不同光照条件下喜阴植物谢君魔芋对稳态和动态光源的响应特征

谢君魔芋(Amorphophallus xiei)是起源于云南西南地区热带雨林的典型喜阴植物,近年来得到了广泛种植和推广,在种植过程中,谢君魔芋需要采用遮荫栽培模式。为了揭示谢君魔芋对光照强度的适应策略,该研究探讨了生长在不同光照强度下(透光率为50%、29%、17%、7%)谢君魔芋叶片的光合作用特征、光合诱导特征、光合色素含量以及叶片氮素(N)含量和N分配。结果表明:随着生长环境光照强度的降低,单位叶面积和单位叶质量最大净光合速率、光合色素含量、最大羧化速率、最大电子传递速率及比叶面积均增大,而暗呼吸和光补偿点均减小。在光合诱导过程中,生长在透光率为17%光环境中的谢君魔芋完成50%光合诱导所需的时间最短,约为81.4 s;在光诱导进行10 min时,诱导状态最高,为87.3%。完成50%和90%光合诱导所需的时间与低光下初始气孔导度呈负相关关系。随着生长光照强度降低,叶片中的N分配到羧化组分和生物能转化组分中的比例先增大后减小,在透光率为17%的光环境下具有最大值;而叶片中的N分配到捕光色素组分中的比例随着生长环境光照强度降低而增加。该研究结果表明,喜阴植物谢君魔芋通过加强对低光和动态光源的利用能力及有效的N资源分配策略来适应低光照环境。     

光照强度对大花旋蒴苣苔叶形态和生理指标的影响

以复苏植物大花旋蒴苣苔(Boea clarkeana)为盆栽实验材料,通过梯度遮光处理,研究不同光照强度(100%、80%、60%、40%和20%透光率)和不同处理时间(30、60、90、120和150d)对大花旋蒴苣苔叶生长指标和生理指标的影响。结果表明:随着光照强度的减弱,大花旋蒴苣苔叶的各生长指标(叶片长、叶片宽、叶柄长、叶柄直径以及叶面积)呈现先增大后减小的趋势,透光率为60%时达到最大值;全光照(100%透光率)时,大花旋蒴苣苔表现出明显的外伤症状,透光率为80%和20%时,分别表现出中度伤害和轻度伤害,透光率为40%和60%时,未出现明显的外伤症状;过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)3种抗氧化酶活性均较低且随着光强减弱呈现先降低后升高的趋势,随着处理时间的延长呈先上升后下降的趋势,全光照时抗氧化酶的活性最大,透光率60%处理下酶活性相对较低;丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量和质膜透性随着光强减弱呈先降低后升高的趋势,随着处理时间的延长显著升高;叶绿素含量随着光强减弱呈逐渐上升的趋势,随着处理时间的延长先降低后升高。分析表明,40%～60%的透光率有利于大花旋蒴苣苔的生长,强光和弱光对大花旋蒴苣苔的生长均不利。     

光强对杉木幼苗形态特征和叶片非结构性碳含量的影响

选取南方重要的造林树种杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook)幼苗为研究对象,通过搭建遮荫棚设置5个光照强度(分别为自然光照的100%、60%、40%、15%和5%),研究了幼苗在不同光照强度下的生长形态、生物量积累及分配、叶片的非结构性碳含量(NSC)特征。结果显示:(1)叶长、叶宽和叶面积在40%光照强度下最大,而比叶面积和叶片相对含水量随着光照强度的降低呈递增趋势;(2)随着光照强度的降低,杉木幼苗各器官生物量下降,根生物量比和根冠比降低,茎和叶生物量比增加;(3)杉木幼苗在60%光照强度下叶片非结构性碳含量最高,5%光照强度下含量最低;(4)杉木幼苗比叶面积与叶生物量以及与非结构性碳含量之间存在极显著的负相关关系(P0.01),叶生物量与非结构性碳含量之间存在极显著的正相关关系(P0.01)。杉木幼苗能够通过形态学上的可塑性来适应不同的光强环境,提高光竞争能力和生存适合度,但在5%光照强度下,由于较难维持碳收支平衡而不利于其生长和存活。     

