不同海拔短肋羽藓叶绿素含量与光合效率研究

以云南高黎贡山百花岭不同海拔梯度(1500～3100 m)的短肋羽藓(Thuidium kanedae)为材料,通过测定其叶绿素含量和实际光合量子产量,研究其光合特性随海拔梯度变化的规律。结果表明,短肋羽藓的实际光合量子产量Y(Ⅱ)与叶绿素总量、叶绿素a、叶绿素b含量及叶绿素a/b比值之间都呈负相关关系。随着海拔升高,其叶绿素总含量、叶绿素a及叶绿素b含量都呈先升高而后下降的“单峰”分布模式,但随着海拔进一步升高,叶绿素总含量及叶绿素a含量变化不明显,而叶绿素b含量呈现明显上升趋势。叶绿素a/b比值随着海拔升高先呈现“单峰”分布模式,然后随着海拔继续升高呈现缓慢下降的趋势。实际光合量子产量Y(Ⅱ)整体表现出随海拔升高而增加的趋势,并在高海拔处出现急剧上升的趋势。本研究为揭示苔藓植物在不同海拔梯度下适应生态环境的生理机制提供参考。     

高山森林林窗和生长基质对苔藓植物氮和磷含量的影响

苔藓在森林生态系统养分富集和循环方面有重要作用,苔藓植物在氮磷循环中的作用可能受到森林更新和生长基质的影响.为理解苔藓在森林生态系统养分循环中的作用,研究了高山森林不同位置(林窗中心、林窗边缘、林下)和不同生长基质(活立木、倒木、枯立木、大枯枝、根桩、地表)上的苔藓植物氮磷含量.结果表明:地表苔藓氮含量(3.12 mg·g^-1)显著低于其他生长基质上的苔藓,尽管枯立木附生苔藓氮含量高达17.41 mg·g^-1,但倒木、大枯枝、枯立木和活立木苔藓氮含量差异不显著;最高(1.09 mg·g^-1)和最低(0.61 mg·g^-1)的磷含量分别出现在森林地表和枯立木的苔藓,且森林地表的苔藓磷含量显著高于其他生长基质上的苔藓,但倒木、大枯枝、根桩和活立木上的苔藓磷含量差异不显著.林窗位置显著影响了倒木和大枯枝上的苔藓氮、磷含量,林窗内倒木和大枯枝上的苔藓氮、磷含量显著高于林窗边缘.粗木质残体的类型、腐烂等级对苔藓氮、磷含量的影响存在差异,两者交互作用的影响显著;第Ⅴ腐烂等级倒木上的苔藓氮含量显著高于其他腐烂等级;第Ⅲ腐烂等级大枯枝上的苔藓氮含量显著高于其他腐烂等级;第Ⅱ腐烂等级倒木上的苔藓磷含量显著高于其他腐烂等级;第Ⅳ腐烂等级枯立木上的苔藓磷含量显著高于其他腐烂等级.可见,森林林窗更新和粗木质残体腐解过程会影响苔藓植物的氮、磷含量,同时影响森林生态系统的养分循环过程.     

濒危植物毛瓣金花茶与其同属广布种茶光合特性的比较

毛瓣金花茶为山茶科山茶属植物,该研究分别对野生种群和栽培种群的毛瓣金花茶及其同属广布种茶的光合特性进行了测定及差异比较。结果表明:在野生和栽培环境下,毛瓣金花茶的光补偿点(LCP)(分别为1.17和3.87μmol·m-2·s-1)和光饱和点(LSP)(分别为395.8和423.6μmol·m-2·s-1)均较低,最大净光合速率(Pmax)(分别为4.25和3.91μmol·m-2·s-1)较小,是典型的阴生植物;而茶的LCP(分别为6.57和9.09μmol·m-2·s-1)较低,LSP(分别为765.0和809.6μmol·m-2·s-1)较高,Pmax(分别为9.37和9.75μmol·m-2·s-1)较大,为耐荫植物。野生和栽培的毛瓣金花茶的Pmax、表观量子效率(AQY)、最大羧化速率(Vcmax)、最大电子传递速率(Jmax)和潜在最大净光合速率(Pmax)均显著低于茶(P0.05),这表明毛瓣金花茶的光合能力和CO2利用能力都比茶要弱。栽培的毛瓣金花茶叶片的Chla、Chlb、Chl(a+b)含量与茶相比无显著差异(P0.05),表明毛瓣金花茶较低的光合能力与其叶绿素含量无关。野生和栽培的毛瓣金花茶的叶面积与茶相比无显著差异(P0.05),而比叶重则显著高于茶(P0.05),与茶相比,毛瓣金花茶对光强的适应范围狭窄,光合能力和CO2利用能力低下,这可能是其分布狭窄的重要生理原因。     

