不同温度处理对虎耳草叶片气体交换及叶肉结构的影响

在人工气候箱中对盆栽虎耳草进行处理,测定不同温度条件下虎耳草叶片光合特征、叶绿素含量、抗氧化酶活性、叶肉结构等生理形态指标。结果表明：低温处理后,虎耳草叶片净光合速率、气孔导度下降迅速,叶绿素含量最少,SOD、CAT活性最低,MDA含量最高,栅栏组织排列更紧密,移置正常温度下,光合速率能在短时间内恢复;高温处理的净光合速率下降速度不及低温处理,但叶片海绵组织显著增加,光合速率恢复较慢。     

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。     

温度对七叶一枝花光合特性及皂苷含量的影响

该研究以珍稀濒危药用植物七叶一枝花(Paris polyphylla)为材料,利用人工气候箱设置3个温度条件,即低温(10℃/16℃)、适温(18℃/24℃)、高温(26℃/32℃),采用盆栽法分析了不同温度条件对七叶一枝花光合特性和主要有效成分皂苷含量的影响。结果表明:(1)适温条件下,七叶一枝花叶绿素含量、最大光合速率、光饱和点、表观量子效率均高于低温和高温处理,而光补偿点、暗呼吸速率则低于两者。(2)适温条件下,七叶一枝花根茎体内皂苷含量最大,达到了4.33%,低温和高温处理下皂苷含量分别只有适温的42.26%和33.49%,氨基酸含量同样表现为适温处理下最大。(3)七叶一枝花有效成分含量与叶片叶绿素含量、光合速率呈显著正相关,而与呼吸速率呈显著负相关,说明温度直接影响植株的光合作用、呼吸作用,进而影响有效成分的积累。温度对七叶一枝花光合特性及有效成分的积累影响显著,22℃左右的平均温度(18℃/24℃)是七叶一枝花栽培的适宜温度,此温度有利于其生长及有效成分的积累,该研究结果为七叶一枝花人工栽培中温度的科学管理提供了依据。     

光照强度对紫斑牡丹生理及生长特性的影响

紫斑牡丹(Paeonia suffruticosa var. papaveracea)是集观赏、油用及药用价值为一体的经济作物,与牡丹(Paeonia suffruticosa)相比具有较强的耐寒、耐旱性,对光照条件的要求较为苛刻。为了解紫斑牡丹对光照的需求及适应规律,本研究以3年生紫斑牡丹幼苗为材料,模拟东北地区林下光强,研究了紫斑牡丹在4种光照强度(全光照、透光率55%、25%和15%)处理下的生理及生长特性。结果表明:与全光照相比,遮阴条件下紫斑牡丹通过提高叶片色素含量、表观量子效率(AQE)、PSII最大光化学效率(Fv/Fm)及光补偿点(LCP)来提高对光能的吸收利用效率,以适应弱光环境,其中25%透光率处理的紫斑牡丹具有最高的光合性能和净光合速率(Pn),为全光照的1.58倍;在全光照处理下,紫斑牡丹叶片受到强光抑制,丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)含量显著增加(P0.05),光合作用系统受到严重损害,光合速率较低。遮阴处理时紫斑牡丹通过增大叶片比叶面积(SLA)、降低根冠比(R/S)并促进植株株高生长来获取更多的光照,其中,25%透光率处理的紫斑牡丹株高生长量显著高于全光照和15%透光率处理,分别为二者的4.57和3.87倍。本研究表明,25%透光率是最有利于紫斑牡丹生长的理想光照条件,该结果为紫斑牡丹在东北林下的引种栽培提供了科学依据。     

温度对铁皮石斛生长及生理特性的影响

通过不同温度下的控制实验,研究了铁皮石斛光合作用与生长对温度的响应,以期为铁皮石斛的栽培提供理论依据。温度对铁皮石斛的光合速率（Pn）有明显影响,30℃处理的植株具有最高的饱和光合速率（Pmax）,其较高的光合速率与RuBP电子传递速率与羧化速率间相对平衡有关。温度对铁皮石斛茎的生长及多糖含量有明显影响,20℃处理的石斛多糖含量显著性的高于其他两个处理,而茎长、茎节数、茎鲜重等则是在30℃下最高。结果表明,30℃的温度对铁皮石斛的光合作用较为适宜,但在20℃条件下植株具有更高的多糖含量。     

