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。     

在盐胁迫下光抑制及其恢复进程对冬小科光合功能的影响

研究了盐和强光双重胁迫以及在弱光下恢复对冬小麦（Triticum aestivum L.）光合功能的影响。结果表明,单纯用低浓度盐（200mmol/L NaCl）胁迫时,对反向PSⅡ光合功能的Fv/Fo、Fv/Fm和qP等参数没有什么影响,但巳十分明显地抑制光合碳同化能力,而高盐（400mmol/L NaCl）胁迫损伤PSⅡ功能,从而加剧对碳同化功能的抑制,说明光合作用对不同盐浓度的响应不同。研究结果还表明,盐胁迫能加剧强光对光合功能的损伤,使之受到更加严重的光抑制。在低盐浓度下,光抑制初期形成形成QB-非还原性PSⅡ反应中心,在随后的光抑制进程和弱光下恢复期间,能有效的被用来合成有活性的PSⅡ和修复可逆性失活的PSⅡ反应中心。而高盐和强光双重胁迫使PSⅡ遭受严重破坏,QB-非还原性PSⅡ反应中心只有在光抑制初期可部分地用于修复可逆性失活的PSⅡ,随着光抑制的进程,它们不能用于合成有活性PSⅡ和修复受严重破坏的PSⅡ,结果导致它们的含量在弱光下恢复时继续增加。     

铅胁迫对玉米幼苗叶片光系统功能及光合作用的影响

通过同时测定玉米叶片的叶绿素荧光快速诱导动力学曲线和对820 nm光的吸收、分析叶片的气体交换过程以及叶绿体活性氧清除关键酶的活性,研究了不同浓度的铅(Pb)胁迫对玉米光系统Ⅰ(PSⅠ)、光系统Ⅱ(PSⅡ)的光化学活性和光合作用的影响,并分析了Pb胁迫下两个光系统的相互关系.结果表明:铅胁迫显著抑制了玉米地上部分和地下部分的生长、降低了叶片光合色素含量、并通过非气孔因素限制了光合作用、导致过剩激发能的增加;铅胁迫显著抑制了超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性、伤害了PSII反应中心、PSII的受体侧和供体侧(放氧复合体)以及PSI光化学活性.     

在盐胁迫下光抑制及其恢复进程对冬小麦光合功能的影响(英文)

研究了盐和强光双重胁迫以及在弱光下恢复对冬小麦 (TriticumaestivumL .)光合功能的影响。结果表明 ,单纯用低浓度盐 (2 0 0mmol/LNaCl)胁迫时 ,对反映PSⅡ光合功能的Fv/Fo、Fv/Fm和qP等参数没有什么影响 ,但已十分明显地抑制光合碳同化能力 ,而高盐 (4 0 0mmol/LNaCl)胁迫损伤PSⅡ功能 ,从而加剧对碳同化功能的抑制 ,说明光合作用对不同盐浓度的响应不同。研究结果还表明 ,盐胁迫能加剧强光对光合功能的损伤 ,使之受到更加严重的光抑制。在低盐浓度下 ,光抑制初期形成的QB_非还原性PSⅡ反应中心 ,在随后的光抑制进程和弱光下恢复期间 ,能有效的被用来合成有活性的PSⅡ和修复可逆性失活的PSⅡ反应中心。而高盐和强光双重胁迫使PSⅡ遭受严重破坏 ,QB_非还原性PSⅡ反应中心只有在光抑制初期可部分地用于修复可逆性失活的PSⅡ ,随着光抑制的进程 ,它们不能用于合成有活性PSⅡ和修复受严重破坏的PSⅡ ,结果导致它们的含量在弱光下恢复时继续增加     

外源钙对干旱胁迫下烤烟幼苗光系统Ⅱ功能的影响

以叶绿素快相荧光动力学曲线(OJIP)为探针,研究了外源钙对干旱胁迫下烤烟幼苗光系统Ⅱ(PSⅡ)功能的影响.结果表明:干旱胁迫降低了烤烟幼苗PSⅡ原初光能转换效率(Fv/Fm)和电子传递速率(ETR),抑制了光合作用的原初过程,烤烟幼苗叶片发生了明显的光抑制.叶面喷施10.0 mmol·L-1CaCl2溶液后烤烟叶片的光合电子传递能量比例(ФEo)在干旱胁迫下的降低幅度明显小于对照(喷施清水),电子转运效率(ET0/RC)在干旱胁迫下明显高于对照.叶面喷施CaC12溶液增加了PSⅡ捕获光能用于光合电子传递的比例、剩余有活性反应中心的效率和电子传递链中的能量传递,使烤烟叶片的光系统Ⅱ在干旱胁迫下保持相对较高的活性,从而提高了烤烟幼苗的抗旱能力.     