长白山暗针叶林苔藓植物在养分循环中的作用

测定了长白山暗针叶林5种主要苔藓植物养分含量,并结合生物量的测定结果,推算单位面积的苔藓植物养分含量.结果表明,单位面积苔藓植物氮含量为5.371 kg·hm^-2,是乔、灌、草总氮量的12.22%;钾含量为12.02 kg·hm^-2,是乔、灌、草总钾量的5.63%;磷含量为31.679 kg·hm^-2,是乔、灌、草总磷量的70.57%,超过了乔木磷含量,是草本植物磷含量的2.倍、灌木磷含量的792倍,苔藓植物是暗针叶林重要的磷库.同时测定不同苔藓盖度下土壤中的养分含量.方差分析结果显示,不同苔藓盖度下土壤中氮、钾含量差别不大,磷含量差异显著,没有苔藓覆盖的土壤中磷含量最高,为0.19±0.023 g·kg^-1;苔藓盖度为第6级(80%～100%),土壤中磷含量最低,为0.36±0.017 g·kg^-1,随苔藓盖度的增加土壤中磷含量有减少的趋势.     

竹柏2种颜色叶片的光合特性研究

为了解竹柏(Podocarpus nagi)的光合特性,以3 a生全绿叶和花叶竹柏为材料,测定其光合色素含量和气体交换参数。结果表明,全绿叶竹柏叶片的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、叶绿素a+b、叶绿素a/b和叶绿素a+b/类胡萝卜素均显著高于花叶竹柏;全绿叶竹柏叶片的初始量子效率、最大光合速率和暗呼吸速率均显著高于花叶,而光饱和点和光补偿点均显著低于花叶;全绿叶竹柏叶片的初始羧化效率、光合速率、CO2饱和点和光呼吸速率均高于花叶,而CO2补偿点低于花叶。2种颜色叶片的气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率均随着光合有效辐射的增大而增大,且均表现为全绿叶花叶,而胞间CO2浓度则相反,表现为花叶全绿叶。因此,全绿叶竹柏利用弱光的能力强于花叶竹柏,而花叶竹柏利用强光的能力更强,在园林绿化配置中,可根据2种颜色叶片的光合特性合理配置。     

遮荫对虎耳草光合生理特性的影响

以盆栽1年的虎耳草为材料,研究遮荫条件下虎耳草叶片抗氧化酶体系活力、叶绿素含量、光合速率以及叶绿素荧光参数的变化,为虎耳草规模化栽培提供理论基础。结果表明：透光率50%条件下,叶绿素含量较高;虎耳草抗氧化酶活力最高;光饱和点（LSP）最大,最大光合速率（A_max）最高,光合速率日变化平均值最高,无“午休”;光系统Ⅱ的实际量子产量(Φ_PSⅡ)、PSⅡ最大量子产量(F_v/F_m)和光化学猝灭系数(qP)最高,非光化学猝灭系数(qN)最低。这表明,虎耳草在怀化地区的最适光照条件是50%左右的透光率。     

