1.66%～7. 06%,而处理(900±40) μmol CO₂&;#8226;mol^-1下 分别增加了9.71%～20.85%和2.87%～11.62%;CO₂加富下促进了干重和鲜重的积累。此外,CO₂加富提前了吉利凤梨的花期。     

加富对凤梨光合作用及生长发育的影响

研究了CO₂加富对丹尼斯凤梨（Guzmania`Denise’）和吉利凤梨（Guzmania `Cherry’）叶片光合速率、植株生长、开花和光合相关酶活性的 影响。结果表明,处理30 d期间,处理(600±40)、(900±40) μmol CO₂•mol^-1的净光合速率分别比同期对照增加了6.24%～31.91%和11.92%～ 41.48%;CO₂加富下促进了叶片中可溶性糖和淀粉的积累, 蒸腾速率和气孔导度下降,Rubisco活性增加,乙醇酸氧化酶活性则明显下降。(600 ±40)μmol CO₂•mol^-1处理下的株高、叶面积分别比同期对照下增加了6.94%～14.63%和1.66%～7. 06%,而处理(900±40) μmol CO₂•mol^-1下 分别增加了9.71%～20.85%和2.87%～11.62%;CO₂加富下促进了干重和鲜重的积累。此外,CO₂加富提前了吉利凤梨的花期。     

高浓度二氧化碳处理对红松幼苗土壤水解酶活性的影响

研究了700和500 μmol·mol^-1高浓度CO₂处理的红松幼苗0～10 cm土层土壤蛋白酶、脲酶、淀粉酶、转化酶和磷酸酶活性的变化.结果表明,土壤蛋白酶(除7月)、脲酶、淀粉酶(除7月)和磷酸酶(除9月)活性在高浓度CO₂条件下极显著增加,而转化酶(除9月)活性却极显著降低.不同高浓度CO₂对酶活性的影响程度不同,500 μmol·mol^-1浓度CO₂处理对蛋白酶和磷酸酶活性的影响较700 μmol·mol^-1处理明显,而700 μmol·mol^-1浓度CO₂处理对脲酶、淀粉酶和转化酶活性的影响较500 μmol·mol^-1显著.     

显脉金花茶的光合生理特性研究

采用LI-6400便携式光合测定系统(Li-Cor Inc., USA)对显脉金花茶光合特性进行研究。结果表明：(1)在夏季,显脉金花茶叶片的P_n日变化呈单峰曲线,最高峰出现在中午11：00。其最大净光合速率（P_max）为3.81 μmol·m^-2·s^-1、光饱和点（LSP）为459.9 μmol·m^-2·s^-1、光补偿点（LCP）为6.9 μmol·m^-2·s^-1。显脉金花茶的光饱和点和光补偿点都比较低,表明其是一种阴生植物。（2）在控制光照强度和温度的条件下,CO₂浓度小于800 μmol·mol^-1,P_n几乎呈直线上升,升高CO₂浓度可使显脉金花茶的净高合速率增大,提高了叶片对光能的利用率。其叶片CO₂饱和点(CSP)大约在1 200 μmol·mol^-1左右,CO₂的补偿点（Г^*）为70.1 μmol·mol^-1,最大羧化速率（V_cmax）为17.5 μmol·m^-2·s^-1,最大电子传递速率（J_max）为40 μmol·m^-2·s^-1。     

高浓度二氧化碳对百合生长和两种化感物质的影响

在大棚栽培条件下,研究不同CO₂浓度（600、800、1 000 μmol·mol^-1）对亚洲型黄花多头切花百合的影响.结果表明,CO₂浓度为600 μmol·mol^-1时,切花百合维持较高的Pn,在CO₂浓度为600～1 000 μmol·mol^-1时并持续45 d,百合并未出现明显的光合作用下调,这与新生子球对高CO₂浓度下的百合光合适应性具有一定调节能力有关.CO₂浓度为600 μmol·mol^-1时,能提高百合切花0.57个茎高等级,对显色花蕾增长有正效应.不同CO₂浓度对百合叶片中的多酚类和类黄酮含量影响不同,CO₂浓度为600和800 μmol·mol^-1时,能明显提高多酚类和类黄酮含量,植株也未出现叶枯病病株,这与适宜的高CO₂浓度对Pn及碳水化合物的形成和转化以及化感物质与提高百合自身抗病性有关.在试验浓度范围内,CO₂浓度为600 μmol·mol^-1时最有利于百合叶片多酚类和类黄酮含量的提高.     