NaCl胁迫增强杂交酸模(Rumex K-1)幼苗叶片的米勒过氧化反应

200 mmol/L NaCl胁迫对杂交酸模(Rumex K-1)幼苗叶片光系统Ⅱ最大光化学效率(Fy/Fm)没有影响,但是显著降低了光合速率和气孔导度,导致细胞间隙CO2浓度和叶绿素含量增加.同时,盐胁迫引起活性氧清除关键酶超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性上升.在光合作用诱导过程中,无论是对照叶片还是盐胁迫叶片,米勒过氧化反应均维持一部分光合电子流.光合作用达到稳定状态后,盐胁迫叶片仍能够通过米勒过氧化反应维持部分光合电子流.强光下,低氧(2%)抑制米勒过氧化反应对对照叶片光抑制程度没有明显影响,而显著增加盐胁迫叶片的光抑制程度.据上述结果推测:盐胁迫下米勒过氧化反应的增强有助于消耗过剩的激发电子,从而降低强光下杂交酸模幼苗叶片的光抑制程度.     

钙对NaCl胁迫下杂交酸模(Rumex K-1)幼苗叶片光抑制的减轻作用

一定浓度范围内的外源Ca2 能够减轻NaCl胁迫下杂交酸模(Rumex K-1)叶片的光抑制程度,其中浓度为8 mmol/L时效果最强.Ca2 增加NaCl胁迫下杂交酸模叶片光化学猝灭系数(qP)、PSⅡ反应中心光能捕获效率(Fv‘/Fm‘)和PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ) ,降低QB-非还原性反应中心的相对含量.此外,Ca2 还能降低 NaCl胁迫下叶片的渗透势、增加可溶性蛋白和脯氨酸的含量,而对叶片水势无明显影响. 探讨了Ca2 减轻NaCl胁迫下杂交酸模叶片光抑制程度的可能机理.     

光胁迫下杂种杨无性系光合生理生态特征的研究

以气体交换测定结合合绿素荧光技术对几个杂种杨新无性系有自然光胁迫下的光合生理生态特性进行了分析。８月ＣＯ２气体交换测定显示,中午存在明显的光合作用下降现象,同时某些无性系午的气孔导度也有不同程度下降。叶绿素荧光分析显示,强光胁迫会影响光合作用的原初光反应过程,光系统Ⅱ（ＰＳⅡ）反应中心的最大光化学量子产率,有效光化学量子产率等反光系统Ⅱ反应中心活性的参数值在中午均比早晨低,与此同时,光系统Ⅱ反应中     

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。     

NaCl胁迫对祁连山野生黄瑞香叶片光合叶绿素荧光特性的影响

以4片真叶黄瑞香幼苗为材料,设置不同浓度(0、50、100、150、200mmol·L~(-1))NaCl胁迫处理,采用温室砂培实验系统考察了其幼苗叶绿素含量、叶绿素荧光参数及气体交换参数等光合生理指标的变化。结果表明:(1)在正常环境条件下(对照),黄瑞香叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)的日变化曲线呈双峰型,蒸腾速率(T_r)日变化曲线呈单峰型;较高浓度(100mmol·L~(-1))NaCl胁迫改变了黄瑞香叶片光合特性日变化曲线,导致其P_n、T_r、G_s日变化曲线整体下降,而胞间CO_2浓度(Ci)日变化曲线整体上升。(2)低浓度(50mmol·L~(-1))NaCl胁迫对黄瑞香叶片叶绿素含量及其比值无显著影响,但较高浓度(100mmol·L~(-1))NaCl胁迫则使叶绿素含量显著下降,其比值下降则较平缓。(3)较高浓度(100mmol·L~(-1))NaCl胁迫使得黄瑞香叶片最大荧光(F_m)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ光下最大捕光效率(F_v′/F_m′)、光化学荧光猝灭系数(qP)、PSⅡ实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))均显著下降,却使其初始荧光(F_0)和非光化学猝灭(NPQ)显著上升。研究发现,随着盐胁迫浓度的增加,引起黄瑞香光合速率下降的主要原因是非气孔因素;在轻度NaCl胁迫下黄瑞香有较强的忍耐性,而重度NaCl胁迫则显著降低了叶片的光合机构活性,加剧了光抑制程度,从而严重限制了其叶片的光合作用效率。     