潜在木质纤维素能源植物香根草的初步研究

对南京试验地种植的香根草[ Vetiveria zizanioides (L.) Nash]叶片的光合特性和主要矿质元素含量以及株高生长速率进行了测定,并对来源于南京试验地和东台滩涂地的香根草叶片中与纤维特性有关的化学组分的含量及水解产物的含量进行了分析和比较.结果显示:香根草叶片的净光合速率(Pn)对光量子通量密度的响应曲线呈单峰型,Pn最高可达15.3 μmol·m-2·s-1,光饱和点为1 528.6 μmol·m-2·s-1;Pn日变化曲线呈明显的双峰型,峰值分别出现在10:00和15:00.叶片中K、N、Ca、P、Mg和S的含量分别为11.2、7.6、4.3、2.7、2.8和1.5mg·g-1.5月份至10月份是香根草的快速生长期,7月份的株高生长速率最高,达42.1 cm.种植于试验地和滩涂地的香根草叶片中纤维素、半纤维素和木质素的含量分别为326.1和321.7 mg·g-1、380.2和369.5 mg·g-1、147.8和154.0 mg·g-1,产地间差异不显著(P＞0.05);苯-乙醇抽提物和灰分的含量分别为59.5和54.1 mg.g-1、81.7和71.7 mg·g-1,产地间差异显著(P＜0.05).种植于试验地和滩涂地的香根草叶片水解产物中葡萄糖和木糖含量均较高,分别为368.3和359.9 mg·g-1、245.7和204.3 mg·g-1;阿拉伯糖、半乳糖和甘露糖含量较低,三者的总含量仅为58.6和55.8 mg·g-1;其中,仅木糖含量产地间具有显著差异(P＜0.05).研究结果表明:香根草具有很强的光合能力及较快的生长速率,叶片中纤维素和半纤维素含量均较高,能够适应边际性土地种植,是一种潜在的优良木质纤维素能源植物.     

不同产地蜂胶中氨基酸含量的比较

选择国内外7种不同产地蜂胶,采用氨基酸自动分析仪分别测定其氨基酸含量。结果表明,所测蜂胶均含有17种以上氨基酸,其构成模式比较接近,但氨基酸含量差异较大,北京蜂胶总氨基酸含量最低,为26.96mg·100g-1,杭州蜂胶总氨基酸含量最高,为165.74mg·100g-1,谷氨酸为各产地蜂胶中含量最高的氨基酸,其中杭州蜂胶谷氨酸含量居首,为30.74mg·100g-1,大部分蜂胶中约30%的氨基酸为必需氨基酸。不同产地蜂胶氨基酸含量差异,可能是影响其生物活性的一个重要因素。     

麦秸还田对隔茬冬小麦根系及叶片衰老的影响

对麦秸翻压还田后隔茬冬小麦根系活力、旗叶叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量及光合速率等衰老指标进行了测定分析.结果显示,(1)小麦秸秆还田后可显著促进各时期根系的生长并显著提高小麦根系活力,且根系在30cm处土壤中的分布增加;(2)冬小麦生育后期叶片叶绿素以处理Ⅲ(6 000 kg/hm2)的降解速度(18%)最慢,旗叶光合速率在灌浆期和蜡熟期以处理Ⅲ为最高,旗叶丙二醛含量以处理Ⅲ最低,比对照(Ⅰ)低6.78 mmol·g-1FW,丙二醛含量与光合速率呈显著负相关.研究结果表明,适量秸秆还田对接茬玉米的产量影响不显著,但可显著延缓隔茬冬小麦的衰老并显著提高产量,在黄土高原有灌溉条件的地区以6 000 kg/hm2的小麦秸秆量还田较适宜.     

不同产地野生猪苓多糖与麦角甾醇的含量分析

目的:比较不同产地猪苓菌核及子实体中猪苓多糖与麦角甾醇的含量,为分离优质菌株提供科学依据。方法:采用紫外-可见分光光度法及高效液相色谱法测定不同产地猪苓中猪苓多糖及麦角甾醇的含量。结果:不同产地和来源的猪苓中猪苓多糖与麦角甾醇的含量存在一定差异,其中子实体中两者的含量远高于菌核中的含量,盂县产猪苓子实体多糖含量最高,为60.694 6 mg·g-1,是菌核含量的28.2倍,沁源麦角甾醇含量最高,为4.187 0 mg·g-1,是菌核含量的2.1倍;菌核中猪苓多糖的含量范围2.151 7 mg·g-1~8.887 2 mg·g-1,陕西留坝最高,麦角甾醇的含量范围0.825 9 mg·g-1~2.023 2 mg·g-1,山西沁源最高。结论:产地、部位不同,有效成分含量不同,实验结果可为猪苓药材质量控制及优种选育研究奠定基础。     