遮阴对浙江三叶青生理生化及总黄酮的影响

为探究抗癌药物浙江三叶青在不同遮阴处理下其有效成分总黄酮含量及生理生化响应,该研究设置5个光照梯度(全光照CK、遮阴30%、50%、70%、90%),以三叶青二年生扦插苗为材料,处理6个月后,测定三叶青在不同遮阴梯度条件下的生长指标、生化指标以及不同部位(叶片和块根)的总黄酮含量。结果表明:遮阴70%的处理中植株长势最佳,随着光照强度的减弱,三叶青生物量呈现先增高后降低趋势;比叶重呈降低趋势;叶片中的可溶性蛋白(SP)、游离脯氨酸(FP)和超氧化物歧化酶(SOD)含量均在全光照下最高,遮阴70%时最低,分别比全光照降低了33.36%、17.22%、46.88%,表现出光胁迫特点;总黄酮含量为叶片块根,且均以遮阴70%下含量最高,从整体来看,总黄酮含量随着遮阴度的增大而呈现先增加后降低的趋势。这表明光照强度是影响浙江三叶青生长及有效成分积累的重要因素,且高光强在一定程度上抑制三叶青植株的生长,适当遮阴对三叶青植株的生长起促进作用,但块根和叶片中的总黄酮含量对光强的响应却不同,这为今后科学栽培种植及合理有效开发三叶青提供了科学依据。     

二年生三七农艺和质量性状对环境光强的响应特征

为探究光照强度对二年生三七(Panax notoginseng)农艺性状和质量性状的影响,采用人工遮荫的方法,对三七植株的农艺性状、解剖结构、生物量和皂苷含量进行研究。结果表明,三七生物量积累以透光率为13.5%时最大;三七总皂苷含量在透光率9.2%时最高,透光率为13.5%时单株皂苷含量较大。当透光率降低,三七的叶片和茎部生物量增加;透光率增加时,三七通过增加叶片上表皮厚度、海绵组织厚度、栅栏组织厚度和叶片厚度来减少光捕获。因此,在透光率为9.2%~13.5%时对三七的生长、生物量及皂苷的积累有促进作用。     

盆栽桐花树对不同遮光度的生理生态响应

盆栽红树植物桐花树(Aegiceras corniculatum)1年生幼苗,研究了在浇灌淡水和人工海水2种情况下不同遮光度(透光率25%、45%和100%)处理对盆栽桐花树生理生态的影响.结果表明,处理360 d后,在相同盐度处理下植株的茎高年增量随光照强度减弱而增大,3种光照强度处理之间差异极显著,而茎径年增量则与茎高年增量相反.平均每株分枝数、叶片数、叶面积和叶片厚度存在显著差异.在相同盐度处理下,光照强度25%和45%处理的植株叶片叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量无显著差异,但均显著高于100%光照强度,而6种处理植株叶片叶绿素a/b比值没有显著差异.在相同盐度处理下,随着光照强度的降低,净光合速率、可溶性糖含量、硝酸还原酶(NR)活性和根系活力均呈下降趋势,且不同光照强度处理间存在极显著差异.在同一光照强度下,淡水组的可溶性糖含量、NR活性和根系活力均比人工海水组低.试验表明,遮光对盆栽桐花树的生理生态有显著影响.     

披针叶茴香对变化光环境的表型可塑性

植物对变化光环境的表型可塑性大小影响其在林下生境中分布、生长和更新。为探讨披针叶茴香在不同光环境下的整体表型可塑性及其适应机制,采用遮荫试验模拟5种光照条件(100%、52%、33%、15%和6%相对光照强度),研究了不同光环境下披针叶茴香叶片形态、生理、解剖结构、根系形态以及生物量分配等的变化。结果表明:叶生物量在5种光照处理之间差异不显著,但叶面积和比叶面积均随光照强度减弱显著增加。遮荫处理增加了叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量,但叶绿素a/b比值随光照强度减弱而降低。遮荫降低了非结构性碳水化合物(淀粉和可溶性糖)和可溶性蛋白的含量,增加了叶片氮和磷含量,对叶片氮/磷比影响较小。在52%和33%相对光照处理下,叶片中硝酸盐含量最低,而在100%和6%相对光照处理下硝酸盐积累较多。根生物量、细根和粗根的长度、表面积以及比根长和比根表面积在5种光照处理之间均没有显著差异,根系氮含量在低光环境(15%和6%相对光照处理)中显著降低。随光照强度减弱,披针叶茴香采取保守生存策略,并没有增加叶生物量的分配,而是分配较多的生物量给枝条和树干,储存能量。综合来看,披针叶茴香具有较宽的光生态幅,在6%—100%光照强度下均能正常生长,遮荫有利于披针叶茴香地上和总生物量的积累,52%的相对光照条件下生长最佳。变化光环境下根系性状和整体结构的可塑性相对较低,叶片生理性状的可塑性在披针叶茴香适应光环境变化过程中发挥了主要作用。     