高温胁迫下苋菜的叶绿素荧光特性

为了探明高温胁迫对苋菜(Amaranthus tricolor L.)光合过程的影响,用不同温度(25、30、35、40、45℃)处理苋菜植株1h后,随即测定了其叶绿素荧光动力学参数和快速光响应曲线特征参数的变化.结果表明:40℃以上高温胁迫下,苋菜叶片的光系统Ⅱ(PSⅡ)潜在光化学效率(Fv/Fo)、最大光化学效率(Fv/Fm)下降;最大荧光(Fm)、光合电子传递速率(ETR)、PSⅡ实际光化学效率(Yield)、光化学淬灭系数(qP)也均有所下降;而初始荧光(F.)和非光化学淬灭系数(NPQ)在40℃以上高温胁迫下显著上升.叶绿素荧光快速光响应曲线测定结果表明,初始斜率α、最大相对电子传递速率ETRmax和半饱和光强Ik在40℃以上高温胁迫下有所下降.研究表明,40℃以上高温胁迫对苋菜的光能的吸收、转换、光合电子传递和强光耐受能力等均有一定的影响.     

光胁迫下杂种杨无性系光合生理生态特性的研究

以气体交换测定结合叶绿素荧光技术对几个杂种杨新无性系在自然光胁迫下的光合生理生态特性进行分析。８月ＣＯ２气体交换测定显示,中午存在明显的光合作用下降现象,同时某些无性系中午的气孔导度也有不同程度下降。叶绿素荧光分析显示,强光胁迫会影响光合作用的原初光化学反应过程,光系统Ⅱ（ＰＳＩＩ）反应中心的最大光化学量子产率,有效光化学量子产率等反映光系统Ⅱ反应中心活性的参数值在中午均比早晨低。与此同时,光系统Ⅱ反应中心的非光化学淬灭上升,他是光系统Ⅱ反应中心的一种自我保护机制。参数（Ｆｍ－Ｆｍｒ）／Ｆｍｒ、１—ｑｐ／ｑＮ和（Ｆ’ｍ－Ｆ）／Ｆ’ｍ可以反映各个无性系发生光抑制的可能性大小。由此计算出的各无性系发生光抑制的可能性排列次序与气体交换法测定的结果是一致的。     

低温光抑制恢复过程中黄瓜叶片PSⅡ活性及其电子传递对PSⅠ的影响

以“津春4号”黄瓜为试材,通过测定黄瓜叶片叶绿素荧光快速诱导动力学曲线和对820 nm光的吸收曲线,结合叶绿素荧光淬灭分析,研究低温光胁迫(4℃,200 μmol·m-2·s-1)6 h后,黄瓜叶片在常温(25℃)不同光强(0、15、200μmol·m-2·s-1)下PS Ⅰ和PS Ⅱ活性的恢复,以及恢复过程中PS Ⅰ与PS Ⅱ的相互作用.结果表明:低温光胁迫6h后,PS Ⅰ和PS Ⅱ发生不同程度的光抑制.在常温恢复阶段,PS Ⅱ活性快速恢复且对光强不敏感;PS Ⅰ活性在弱光下(15 μmol·m-2·s-1)快速恢复,在较强光(200 μmol·m-2·s-1)下恢复较慢.在低温光抑制恢复过程中,常温下PS Ⅱ活性恢复较快可能导致PS Ⅱ向PS Ⅰ的线性电子传递过快,进而抑制PS Ⅰ的活性恢复.因此,在进行黄瓜抗冷性育种时,不应该仅追求较高的PS Ⅱ抗性和较快的PS Ⅱ恢复速度,还应该注意两个光系统活性的协调.在生产中,应当在低温逆境发生及其之后较长一段时间内采取措施降低叶表面光照强度,以利于对植株光合机构的保护和光合活性的恢复.     

