土壤水分胁迫对5个种源油松光合特性的影响

在盆栽条件下,对5个种源油松（山西中条山ZT,山西吕梁山LL,山西太行山TH,陕西洛南LN和陕西黄陵HL）幼苗进行了水分胁迫处理实验,对其净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）、胞间CO₂浓度（C_i）、水分利用效率（WUE）及P_n与土壤含水量（SWC）的关系进行了研究。结果表明：油松幼苗的P_n、T_r和G_s均随水分胁迫程度的增加呈先上升后下降的趋势,C_i呈先下降后上升的趋势。其中TH种源的P_n、T_r和G_s最高,LN和HL种源的较低。干旱处理的第4天（SWC为15%~25%）,5个种源的P_n、T_r和G_s均达到处理期的最大值;第7天（SWC为7%~9%）,它们的P_n、T_r、G_s和WUE差异均极显著（p<0.01）,且大小顺序均为：ZT>TH>LL>HL>LN;处理的10天后（SWC小于5%）,LL、TH、LN、HL均只表现为呼吸作用。根据P_n与SWC的二次拟合方程（R²=0.980~0.997）中P_n为0时的SWC进行了抗旱性排序,依次为：TH>ZT>LL>HL>LN。     

C差异与气体交换参数

在苗木生长的不同时期对13个毛白杨(Populus tomentosa)杂种无性系叶片碳同位素δ¹³C和气体交换参数(净光合速率P_n、蒸腾速率T_r、瞬时水分利用效率WUE_i、气孔导度G_s和胞间CO₂浓度C_i)的差异进行研究, 分析不同无性系间δ¹³C与气体交换参数的相互关系, 目的在于探求δ¹³C在筛选高光合及高水分利用效率毛白杨杂种无性系中的应用价值。结果表明: 不同生长时期和不同无性系间δ¹³C、T_r、WUE_i、G_s和C_i的差异均显著, δ¹³C和WUE_i表现为9月＞7月, T_r、G_s和C_i表现为7月＞9月, P_n在不同生长时期差异不显著。季节变化是引起毛白杨杂种无性系叶片δ¹³C差异的主要原因。同一时期, 无性系间δ¹³C和WUE_i表现出较好的一致性, 即WUE_i较高的无性系30、42、46、83、BL2和BL5, 其δ¹³C值也较高, WUE_i较低的无性系B331和TG34, 其δ¹³C值也较低, 且不同时期(7月和9月) δ¹³C和WUE_i呈较强的正相关, 相关系数r分别为0.739 0和0.545 8, 高δ¹³C可以作为筛选高WUE_i毛白杨的有效指标, 且在苗木生长旺盛时期选育能得到更为可靠的结果。对毛白杨而言, 高WUE_i的无性系, 一般具有适中或较低的G_s和C_i, 但不一定具有很高的P_n, 气孔调节使得毛白杨在不影响光合作用的同时保持较高的WUE。     

土壤水分对不同季节番茄叶片水和二氧化碳交换特性的影响

以番茄品种“L402”为试材,研究了土壤水分对不同季节番茄光合及蒸腾特性的影响.结果表明:全生育期内春番茄光合速率（P_n）和蒸腾速率（T_r）均以土壤相对含水量80％处理最高,65％处理次之,50％处理最低;土壤水分降低,显著改变了番茄P_n和T_r的日变化动态,导致光合午休加重;叶片水分利用效率（WUE）以65％处理最高.冬番茄在全生育期内P_n和T_r以50％处理最低,但65％和80％处理无显著差异,且均无光合午休;WUE则以50％处理最高,80％处理最低,说明不同季节番茄对土壤水分的反应存在显著差异.春番茄与冬番茄的P_n及T_r日变化规律显著不同,且在相同土壤水分条件下,春番茄P_n及T_r显著高于冬番茄.     