箬竹叶片活性成分含量的季节变化

以2008年于南京地区采集的粽粑竹、美丽箬竹和阔叶箬竹竹叶为试验材料,研究了箬竹叶片中总黄酮、茶多酚和可溶性糖含量的季节变化.结果表明: 3个竹种叶片的总黄酮、茶多酚和可溶性糖含量存在显著的季节差异.不同季节叶片中总黄酮含量为1.7%～2.7%,春季粽粑竹和美丽箬竹叶片中总黄酮含量最高,冬季阔叶箬竹叶片中总黄酮含量最高;茶多酚含量为5.5%～7.6%;可溶性糖含量在1.0%～8.5%,以春季最高.在展叶后3个月内, 粽粑竹和美丽箬竹叶片中各活性成分含量随叶龄的增加而增加.12月至翌年3月为箬竹叶的最佳采叶时期. 3个竹种中,阔叶箬竹叶片的3种活性成分含量均最高,是活性成分利用潜力较大的竹种.     

光照强度对曼陀罗和紫花曼陀罗生长发育的影响

以曼陀罗(Datura stramonium)及其变种紫花曼陀罗(Datura stramonium var. tatual)为研究材料, 采用光照培养箱对盆栽苗进行5个光照强度的处理, 研究其生长发育、叶片解剖结构、叶片及茎色素含量对不同光照强度的响应。结果表明: (1)在试验设置的光照强度范围内, 增强光照强度有利于曼陀罗和紫花曼陀罗的发育及茎、叶生物量的积累; 13 000和18 000 lx两个光照强度下两供试曼陀罗长势最好; 同等光照强度下紫花曼陀罗的株高、基茎粗、叶片数目、茎叶生物量大于曼陀罗, 但差异性不显著。(2)两供试曼陀罗叶片厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度及气孔密度、气孔指数均随着试验光照强度的增强而增加; 紫花曼陀罗气孔密度及气孔指数明显高于曼陀罗。(3)两供试曼陀罗叶片中叶绿素含量均随试验设置光照强度的增强呈先升后降的趋势; 随试验设置光照强度的增强, 两供试曼陀罗茎中叶绿素a、b及类胡萝卜素含量变化趋势不一致; 茎中花色素苷、类黄酮及总酚含量的变化情况是: 两供试曼陀罗均与光照强度呈正相关, 但紫花曼陀罗比曼陀罗含量高, 这也是紫花曼陀罗花、茎等器官呈紫色的物质基础, 加上气孔密度和气孔指数较大等特性, 使紫花曼陀罗较曼陀罗适应性更强。     

北山楂叶与云南山楂叶中总黄酮与金丝桃苷含量的比较

目的:比较北山楂叶和云南山楂叶中总黄酮和金丝桃苷的含量.方法:以芦丁为对照品,采用紫外-可见分光光度法在500nm波长处测定总黄酮的含量;以金丝桃苷为对照品,采用高效液相色谱法,用C18色谱柱,以乙腈-甲醇-四氢呋喃-0.5%冰醋酸溶液(1:1:19.4:64.2)为流动相,检测波长为363nm,测定金丝桃苷的含量.结果:北山楂叶和云南山楂叶中总黄酮及金丝桃苷的含量分别为7.70%和6.79%,0.143%和0.289%.结论:北山楂叶中总黄酮的含量高于云南山楂叶,而金丝桃苷的含量则刚好相反.     

药用观赏草坪植物——马蹄金

研究了旋花科植物马蹄金的生态习性和生长特性,并探索其主要用途。结果表明,马蹄金适应力强,繁殖速度快,叶形美观,绿叶期长,整体覆盖密度大,为理想的观赏草坪草种,又是一种有开发前景的药用植物。     

光照强度和氮水平对白三叶幼苗生长与光合生理特性的影响

采用植物生长箱溶液培养方式,对白三叶幼苗进行了不同光强(2个水平)和氮浓度(5个水平)处理,探讨其生长、生物量和光合生理特征对生境变化的响应.结果表明:两种光强下白三叶幼苗茎和叶生物量随氮素浓度呈先升高后降低,而根系生物量和根冠比则随氮素浓度增高而降低.光照强度降低使白三叶幼苗根、茎、叶和整株生物量分别降低67.8%、29.9%、42.5%和45.2%;低光处理使幼苗的根冠比显著下降,而比叶面积(SLA)明显提高.幼苗根系体积随氮素浓度增高而降低,高生长光强根系体积显著高于低生长光强下的白三叶.幼苗根系表面积、根系长度和根系直径随氮素浓度增加呈先增加后降低趋势,两种不同生长光强下幼苗根系长度和根系直径差异显著,而根系表面积差异不明显.白三叶叶片光合速率(Pn)随氮素浓度增加呈先增加后降低趋势,高生长光强白三叶Pn显著高于低生长光强下的白三叶.两种生长光强间叶片气孔导度(Gs),胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)无显著差异,但氮素浓度对叶片Gs、Ci和Tr均有显著影响.光、氮及其交互作用对白三叶幼苗生长发育产生了显著影响,光照不足和氮缺乏都将导致白三叶幼苗生长减弱,但幼苗对这些不利环境具有较强的调节和适应能力.     