干旱胁迫对沙冬青叶片防御光破坏机制的影响

沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus (Maxim.) Cheng f.)是生长在沙漠及干旱荒漠地区的常绿灌木.在夏季,其叶片经常遭受中午强光(超过1 500 μmol*m-2*s-1) 胁迫,出现明显的光抑制现象.我们利用便携式光合测定系统(CIRAS-1)和脉冲调制荧光仪(MFMS-2)测定了自然形成的干旱胁迫条件下沙冬青光合和荧光参数的日变化,主要探讨了干旱胁迫对沙冬青叶片防御强光破坏机制的影响.结果表明,正常水分和干旱胁迫下,沙冬青叶片的净光合速率(Pn)、 PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和PSⅡ非环式电子传递效率(ΦPSⅡ)在中午都明显降低;相对正常水分条件而言,干旱胁迫下初始荧光(Fo)先下降后上升,荧光的非光化学淬灭(NPQ)上升较快并在一定水平上维持不变.由此推断晴天中午沙冬青叶片在正常水分条件下主要采取依赖叶黄素循环的热耗散机制;而在干旱胁迫条件下主要采取了依赖叶黄素循环的热耗散和PSⅡ反应中心可逆失活两种保护机制.     

环境强光诱导玉簪叶片光抑制的机制

为进一步阐述光抑制的强光诱导和发生机制, 该文以喜阴植物玉簪(Hosta spp.)为材料研究其光抑制发生规律及其与环境光强的关系。结果表明, 全日照和遮阴条件下玉簪叶片发育分别形成适应强光和弱光的形态特征; 与遮阴处理相比, 强光下生长的玉簪光合速率和叶绿素含量较低, 但两种处理叶片最大光化学效率差异很小, 证明强光下植株可以正常生长且光合机构未发生严重的光抑制。将遮阴处生长的植株转移到全日照下, 光合速率和最大光化学效率急剧下降; 荧光诱导动力学曲线发生明显改变, 而且光系统II供体侧和受体侧荧光产量的变化幅度分别达到24.3%和34.2%, 表明玉簪由弱光转入强光后光系统II发生不可逆失活, 且受体侧受到的伤害较供体侧更严重。因此, 作者认为环境光强骤然提高并超过玉簪生长光强时很容易诱导其光合机构发生严重的光抑制。该研究对于理解植物适应光环境的策略以及喜阴植物的优质栽培有重要意义。     

铀在小麦幼苗中的积累分布及其对叶片光系统活性的影响

分别采用不同浓度的铀[0、5、20、50、100mg.L-1 UO2(NO3)2.6H2O]对五叶期的‘西科麦3号’小麦幼苗于水培条件下处理7d,分析小麦对铀的吸收积累情况,并通过快速叶绿素荧光诱导动力学OJIP曲线及820nm光吸收曲线,分析铀对叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)和光系统Ⅰ(PSⅠ)活性的影响。结果表明:(1)小麦对铀的富集系数和转移系数较小,吸收的铀主要集中在根部。(2)铀胁迫显著降低了小麦叶片捕光色素叶绿素b的含量,并显著影响小麦叶片两个光系统的活性;铀显著抑制PSⅡ反应中心的活性,但是对PSⅡ的电子供体侧和受体侧电子传递活性及PSⅠ的活性则表现为促进作用。(3)低浓度的铀处理会影响小麦叶片中两个光合系统之间的平衡,对PSⅠ性能的促进作用显著大于PSⅡ。     

NaCl胁迫对马齿苋光合作用及叶绿素荧光特性的影响

以马齿苋为材料,采用温室盆栽法研究了14 d NaCl胁迫处理对其幼苗生长、光合作用和叶绿素荧光特性的影响.结果显示:(1)马齿苋幼苗的鲜重和株高在25 mmol·L-1 NaCl胁迫时与对照无显著差异,但其随着NaCl浓度的继续增加均显著降低,且其生物量受到的抑制早于株高.(2) NaCl胁迫下,马齿苋幼苗叶片净光合速率(Pn)降低,胞间二氧化碳浓度(C1)增大,且两者的变化幅度随着NaCl浓度增加而增大.(3)NaCl胁迫下,马齿苋幼苗叶片的初始荧光(F0)、最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、恒态荧光(Fs)、恒态荧光与初始荧光差值(△F0)、PSⅡ潜在光化学效率(Fv/Fo)和PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)均降低,叶片光化学荧光猝灭系数(qP)也在NaCl胁迫下降低,而非光化学荧光猝灭系数(NPQ)则上升;在0～50 mmol·L-1NaCl胁迫下,幼苗叶片各荧光参数下降幅度小于其他高浓度NaCl胁迫.研究表明,在NaCl胁迫条件下,马齿苋幼苗叶片的光合作用受光抑制伤害,但在低浓度NaCl下能够较多地将光能用于光化学反应,光抑制程度较低,保持了较高的净光合速率,明显减轻盐胁迫对植株生长的影响,表现出一定的耐盐性.     