一氧化氮(NO)熏蒸蒜瓣对蒜苗叶片光合作用的影响

以白皮改良蒜为试验材料,用不同浓度的一氧化氮气体（0.1、0.5、1.0 μmol·L^-1）在无氧环境中对大蒜进行熏蒸。并使用TPS 1便携式光合仪结合Farquhar和Sharkey的理论测定或计算NO处理蒜苗的相关光合指标,同时测定核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶(Rubisco)含量。发现与1.0 μmol·L^-1 NO气体处理相比,0.5 μmol·L^-1 NO处理的蒜苗叶片净光合速率（P_n）、气孔导度(G_s)提高、而胞间隙CO₂浓度（C_i）、气孔限制值(L_s)降低,说明0.5 μmol·L^-1 NO处理下蒜苗光合速率高于1.0 μmol·L^-1 NO的处理的主要是非气孔因素。而且0.5 μmol·L^-1 NO处理提高了蒜苗叶片表观量子效率(AQY)、表观羧化效率(CE)和光合能力(A_o)及Rubisco含量,说明外源NO处理提高了蒜苗叶片光合作用过程中光反应能力和碳同化过程中羧化酶羧化效率。与对照相比,1.0 μmol·L^-1 NO处理降低了蒜苗叶片净光合速率,同时气孔导度、胞间隙CO₂浓度、表观量子效率、Rubisco含量、羧化效率和光合能力均降低,而气孔限制值升高,说明1.0 μmol·L^-1 NO对蒜苗光合作用的抑制既有气孔因素,也有非气孔因素。而0.1 μmol·L^-1 NO处理各项指标与对照无显著性的差异。     

CO2浓度升高对红松和长白松土壤呼吸作用的影响

以开顶箱法研究了CO₂浓度升高对红松和长白松土壤呼吸作用的影响.结果表明,500 μmol CO₂·mol^-1使红松和长白松土壤呼吸速率明显降低,土壤表面CO₂浓度升高导致CO₂扩散受阻可能是土壤呼吸受到抑制的主要原因.500 μmol CO₂·mol^-1下两树种土壤表面CO₂浓度明显高于对照箱和裸地条件下的CO₂浓度,增加幅度在40～150 μmol·mol^-1之间;对照箱内长白松土壤表面CO₂浓度略高于裸地,差异不显著,红松差异显著500 μmol CO₂·mol^-1下的长白松土壤全氮及总有机碳含量略高于对照组,差异不显著,红松裸地的碳氮含量明显低于500 μmol CO₂·mol^-1 及对照箱内土壤碳氮含量;500 μmol CO₂·mol^-1 及开顶箱的微环境对地下3 cm处土壤温度没有明显影响.     

浓度倍增对城市油松抗氧化酶活性的影响

利用OTC（开顶箱）法模拟未来CO₂浓度,于CO₂倍增浓度（700 μmol·mol^-1）和正常空气CO₂浓度(≈350 μmol·mol^-1）条件下,测定了沈阳市区油松（Pinus tabulaeformis）针叶超氧自由基（O^·₂）产生速率、过氧化氢（H₂O₂）含量、超氧化物歧化酶（SOD）与抗坏血酸-谷胱甘肽循环（ASA-GSH cycle）主要酶活性动态变化,探讨高浓度CO₂对油松抗氧化酶活性的影响。结果表明：在短期(60 d)内CO₂浓度倍增使油松超氧自由基（O₂^·）产生速率与过氧化氢（H₂O₂）含量减少,而SOD、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、单脱氢抗坏血酸还原酶（MDAR）、脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）、谷胱甘肽还原酶（GR）活性升高;植株抗氧化能力增强,对活性氧清除能力提高;但长期（70 d以上）CO₂浓度倍增处理则可能使试验结果发生逆转。     