不同生长调节剂对马蹄金愈伤组织诱导的影响

马蹄金是一种优良的地被兼观赏草坪植物。采用正交设计试验法 ,研究了四种不同生长调节剂对马蹄金子叶、叶片、叶柄和下胚轴愈伤组织诱导的影响。结果表明 :生长调节剂是诱导愈伤组织的关键 ,2 ,4 D对愈伤组织诱导具有显著的影响 ,适宜于马蹄金愈伤组织诱导的培养基及生长调节剂为MS +1 .0mg/L 2 ,4 D +0 .2mg/L 6 BA +0 .2mg/LKT +1 .0mg/Lα NAA。     

马蹄金基因组DNA的提取方法比较

对马蹄金基因组DNA的提取方法———快速提取法、小量提取法和大量提取法进行了对比分析,结果表明,利用快速提取法可在20 min内快速可靠地从马蹄金(Dichondra repensForst.)组织中提取DNA,与小量提取法和大量提取法获得的DNA用于PCR检测结果一致,可为转基因植物的快速检测提供方法。     

杉木和木荷种子萌发及幼苗生长对光梯度的响应

光是影响种子萌发和幼苗生长的关键因素.为理解不同树种种子萌发及幼苗生长对光梯度变化的响应机制,本文研究了不同光照强度(分别为自然光强的100%、60%、40%、15%和5%)对杉木和木荷种子萌发及幼苗生长的影响,探讨了两树种种子萌发和幼苗生长对光照响应的差异性.结果表明: 光照强度对两树种的种子萌发和幼苗生长均具有显著影响. 随着光照强度的减弱, 杉木种子萌发率增大,萌发指数增大,木荷种子萌发率和萌发指数则先增大后减小,在40%光照强度下达到最大值.两树种幼苗存活率在全光照(100%光照)下均为0,在5%～60%光照处理下则随着光照强度的减弱而显著降低.两树种幼苗根长、地径和株高对光梯度变化的响应趋势一致,随着光照强度的减弱,根长显著减小,地径和株高则先增大后减小,在5%光照强度下达到最小.随着光照强度的减弱,杉木幼苗根、茎、叶及总生物量降低,木荷幼苗生物量积累在15%～60%光照强度下较高, 5%光照强度下最小,且相同光照强度下,木荷幼苗各部分生物量均大于杉木.两树种幼苗应对低光环境时,表现出较大的茎和叶的生物量分配比,而根生物量比和根冠比降低.表明杉木苗期生长不耐阴,需要相对较强的光照,而木荷苗期具有较强的耐阴性,对弱光环境的适应性更强,能够在郁闭的林冠下定植和正常生长.     

攀援植物绞股蓝幼苗对光照强度的形态和生长反应

 利用遮阳网产生光照强度梯度,以研究攀援植物绞股蓝(Gynostemma pentaphyllum)幼苗对光梯度的形态和生长反应。结果表明：1)相对生长速率、净同化速率和总生物量随光照强度减弱而降低,总叶面积、比茎长、株高、分枝角度、叶面积率和比叶面积却增加;2)株高生长与相对生长速率成负相关;3)幼苗生物量分配对光梯度的反应不敏感。这些结果意味着绞股蓝幼苗的形态和生长反应对不同光环境具有可塑性,比茎长和株高随光照减弱而增加有利于绞股蓝幼苗“寻找”到外界支持物。     