高、低温胁迫对牡丹叶片PSⅡ功能和生理特性的影响

以牡丹‘肉芙蓉’离体叶片为试材,以25 ℃为对照,研究了强光(1400 μmol·m-2·s-1)下高温(40℃)和低温(15℃)处理对牡丹叶片PSⅡ光化学活性和生理特性的影响.结果表明:随处理时间的延长,各处理叶片的PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光量子效率(φPsⅡ)和光下开放的PSⅡ反应中心激发能捕获效率(Fv’/Fm’)均持续降低.暗恢复4h后,对照和15℃处理叶片的Fv/Fm基本上完全恢复,而40℃处理叶片仅恢复到处理前的75.5％,即使15 h后也不能完全恢复;强光下40℃处理使PSⅠ和PSⅡ间的激发能分配严重偏离平衡状态.强光下40 ℃处理抑制了超氧化物歧化酶活性,加剧了O2、H2O2、丙二醛的产生,导致叶绿素和可溶性蛋白含量不断下降.说明强光下40℃高温胁迫对牡丹叶片光合机构造成了不可逆的破坏,而15℃低温处理对其光合机构的影响相对较弱.     

干旱胁迫对沙冬青叶片防御光破坏机制的影响

沙冬青 (Ammopiptanthusmongolicus (Maxim .)Chengf.)是生长在沙漠及干旱荒漠地区的常绿灌木。在夏季 ,其叶片经常遭受中午强光 (超过 15 0 0 μmol·m-2 ·s-1)胁迫 ,出现明显的光抑制现象。我们利用便携式光合测定系统 (CIRAS_1)和脉冲调制荧光仪 (MFMS_2 )测定了自然形成的干旱胁迫条件下沙冬青光合和荧光参数的日变化 ,主要探讨了干旱胁迫对沙冬青叶片防御强光破坏机制的影响。结果表明 ,正常水分和干旱胁迫下 ,沙冬青叶片的净光合速率 (Pn)、PSⅡ最大光化学效率 (Fv/Fm)和PSⅡ非环式电子传递效率 (ΦPSⅡ)在中午都明显降低 ;相对正常水分条件而言 ,干旱胁迫下初始荧光 (Fo)先下降后上升 ,荧光的非光化学淬灭 (NPQ)上升较快并在一定水平上维持不变。由此推断晴天中午沙冬青叶片在正常水分条件下主要采取依赖叶黄素循环的热耗散机制 ;而在干旱胁迫条件下主要采取了依赖叶黄素循环的热耗散和PSⅡ反应中心可逆失活两种保护机制。     

NaCl胁迫增强杂交酸模（Rumex K．1）幼苗叶片的米勒过氧化反应

摘要：200mmol／LNaCl胁迫对杂交酸模(Rumex K-1)幼苗叶片光系统Ⅱ最大光化学效率(Fv／Frn)没有影响,但是显著降低了光合速率和气孔导度,导致细胞间隙CO2浓度和叶绿素含量增加。同时,盐胁迫引起活性氧清除关键酶超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性上升。在光合作用诱导过程中,无论是对照叶片还是盐胁迫叶片,米勒过氧化反应均维持一部分光合电子流。光合作用达到稳定状态后,盐胁迫叶片仍能够通过米勒过氧化反应维持部分光合电子流。强光下,低氧(2％)抑制米勒过氧化反应对对照叶片光抑制程度没有明显影响,而显著增加盐胁迫叶片的光抑制程度。据上述结果推测：盐胁迫下米勒过氧化反应的增强有助于消耗过剩的激发电子,从而降低强光下杂交酸模幼苗叶片的光抑制程度。