长期CO2加富对苗期红掌（Anthurium andraeanum L.）植株生长和光合作用的影响

以开顶式塑料薄膜温室为设施,研究了红掌(Anthurium andraeanum L.)幼苗植株生长、叶片净光合速率和光合酶活性对长期高CO₂浓度的响应。结果表明：处理90 d时,处理组T1（（700±100） μmol•mol^-1 CO₂）的株高、单叶面积、株鲜重分别比对照组（（360±30）μmol•mol^-1）增加了15.76%、14.30%、29.62％,而处理组T2 （（1000±100）μmol•mol^-1 CO₂）的株高、单叶面积、株鲜重分别比对照增加了15.00%、9.63%、3622％;处理150 d时T1的株高、单叶面积、株鲜重与对照相比分别增加了1608％、17.30％、49.09％,而T2增加了16.61％、10.10％、48.87％。在各自生长环境下处理组T1、T2的净光合速率在整个处理期间均高于对照,处理150 d时,T1、T2的净光合速率分别比对照高8.25％、20.62％;但处理90 d时,在对照CO₂浓度下测定的净光合速率处理组开始低于对照组,可能此时处理组的红掌叶片开始出现光合适应现象;CO₂浓度升高促进了叶片中可溶性糖和淀粉积累,处理90 d时T1、T2处理组中淀粉含量分别比对照高52.60％、67.66％;处理150 d时,T1组红掌叶片中淀粉与可溶性糖含量比对照高53.43％、6.32％,T2比对照高58.44％、8.07％,叶绿素含量在处理90 d时也开始低于对照组;整个实验过程中,Rubisco活性前期增加,90 d以后开始下降;乙醇酸氧化酶活性则明显下降,T1、T2处理组试验结束时与对照组相比分别下降了41.28％、45.35％。一定处理时间（90 d）的高浓度CO₂处理提高了红掌叶片的净光合速率和碳水化合物的积累,促进了营养生长,但随着处理时间的延长,这种促进作用逐渐降低。     

淡水驯化对桐花树光合生理特性的影响

以实验地全光照条件下淡水和人工海水培养种植的桐花树（Aegiceras corniculatum）幼苗为材料,采用Li 6400光合测定仪对不同月份桐花树幼苗的光合生理生态特性日动态进行测定,研究了桐花树的光合生理生态特性。结果表明：在7、10月份桐花树的净光合速率日变化呈双峰型,均出现“光合午休”现象。在7月份人工海水组和淡水组的最大净光合速率（P_max）分别为9.97和11.95 μmol·m^-2·s^-1;而10月份的P_max分别为12.2和12.9 μmol·m^-2·s^-1。而且淡水驯化下,桐花树的净光合速率较人工海水组高。由光响应曲线可知,桐花树人工海水组的最大净光合速率（P_max）、光饱和点（LSP）、光补偿点（LCP）和表观量子效率（AQY）分别为7 μmol·m^-2·s^-1,1 477 μmol·m^-2·s^-1,30 μmol·m^-2·s^-1,0.031 3;而淡水组为8.69 μmol·m^-2·s^-1,980 μmol·m^-2·s^-1,40 μmol·m^-2·s^-1,0.011。在所测的生理生态因子中,光合有效辐射和气孔导度是影响桐花树光合作用最为强烈的因子,与桐花树的净光合速率和蒸腾速率均有极显著的相关关系（p<0.01）。试验说明淡水驯化的桐花树对光强的利用范围变窄,但有较高的净光合速率,表明桐花树对淡水环境具有较强的适应性。     

遮光处理对西葫芦幼苗形态特征及光合生理特性的影响

研究了不同遮光处理对西葫芦幼苗形态及光合生理特性的影响.结果表明,在60%透光率条件下,西葫芦幼苗具有较高的相对生长率、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、单叶水分利用效率、饱和蒸汽压、表观量子效率和叶绿素含量,而胞间CO₂浓度较低;西葫芦幼苗具有较高的光饱和点(1 125 μmol·m^-2·s^-1)、较低的光补偿点(15.2 μmol·m^-2·s^-1).弱光下西葫芦幼苗较耐低浓度CO₂,而强光下的幼苗较耐高浓度CO₂.60%透光率下西葫芦幼苗叶片丙二醛和脯氨酸含量最低,而过氧化物酶和过氧化氢酶活性则最高.     

Photosynthetic acclimation in rice leaves to free-air CO2 enrichment related to both ribulose-1,5-bisphosphate carboxylation limitation and ribulose-1,5-bisphosphate regeneration limitation

Net photosynthetic rates (Pns) in leaves were compared between rice plants grown in ambient air control and free-air CO2 enrichment (FACE, about 200 micromol mol(-1) above ambient) treatment rings. When measured at the same CO2 concentration, the Pn of FACE leaves decreased significantly, indicating that photosynthetic acclimation to high CO2 occurs. Although stomatal conductance (Gs) in FACE leaves was markedly decreased, intercellular CO2 concentrations (Ci) were almost the same in FACE and ambient leaves, indicating that the photosynthetic acclimation is not caused by the decreased Gs. Furthermore, carboxylation efficiency and maximal Pn, both light and CO2-saturated Pn, were decreased in FACE leaves, as shown by the Pn-Ci curves. In addition, the soluble protein, Rubisco (ribulose-1,5-bisphosphate caboxylase/oxygenase), and its activase contents as well as the sucrose-phosphate synthase activity decreased significantly, while some soluble sugar, inorganic phosphate, chlorophyll and light-harvesting complex II (LHC II) contents increased in FACE leaves. It appears that the photosynthetic acclimation in rice leaves is related to both ribulose-1,5-bisphosphate (RuBP) carboxylation limitation and RuBP regeneration limitation.     