遮荫对异株荨麻光合特性和荧光参数的影响

系统研究了全光照和不同程度的遮荫(43%,58%,73%,87%,97%)对异株荨麻光合特性和荧光参数的影响。结果表明,异株荨麻的光补偿点和光饱和点均较低,且随着遮荫程度的提高,其值以及暗呼吸速率均依次降低。净光合速率日变化曲线呈单峰型,光合速率高峰值和日平均光合速率均随着遮荫程度的提高而明显下降。蒸腾速率和气孔导度的日变化与光合速率的日变化趋势一致,遮荫对蒸腾作用和气孔导度均有显著的影响,随着遮荫程度的提高,蒸腾速率和气孔导度均显著下降。在各光照条件下,蒸腾速率与气孔导度呈显著正相关。蒸腾速率和气孔导度与光合速率的相关性随遮荫条件的不同而异,全光照条件下蒸腾速率与光合速率呈显著正相关,而所有遮荫条件下相关性不显著。气孔导度与光合速率在所有光照下相关性均不显著。各遮荫条件下叶片总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b含量均显著高于全光照的,且随遮荫程度的提高叶绿素含量呈上升趋势,而叶绿素a/b的值则随着遮荫程度的提高而下降。叶绿素荧光参数PSⅡ内禀光能转化效率(Fv/Fm)和潜在活性(Fv/Fo)日变化呈单谷曲线。各遮荫条件下Fv/Fm和Fv/Fo值均高于全光照的,且随着遮荫程度的提高其值均依次增加。这说明,异株荨麻是一种耐荫性很强的植物,遮荫可使其降低光补偿点、光饱和点、净光合速率、暗呼吸速率以及叶绿素a/b,但增加总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b含量、光能利用率以及PSⅡ原初光能转化效率和潜在活性,以增强在弱光条件下的生长发育能力。     

模拟大气CO2浓度升高对虎耳草生理特性和药用品质的影响

探究大气CO2浓度升高对虎耳草(Saxifraga stolonifera Curt)生长及药用成分含量的影响, 以期为未来大气CO2浓度升高环境下虎耳草的优质栽培及药物配伍使用提供理论依据。以一年生虎耳草为试验材料, 设置目前大气CO2浓度(400±10) μmol·mol-1和升高CO2浓度(800±10) μmol·mol-1 2个处理, 对比分析不同CO2浓度条件下, 虎耳草生长、生物量、叶绿素含量、酶活性、渗透调节能力、N、P、K含量及药用成分含量变化。结果表明: 升高CO2浓度使虎耳草生长和药用品质发生显著变化。相比对照CO2浓度, 升高CO2显著提高虎耳草的株高、根长、叶片数、叶柄长和叶厚, 并且根、茎、叶和总生物量显著增加, 较对照分别增加9.86%、69.65%、14.26%和23.46%。升高CO2浓度处理后, 虎耳草的叶绿素含量显著增加, 较对照增加2.17%。相比对照CO2, 升高CO2处理使MDA含量显著下降, 较对照下降3.25%, 而可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸含量及SOD均显著升高。CO2浓度升高对虎耳草叶片K含量无显著影响, N和P含量显著下降, 较对照分别下降11.44%和18.65%。另外, CO2浓度升高使虎耳草中没食子酸和岩白菜素含量及生物产量显著增加, 使得虎耳草的药用品质显著提高。综上, 未来大气CO2浓度升高后, 虎耳草的形态指标和生物量积累将显著增加, 药用成分积累提高, 使得虎耳草的药用价值和经济价值升高。     

不同光强对越南抱茎茶光合及荧光特性日变化的影响

为研究不同光强对越南抱茎茶光合作用机理的影响,设置3种处理方式,即全光照(L1)、光强度45%(L2)、光强度15%(L3),分别在遮阴3个月后测定其光合荧光参数的变化。结果表明,不同光强处理下,净光合速率均呈单峰曲线,峰值出现在11:00左右;光合速率下降主要是气孔限制因素引起的;叶绿素荧光参数表明,强光条件下电子传递受阻,热耗散增加,PSII反应中心受到破坏,从而降低了茶花的光合效率;过度遮阴条件下受到光抑制,从而导致光合机构损伤;45%光照条件下光合效率较高。相关性分析表明,净光合速率(Pn)与空气温度(Ta)、相对湿度(RH)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)、表观电子传递速率(ETR)呈极显著相关,与RH呈极显著负相关,与胞间CO2浓度(Ci)呈显著负相关。影响越南抱茎茶净光合速率的主要环境因子是空气温度和相对湿度。     