土壤镉胁迫对檫木光合特性的影响

采用盆栽控制土培试验的方法,探讨不同浓度Cd胁迫对檫木(Sassafras tzumu Hemsl.)光合特性的影响。试验共设置5个镉处理水平(CK:0 mg·kg^-1,T1:5 mg·kg^-1,T2:20 mg·kg^-1,T3:50 mg·kg^-1,T4:100 mg·kg^-1)。分别测定每个处理下檫木叶片叶绿素含量、光合气体交换参数及光合—光响应曲线。结果表明:①随着处理Cd浓度的升高,檫木叶片叶绿素a、叶绿素b及叶绿素总量先增加后下降,T2处理下取达到最大值;②随着Cd浓度处理升高,叶片净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)均呈现下降趋势,各处理间胞间二氧化碳浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)差异不显著,檫木叶片光合速率主要受非气孔因素限制;③随着Cd浓度升高,檫木叶片的Pnmax(最大净光合速率)呈现显著下降趋势;T1处理条件下,檫木叶片的初始量子效率(α)值最大;檫木叶片的暗呼吸速率(Rd)、光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)总体呈现下降趋势。综上表明,在不同浓度Cd胁迫条件下,檫木叶绿素含量先增后减,在T1、T2处理下高于CK,体现了Cd胁迫“低促高抑”的效应;随着Cd浓度处理升高,光合气体交换参数及光合—光响应参数较CK总体上均呈现下降趋势,表明Cd胁迫对檫木光合作用产生了明显的抑制作用。     

重金属对盐生草光合生理生长特性的影响

以盐生草幼苗为试验材料,分别设置0(CK)、50、100、200、400μg?g-1的Ni2+、Cu2+处理,研究重金属Ni2+和Cu2+对盐生草光合生理特性的影响.结果表明:盐生草叶片光合色素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度Gs、蒸腾速率Tr、PSⅡ最大光化学效率Fv/Fm、非光化学猝灭系数qN及生长指标(株高、地上部干重和鲜重)在50μg?g-1的Ni2+处理时均达到最大值,后随Ni2+浓度继续增加,其叶片叶绿素a、叶绿素b、Pn、Gs、Tr、Fv/Fm、PSⅡ电子传递量子产率ΦPSⅡ、光化学猝灭系数qP、qN及各项生长指标逐步下降并低于对照水平,而细胞间隙CO2浓度(Ci)较对照呈增加趋势.在50μg?g-1的Cu2+处理时,盐生草叶片光合色素含量、Pn、Gs、Tr、Ci、Fv/Fm、ΦPSⅡ、qP、qN及各项生长指标均达峰值;在100μg?g-1Cu2+处理时,光合色素含量、Pn、Gs、Tr、Fv/Fm、ΦPSⅡ、qN及各项生长指标较对照仍有增加,而后随Cu2+浓度继续增加,其叶绿素a、叶绿素b、各光合参数、叶绿素荧光参数及生长指标均逐步降低并低于对照.可见,盐生草Pn在Ni2+胁迫下的下降主要是由非气孔限制所致,而Cu2+胁迫下的下降主要是由气孔限制所致;低浓度Ni2+和Cu2+对盐生草生长具有一定促进作用,过高浓度Ni2+和Cu2+则会通过抑制盐生草叶片叶绿素合成,影响其光合作用,从而抑制植株生长.     