野生和栽培马蹄金抗旱性比较及其抗旱机制初探

 为了鉴别野生和栽培马蹄金（Dichondra repens）的抗旱性,探讨其抗旱适应性的生理机制,对野生和栽培马蹄金进行了土壤水分胁迫处理,系统测定了野生和栽培马蹄金叶片内超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、硝酸还原酶的活性和游离脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白、NO₂^- /NO₃^-含量以及总DNA片断化程度。结果表明野生和栽培马蹄金在抗旱适应性上存在显著差异。随水分胁迫强度的增加,野生马蹄金叶片内抗氧化酶活性及其升高幅度,渗透调节物质的积累量及积累速度均高于栽培马蹄金,而叶片含水量下降的程度、DNA片断化程度低于栽培马蹄金,其中野生和栽培马蹄金叶片内NO₂^- /NO₃^-含量,硝酸还原酶的活性变化差异尤其显著,野生马蹄金叶片内的NO₂^- /NO₃^-含量、硝酸还原酶的活性明显高于栽培马蹄金,二者最大含量分别相差10和2.2倍。研究结果说明了野生马蹄金对干旱环境的适应性强于栽培品种;在干旱逆境下马蹄金叶片内的NO₂^－ /NO₃^－含量的变化在一定程度上可能反映了内源NO的变化,内源NO浓度的高低可能是野生和栽培马蹄金不同抗性的真正原因。     

不同光强下焕镛木和观光木的光合参数变化

 生长在全日光强下的焕镛木(Woonyoungia septentrionalis)和观光木(Tsoongiodendron lotungensis)幼树叶片的最大光合速率、表观量子产率和光能转换效率均较生长在40%和20%日光强的高。当生长光强从全日光强降低至40%日光强时,焕镛木的表观量子产率和光能转换效率分别降低13.1%和6.3%,而观光木则相应分别降低23.8%和33.4%。生长光强降低至40%日光强时,焕镛木的Rubisco最大羧化速率(Vcmax)未见变化;而最大电子传递速率（Jmax）则降低14.1%,表明Jmax对光强降低的响应较Vcmax敏感。当生长光强从全日光强降低到40%和20%日光强时,观光木的Vcmax分别降低7.7%和31.7%,而Jmax则分别降低9.7%和42%。光强从全日光强降低至40%日光强,焕镛木叶氮在Rubisco和捕光叶绿素蛋白复合体中的分配系数没有明显改变,而叶氮在生物力能学组分中的分配系数降低则较为明显（20.4%）,表明生长光强降低对叶氮在光合电子传递链组分分配的影响较在Rubisco的大。结果表明,焕镛木表现阳生树种特性,在迁地保育中宜选择向阳小生境种植,而观光木较耐荫,可种植在较遮荫的环境。     

长期弱光对苦草幼苗生长发育的影响

用遮光法研究弱光(5%、1%、0.5%、0.1%全光照)对苦草幼苗生长发育的影响,统计了苦草的生物学参数,测定了叶片叶绿素荧光参数。结果表明:1)0.1%组无新株萌发,随着实验时间的延长其余组新株萌发逐渐被抑制。2)随着实验时间增加和光照强度降低,老株叶片形成受到的抑制程度呈增大趋势;前20d时新株叶片形成未被抑制,但随着实验时间延长显著被抑制。3)老株、新株的叶宽均受到显著抑制。4)老株叶片的伸长显著被抑制,且随着光强降低叶片伸长的幅度呈显著降低趋势;前20天时新株叶长被促进,随着实验时间延长叶片伸长显著被抑制。5)随实验天数的增加,老株叶片光化学最大量子产量(Fv/Fm)呈显著降低趋势,第80天时相对电子传递速率(rETR)和非光化学淬灭(NPQ)显著降低。6)新、老植株根、茎、叶的鲜重均显著低于对照,且随着光照强度降低老株的茎重/株重和根重/株重呈增加趋势,而叶重/株重呈显著的降低趋势。第80天时苦草植株仍具有一定的光合能力,地下茎的生物量比例较高,因此,≤1%全光照下苦草植株具有较强的耐受能力。     

遮荫对水曲柳和蒙古栎光合、生长和生物量分配的影响

为探讨水曲柳(Fraxinus mandshurica)和蒙古栎(Quercus mongolica)苗期对光的适应性及其生长最适光强,设置4种光环境(全光(FL)、75%光(LS)、50%光(MS)、25%光(HS)),观测了2年生水曲柳和蒙古栎苗木气体交换参数、叶绿素含量(Chl)和比叶重(LMA)、生长及生物量的分配。结果表明:随着光强的减弱,2个树种的LMA、单位叶鲜质量(LFA)和根冠比均呈下降趋势;叶绿素含量(Chl)呈上升趋势,且差异显著(p<0.05);光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(Rd)呈"N"形变化,但差异均不显著(p>0.05);水曲柳的最大光合速率(Pmax)在HS处理下最大,Rd在HS处理下最小;蒙古栎的最大光合速率(Pmax)在LS处理下最大,Rd也较小;在全光处理下苗高增量均低于HS处理,地径增量均高于HS处理。研究结果进一步确定水曲柳苗期具有一定的耐荫性,在弱光强下生长较好;蒙古栎苗期对光照要求较高,在相对较强光照下生长较好。