大气CO2浓度升高对毛竹叶片膜脂过氧化和抗氧化系统的影响

为了解竹子对大气CO2浓度升高的生理响应,为气候变化背景下的竹林适应性管理提供理论依据,运用开顶式气室(OTCs)设置了3个CO2处理浓度(环境大气、500和700μmol·mol-1),探讨了大气CO2浓度升高对毛竹(Phyllostachys edulis)叶片光合色素、膜脂过氧化和抗氧化系统的影响。结果表明:与环境大气比较,500μmol·mol-1浓度处理30d时对毛竹叶片光合色素、膜脂过氧化和抗氧化系统影响并不明显,仅叶片CAT活性显著降低;随着处理时间的延长,对毛竹叶片膜脂过氧化和抗氧化系统的影响逐渐显现,至处理90d时,除叶片可溶性糖含量无明显变化,其他测定指标均有显著变化;700μmol·mol-1浓度处理在不同时间上对毛竹叶片膜脂过氧化和抗氧化系统的影响均较500μmol·mol-1CO2浓度处理明显,处理30d时毛竹叶片可溶性糖含量和抗氧化酶活性有明显变化,处理90d时,各项测定指标均有显著变化;研究表明大气CO2浓度升高一定程度上能增强毛竹的抗氧化能力,但光合产物的过量积累也会造成碳水化合物源-库失衡和Rubisco的再生受到反馈作用抑制。     

缺磷条件下不同磷效率水稻品种光合特性和细胞保护酶活性

以6个不同磷吸收效率粳稻品种为材料,研究了缺磷条件下各种磷效率类型水稻品种的光合特性和细胞保护酶活性.结果表明:缺磷条件下,随着植株生长进程,不同磷效率水稻品种的光合速率(Pn)和可溶性蛋白质含量(pro)均不断下降;与丰磷处理相比,缺磷处理各测定时期的Pn和pro均有所降低.不同磷效率水稻品种中,磷高效品种的Pn(10.06～10.83μmolCO2.m-2.s-1)、叶绿素含量(3.32～3.56mg.g-1FM)和pro(33.08～33.95mg.g-1FM)最高,磷中效品种次之,磷低效品种最低;不同品种的气孔导度(Gs)差异不明显.随着磷胁迫时间的延长,各品种的超氧化物歧化酶(SOD)活性降低,表现为磷高效品种>中效品种>低效品种;各品种丙二醛含量的变化趋势与SOD活性相反;而过氧化物酶(POD)活性的变化规律不明显.因此,缺磷条件下,较高的SOD活性和较低的细胞膜脂过氧化程度在改善磷高效品种的光合生理功能中具有重要作用.     

Photosynthetic light and CO2 utilization and C4 traits of two novel super-rice hybrids

Characteristics of photosynthetic light and CO2 use efficiency from seedling to heading stage, and C4 pathway enzyme activities in both flag leaves and lemma were compared between two newly developed super-rice hybrids (Oryza sativa L.), Liangyoupeijiu and Hua-an 3, and a traditional rice hybrid, Shanyou 63. At seedling and tillering stages, Liangyoupeijiu and Hua-an 3 had higher net photosynthetic rates (Pn) and light saturated assimilation rates (Asat) than did Shanyou 63, at both normal (360 micromol mol(-1)) and doubled (720 micromol mol(-1)) CO2 concentrations. At the heading stage, the flag leaves of all three rice hybrids had similar Pn and Asat. However, the two super-rice hybrids had higher apparent quantum yield (AQY) and carboxylation efficiency (CE) during all three typical developmental stages, and higher quantum yield of CO2 fixation (PhiCO2) at the tillering and heading stages. In addition, Liangyoupeijiu showed significantly higher activities of the C(4) pathway enzymes in both flag leaves and lemmas than did Shanyou 63. As a result, flag leaves of the two super-rice hybrids had higher Pn at morning, noontime and late afternoon during the daily cycle. Since most of the grain yield of rice comes from the photosynthesis of flag leaves, the similar Asat and much higher AQY, CE and PhiCO2 at heading stage of the two super-rice hybrids indicates that higher photosynthetic efficiency rather than higher photosynthetic capacity may be the primary factor contributing to their higher grain yields.     