黄腐酸对干旱胁迫下黄瓜光合特性及产量和品质的影响

黄腐酸(FA)可参与植物耐旱性的调控,但关于其对干旱胁迫下黄瓜光合作用的调控机制尚不清楚。本研究以‘津优35'黄瓜为试材,采用聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱,通过喷施不同浓度(0、100、300、500、700、900 mg·L^-1)FA,研究其缓解黄瓜干旱胁迫的浓度效应及其对光合关键酶活性、叶绿体超微结构、叶绿素荧光参数、水分利用效率及产量和品质的影响。结果表明: 室内试验中,与对照(0 mg·L^-1)相比,不同浓度FA处理均显著提高了干旱胁迫下黄瓜幼苗的叶片相对含水量和叶面积,降低旱害指数、丙二醛含量和电解质渗漏率,随着FA浓度的增加其缓解效应呈现先升高后下降的趋势,且以700 mg·L^-1 FA的作用效果最好。FA显著增加干旱胁迫下黄瓜幼苗的叶绿素含量、Rubisco和Rubisco活化酶(RCA)活性及基因表达、净光合速率(P_n)、最大光化学效率和实际光化学效率、单位面积吸收光能、捕获光能、电子传递的量子产额和PSⅠ活性,降低K点的上升,维持叶绿体超微结构。温室控水试验表明,FA可显著增加干旱胁迫下温室黄瓜的水分利用效率,促进干物质量的积累,增加果实中Vc、可溶性糖、可溶性蛋白和游离氨基酸含量,降低单宁含量。综上,施用FA可在干旱条件下提高温室黄瓜产量,改善果实品质。     

NaCl胁迫对珊瑚菜叶绿素荧光特性的影响

以野生濒危植物珊瑚菜(Glehnia littoralisFr.Schmidt ex Miq.)幼苗为试材,通过水培试验研究了100、200和300 mmol?L-1NaCl处理对其生长状态、叶绿素含量以及叶绿素荧光动力学参数的影响,以探讨珊瑚菜的耐盐机制和耐盐能力.结果显示,随着NaCl处理浓度和时间的增加,珊瑚菜生长受到抑制程度逐渐加剧;其叶片叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量均表现不同程度的降低,而Chl a/b值却呈先下降后上升的变化趋势,并以300 mmol?L-1NaCl处理变化最为明显;同时,其PSⅡ的最大光化学效率(Fv/Fm)和捕获的激子将电子传递到电子传递链中超过QA的其他电子受体的概率(ETo/TRo)均表现不同程度的降低,而光合机构电子传递的量子产额(ETo/ABS)、最大捕光效率(TRo/ABS)均呈先下降后上升的变化趋势,但单位反应中心以热能形式耗散的能量(DIo/CSo)则先上升后下降.研究表明,珊瑚菜对NaCl胁迫具有一定的适应调节能力,可以耐受200 mmol?L-1NaCl以下的盐胁迫,而300 mmol?L-1NaCl处理就会对其光合系统造成一定的损伤,明显抑制其正常生长.     

部分苔藓植物叶绿体DNArbcL-a序列的亲缘关系分析

目的:利用rbcL-a序列对13种苔藓植物进行亲缘关系分析。方法:以毛地钱为外类群,利用ClustalX2.0和MEGA4.1软件对13种苔藓植物的rbcL-a基因序列进行比对和分析,构建分子系统树。结果:13种苔藓植物的rbcL-a序列长度在643bp～656bp之间,排序后总长度为661bp,其中变异位点54个,信息位点91个。遗传距离在0.019～0.144之间,平均遗传距离为0.073。利用MP法建立的系统树显示,13种苔藓植物分为3组。结论:序列分析结果与形态学结果一致,rbcL-a序列可用于苔藓植物的亲缘关系分析。     