不同光照强度下花魔芋（Amorphophallus konjac）与谢君魔芋（Amorphophallus xiei）光合特性及光保护机制研究

为探讨不同耐光性植物光合特性及光保护机制,本研究以耐高光的喜阴植物花魔芋（Amorphophallus konjac K.Coch）和典型的喜阴植物谢君魔芋（Amorphophallus xiei H.Li & Z.L.Dao）为材料,测定与分析在透光率为100%、15%及2%光照条件下两种魔芋的光合能力、抗氧化酶活性及抗氧化物和光合色素组分的含量。结果表明,花魔芋最大光合速率和气孔导度随着生长环境光照强度降低而显著降低（P<0.05）,谢君魔芋在透光率为15%时最大光合速率达最大值。大部分情况下,花魔芋的超氧化物歧化酶、抗坏血酸过氧化物酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽还原酶活性比谢君魔芋高（P<0.05）,而谢君魔芋具有较高的过氧化物酶活性（P<0.05）。总的来看,在中高光照环境下两种植物的抗氧化酶活性较高（P<0.05）。在透光率15%时,花魔芋谷胱甘肽和抗坏血酸显著比谢君魔芋高（P<0.05）。谢君魔芋的光合色素含量在透光率为15%时最高（P<0.05）;相应地,花魔芋的光合色素含量在透光率为2%时含量最低（P<0.05）;在不同光照强度下花魔芋光合色素含量基本上显著高于谢君魔芋（P<0.01）。本研究结果暗示,喜阴植物花魔芋耐受高光可能源于相对较高的光合作用能力和有效的光保护机制。     

遮荫对掌叶半夏生长、产量及光合生理特性的影响研究

目的：研究遮荫对掌叶半夏生长、药材产量和光合生理指标的影响,分析适宜掌叶半夏药材高产的遮荫度,探寻其产量差异形成的光合生理机制。方法：采用遮荫网遮荫,共设置了5种光强处理,透光率分别为全光对照CK（100%）、T1（75%）、T2（65%）、T3（50%）、T4（25%）,测定各遮荫处理下掌叶半夏的株高、单株叶片数、单株叶面积、单片叶面积、药材产量、叶绿素含量、光合日进程和叶绿素荧光参数。结果：（1）遮荫可显著（P〈0.01）提高掌叶半夏的株高、单株叶面积和叶绿素含量;（2）光合日进程曲线测定结果表明,除T4处理外其他处理均发生光合＂午休＂现象,日平均光合速率（Pn）以T1处理最高,绝对光能利用率（Eu）以T3处理最高;（3）叶绿素荧光参数测定结果表明,CK的Fv/Fm最低,发生的原因可能与PSⅡ反应中心的光化学伤害有关;（4）药材产量以T2处理最高,较CK增产56.34%。结论：掌叶半夏更适宜在遮荫条件下栽培,透光率在65%时有利于掌叶半夏药材高产,其产量差异的形成可能与日均光合速率的不均衡有关。     

Studies onC-glycosides in higher plants

The biosynthesis of bergenin and arbutin in the organs ofSaxifraga stolonifera has been studied by tracer techniques. Among the organs tested, the leaves showed the highest incorporation of label fromd-glucose-U-¹⁴C into bergenin and arbutin under continuous light, although every organ is more or less able to synthesize both glucosides. The incorporation rate into bergenin was higher in the young leaves, whereas the synthesis of arbutin became active in the mature leaves. The fact that the addition of unlabeled gallic acid enhanced the incorporation of label into bergenin suggests that gallic acid may be a likely glucosyl acceptor in bergenin biosynthesis.     

Studies onC-glycosides in higher plants

The intracellular distribution of bergenin and related compounds was examined in mesophyll cell protoplasts ofSaxifraga stolonifera. Vacuoles ofS. stolonifera leaves contained 46% to 55% of the bergenin and related compounds. It was also noted that 50% of the gallic acid was located in chloroplasts. From the results obtained it was concluded that bergenin and norbergenin were primarily localized in the vacuoles, but gallic acid was distributed equally in vacuoles and chloroplasts.     

皇甫川流域梁地生境中间锦鸡儿不同龄级植株光合生理特性的比较研究

对内蒙古鄂尔多斯市准格尔旗皇甫川流域梁地生境人工栽植的中龄级（5年生）和老龄级（24年生）中间锦鸡儿植株的光合生理特性进行了比较研究。结果表明：中龄级植株的净光合速率和蒸腾速率均大于老龄级植株;两个龄级植株在12:00~14:00净光合速率均下降,老龄级植株是由于光抑制使光系统Ⅱ受损、细胞光合能力下降等非气孔因素所导致,而中龄级植株是气孔因素和非气孔因素共同作用的结果,其中气孔因素是主要因素。光合色素含量的测定结果显示,中龄级植株的叶绿素含量、类胡萝卜素含量均显著高于老龄级植株,前者具有更高的净光合速率和光能利用效率,并且具有更高的抵御强光能力。中龄级植株的水分利用效率高于老龄级植株,具有更强的耐旱能力。     