大气CO2浓度升高对绿豆叶片光合作用及叶绿素荧光参数的影响

利用FACE系统在大田条件下通过盆栽试验研究了大气CO2浓度升高[CO2浓度平均为(550+60) μmol·mo1-1]对绿豆叶片光合生理和叶绿素荧光参数的影响.结果表明:与对照[ CO2浓度平均为(389+40) μmol·mol-1左右]相比,大气CO2浓度升高使花荚期绿豆叶片净光合速率(Pn)和胞间CO2浓度(Ci)分别升高11.7％和9.8％,气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)分别下降32.0％和24.6％,水分利用效率(WUE)提高83.5％;在蕾期,CO2浓度升高对绿豆叶片叶绿素初始荧光(Fo)、最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、Fv/Fm和Fv/Fo没有显著影响;在鼓粒期,CO2浓度升高使绿豆叶片Fo增加19.1％,Fm和Fv分别下降9.0％和14.3％,Fv/Fo和Fv/Fm分别下降25.8％和6.2％.表明大气CO2浓度升高可能使绿豆生长后期光系统Ⅱ反应中心结构受到破坏,叶片的光合能力下降.     

落叶松幼苗光合特性对氮和磷缺乏的响应

为探讨落叶松幼苗光合特性对氮、磷营养缺乏的响应规律,在温室内用砂培方法培养和处理落叶树幼苗,测定了净光合速率和叶绿素荧光等反映其光合能力的参数,分析了落叶松幼苗的光合特性对氮、磷营养缺乏的响应规律.结果表明,氮素供应不足(1mmol·L^-1)时,落叶松幼苗针叶的全氮含量、叶绿素含量和净光合速率与对照相比都显著降低,分别下降了37%、31%和59%,同时,F_v/F_m(反映光系统II最大光能转换效率)和F_v/F_o(反映光系统II潜在活性)也分别下降了22%和57%,而叶片可溶性蛋白含量只有微弱下降.磷素供应不足(1/8mmol·L^-1)时,叶片全氮和全磷含量、叶绿素含量、叶片可溶性蛋白含量和F_v/F_m与对照相比差异均不显著,净光合速率和F_v/F_o下降13%.氮、磷同时缺乏时,上述各项指标的变化与单独缺氮处理的相似,这意味着本实验中缺磷处理(1/8mmol·L^-1)对落叶松幼苗光合特性影响相对较小.     

干旱胁迫下红麻和大麻状罗布麻水分生理及光合作用特征研究

以中国红麻和美国大麻状罗布麻为材料,采用防雨棚内盆栽控水法研究了4种土壤水分条件下2种罗布麻的水分生理及光合作用日变化特性,探讨2种罗布麻对干旱胁迫的响应和适应能力,为美国大麻状罗布麻引种栽培提供理论依据。结果显示:(1)随干旱胁迫的加剧,2种罗布麻叶片的组织含水量、相对含水量均逐渐降低,但大麻状罗布麻的降幅较小;同一水分条件下,大麻状罗布麻的组织含水量、相对含水量均高于红麻,而水分饱和亏均低于红麻;不同水分条件下,大麻状罗布麻叶片相对含水量在离体2h后仍维持高位,降幅极显著低于红麻(P<0.01),离体8h后仍能维持较高水平。(2)在饱和供水(CK)、轻度胁迫(LS)和中度胁迫(MS)条件下,2种罗布麻叶片的Pn、Tr、Gs日变化均呈相似的"双峰"型曲线,而重度胁迫(SS)下却呈单峰曲线,各胁迫条件下Pn第二峰值比CK推迟2h左右;各处理Pn和WUE日均值在大麻状罗布麻中表现为LS>CK>MS>SS,而在红麻中则为CK>LS>MS>SS,且2种罗布麻除WUE指标在处理CK与T1间差异不显著外(P>0.05),其余处理间差异均达到显著水平以上(P<0.05);同一水分条件下,大麻状罗布麻的Pn和WUE值均显著高于红麻,如大麻状罗布麻在SS条件下的Pn和WUE日均值分别为2.28μmol·m-2.s-1和1.41μmol·mmol-1,而红麻的仅为0.29μmol·m-2.s-1和0.16μmol·mmol-1。研究表明,在土壤干旱胁迫条件下,大麻状罗布麻叶片在水分生理和光合生理方面均表现出明显优势,比当地红麻具有更强的保水及光合生产能力,耐旱性更强,可在宁夏地区引种栽培。