外源硫对镉胁迫下马齿苋光合性状和矿质元素吸收的影响

从光合反应系统揭示外源硫(S)诱导马齿苋镉(Cd)耐受性的生理机制,为外源S缓解重金属毒害提供理论依据.采用营养液培养,研究外源S供体(NH4)2SO4对100 mg/L Cd胁迫下马齿苋叶片光合色素、光合特性、叶绿素荧光参数和矿质营养元素的影响.结果表明,Cd胁迫可显著降低马齿苋叶片中叶绿素a和叶绿素b含量;净光合速率、蒸腾速率、气孔导度均显著降低,而胞间二氧化碳浓度上升,表明非气孔因素是Cd胁迫诱导马齿苋光合抑制的主要因素;同时,PSⅡ实际光化学效率(ФPSII)、电子传递效率(J)、化学猝灭系数(qP)显著下降,而非化学猝灭系数(qN)显著上升,表明Cd胁迫影响马齿苋PSⅡ反应系统的正常运行.外施400 mg/L(NH4)2SO4显著提高马齿苋叶片叶绿素a含量、叶绿素b含量和叶绿素a/b比值,增强马齿苋叶片光合作用和PSⅡ原初光化学反应量子效率.对5种与光反应系统密切相关的矿质元素含量进行分析发现,Cd处理显著增加马齿苋叶片中的Ca和Fe含量,显著抑制马齿苋对Mg、Mn和Cu的吸收.Cd胁迫下马齿苋叶片的变黄与Mg、Mn的亏缺有关,而与Fe缺乏无关;添加外源S可显著提升马齿苋叶片中Ca、Mg、Fe、Cu和Mn含量,从而增强Cd胁迫下马齿苋叶片的PSII反应系统功能.     

遮光条件下不同种源土沉香幼苗的光合特性与生长速率分析

以3个来源于广东茂名的土沉香[ Aquilaria sinensis (Lour.) Spreng.]种源(大白、小白和大黄)和1个来源于云南的土沉香种源的1年生幼苗为研究对象,对不同遮光条件下[相对光强100％(对照,自然光强)、50％、25％和5％]4个种源幼苗叶片的净光合速率(Pn)的光响应和CO2响应曲线、光合和气体交换参数、叶绿素含量和叶绿素a/b( Chla/b)值进行了分析,并比较了4个种源幼苗的相对生长速率(RGR).结果表明:4个种源的Pn均随光合光量子通量密度的增加而上升,且对照组各种源的Pn值均明显高于各处理组;4个种源的Pn值均随胞间CO2浓度的升高或相对光强的增大逐渐提高.随相对光强的降低,4个种源的最大光合速率、光补偿点、光饱和点、暗呼吸速率、最大电子传递速率、最大羧化速率和磷酸丙糖利用速率均下降或显著下降(P＜0.05),而表观量子效率则略有升高.在相对光强100％ ～ 25％条件下,随相对光强降低,4个种源的叶绿素含量显著提高、Chla/b值显著减小;大白和小白种源的RGR逐渐增大,大黄种源的RGR差异不显著,而云南种源的RGR显著减小.而在相对光强5％条件下,大黄和云南种源的叶绿素含量显著降低,Chla/b值显著增大,RGR显著减小;大白和小白种源幼苗全部死亡.由种源间的比较可见:4个种源的各项光合参数以及叶绿素含量、相对生长速率均有一定的差异,其中云南种源的各项指标总体上均最低.综合来看,土沉香为半阳生植物,对不同的光环境表现出相对较强的适应性.     

施肥措施对铅污染土壤中雪里蕻光合特性的影响

通过盆栽试验研究了铅污染土壤上施用有机肥、磷肥和柠檬酸对雪里蕻光合特性的影响.结果表明:不同施肥处理显著提高了雪里蕻的产量、叶绿素含量和对光强的适应范围,均使净光合速率(Pn)、光饱和点(LSP)和表观量子效率(AQY)显著升高,而使光补偿点(LCP)降低;适宜的施肥调控措施可以保持较高的Pn、LSP和AQY,其中施用磷肥获得了最大的Pn、LSP和AQY值.各施肥处理下Fv/Fm的值均大于0.8,均未引起作物光抑制;在不同施肥处理中,高量有机追肥处理可以使叶片PSⅡ的潜在量子效率和PSⅡ原初光能转换效率保持在最高水平.可见,适宜的施肥措施可以显著改善铅污染土壤上雪里蕻的光合特性而促进其生长.