Studies onC-glycosides in higher plants

Sixteen species including 1 variety and 1 form from 9 genera belonging to Saxifragaceae were examined for bergenin content. Bergenin was found only in Saxifragoideae, no bergenin being present in Hydrangeoideae and Ribesioideae. The amount of bergenin was shown to range from 0.1 to 1 mg per g fresh weight, depending on the organs tested, and the highest amounts were usually observed in rhizomes. The contents of bergenin in a leaf ofSaxifraga stolonifera increased continuously with the leaf expansion, while the level on a fresh weight basis remained constant during the leaf growth.     

Effects of Polyploidy on Photosynthetic Rates, Photosynthetic Enzymes, Contents of DNA, Chlorophyll, and Sizes and Numbers of Photosynthetic Cells in the C(4) Dicot Atriplex confertifolia

Photosynthetic rates, chlorophyll content, and activities of several photosynthetic enzymes were determined per cell, per unit DNA, and per unit leaf area in five ploidal levels of the C₄ dicot Atriplex confertifolia. Volumes of bundle sheath and mesophyll protoplasts were measured in enzymatic digestions of leaf tissue. Photosynthetic rates per cell, contents of DNA per cell, and activities of the bundle sheath enzymes ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase (RuBPC) and NAD-malic enzyme per cell were correlated with ploidal level at 99% or 95% confidence levels, and the results suggested a near proportional relationship between gene dosage and gene products. There was also a high correlation between volume of mesophyll and bundle sheath cells and the ploidal level. Contents of DNA per cell, activity of RuBPC per cell, and volumes of cells were correlated with photosynthetic rate per cell at the 95% confidence level. The mesophyll cells did not respond to changes in ploidy like the bundle sheath cells. In the mesophyll cells the chlorophyll content per cell was constant at different ploidal levels, there was less increase in cell volume than in bundle sheath cells with an increase in ploidy, and there was not a significant correlation (at 95% level) of phosphoenolpyruvate carboxylase activity or content and pyruvate,Pi dikinase activity with increase in ploidy. The number of photosynthetic cells per unit leaf area progressively decreased with increasing ploidy from diploid to hexaploid, but thereafter remained constant in octaploid and decaploid plants. Numbers of cells per leaf area were not correlated with cell volumes. The mean photosynthetic rates per unit leaf area were lowest in the diploid, similar in 4×, 6×, and 8×, and highest in the decaploid. The photosynthetic rate per leaf area was highly correlated with the DNA content per leaf area.     

多蒴灰藓（苔藓植物门：藓纲）对短期极端温度的生理响应

近年来,藓类植物作为一类模式植物,在分子生物学、抗性生理学研究中受到重视,因此,开展逆境条件下藓类植物渗透调节物质和膜保护系统相关指标变化的研究,将为了解藓类植物对逆境条件适应的生理机制提供基础资料。多蒴灰藓（Hypnum fertile Senden.）分布广泛,生境多样,本文研究了低温(5℃)和高温(40℃和60℃)在不同胁迫时间(0、1、2、4、6、8h)下多蒴灰藓体内可溶性糖、游离脯氨酸、丙二醛（MDA）含量和过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性的变化,以期了解多蒴灰藓对不同温度条件的适应能力和响应的生理机制。结果表明：在5℃低温处理下,随处理时间延长,多蒴灰藓的可溶性糖含量逐渐增加,在高温处理下,呈现先升高后降低的趋势;游离脯氨酸、MDA在低温和高温胁迫下随处理时间延长都逐渐升高。CAT在5℃低温处理下活性逐渐升高,在40℃高温处理下先升高后降低,在60℃高温处理下则迅速降低,6 h后酶完全丧失活性。SOD的活性在5℃低温处理下随处理时间延长逐渐降低,在高温处理下则表现出先升高后降低趋势,40℃高温胁迫下6 h达到最大值,60℃胁迫下0.5 h达到最大值。POD在5℃和40℃处理下活性随处理时间延长逐渐升高,在60℃高温处理下则先升高后降低。这些结果表明,多蒴灰藓适生于20℃左右的温度条件下,60℃高温对多蒴灰藓的伤害明显,与高温相比,多蒴灰藓更适合生长于低温环境;多蒴灰藓通过增加游离脯氨酸以提高对温度逆境的适应;POD和CAT在多蒴灰藓抵御低温胁迫时可能起着主要作用,而SOD则在其抵御高温胁迫时起一定的作用。