旱柳光合作用动态及其与环境因子的关系

运用Li-6400便携式光合作用系统,于2007年5—11月对杭州湾滨海湿地自然生长的唯一乔木树种——旱柳(Salix matsudana)的叶片光合作用和环境因子动态变化进行了测定,并通过多元逐步回归和通径分析方法分析了光合作用与环境因子间的相互关系。结果发现,生长季节各月所选典型天气下的P_n大小顺序表现为8月>9月>7月>6月>5月>10月>11月;其中5、6、10和11月,旱柳净光合速率(P_n)日变化呈现“单峰”曲线,经分析发现叶片温度(T_l)、大气水汽压亏缺(VPD)和光合有效辐射(PAR)是影响P_n变化的主导因子;7—9月P_n日变化出现“午休”现象,环境因子VPDT、和相对湿度(RH)成为主导影响因子;就整个生长季节来看,各因子对P_n变化的影响均显著,T_l和VPD是最主要的2个影响因子。由此可见,旱柳生长季节光合作用存在较大的差异,同时各环境因子对光合作用的影响及影响程度也各不相同。     

铜胁迫条件下土壤微生物对海州香薷光合特性和叶绿素荧光参数的影响

为探讨铜（Cu）胁迫条件下土壤微生物对海州香薷（Elsholtzia splendens）光合生理和叶绿素荧光参数的影响,实验设置添加Cu（Cu胁迫）、接种土壤微生物、添加Cu与接种土壤微生物等3个处理,以不添加Cu与不接种土壤微生物为对照（CK）。结果表明：接种土壤微生物处理的植株相对叶绿素含量、净光合速率（P_n）、水分利用效率（WUE）均显著高于CK;且对初始荧光（F_o）和最大光化学效率（F_v/F_m）均有显著性影响。与CK相比,添加Cu降低了海州香薷的P_n和气孔导度（G_s）,但胞间CO₂浓度（C_i）的变化与P_n相反,表明其对光合作用的影响主要是非气孔限制因素。添加Cu的植株相对叶绿素含量显著下降,但Cu胁迫下接种土壤微生物提高了植株相对叶绿素含量,差异显著。在Cu胁迫条件下,接种土壤微生物的植株具有较高的F_v/F_m及较低的F_o,显著提高了海州香薷的WUE、P_n、G_s。说明接种土壤微生物可通过提高相对叶绿素含量、改善叶绿素荧光和光合作用来减轻Cu胁迫对海州香薷植株造成的伤害,从而提高海州香薷耐受Cu胁迫的能力。     

草光合作用日变化及其与环境因子的关系

对镇江北固山湿地优势植物——〓草的光合作用进行了试验研究。结果表明,春夏季晴天〓草净光合速率(P_n)的日变化为双峰曲线,有明显的光合“午休”现象;多云天〓草的P_n主要受光强制约,随光合有效辐射(PAR)变化而变化。经统计学验证,〓草的P_n与PAR、气孔导度(G_s)有显著正相关关系,而与细胞间隙CO₂浓度(C_i)呈显著负相关。用一元二次方程拟合了〓草的光响应曲线,得到光补偿点为38.572 μmol·m^-2·s^-1,光饱和点为2 087.5 μmol·m^-2·s^-1。     

硅对生姜叶片水、二氧化碳交换特性的影响

为探讨硅对生姜植株的生理效应,以莱芜大姜为试材,研究了水培营养液中不同硅素水平对生姜植株生长、硅含量及叶片光合作用和蒸腾作用的影响.结果表明：植株各器官硅含量及生物量均随营养液硅素水平的升高而显著增加,1.0 (T₁)、1.5 (T₂)、2.0 (T₃) mmol·L^-1硅(Si)处理植株叶片硅 (SiO₂) 含量分别比CK增加604.4%、834.8%和1130.4%,单株生物量分别比CK增加9.4%、19.4%和22.8%.随着硅素水平的升高,叶片Mg²⁺ TPase、Ca²⁺ ATPase活性及光合速率(P_n)和水分利用效率(WUE)提高,蒸腾速率(T_r)降低.一天中在11:00时,T₁、T₂、T₃处理的生姜叶片P_n和WUE分别比CK提高11.2%、21.8%、28.2%和23.1%、55.9%、54.8%,T_r分别比CK降低6.3%、17.1%和19.2%.此外,硅素还显著提高了生姜叶片光合作用饱和光强、CO2羧化效率及类胡萝卜素含量,但对叶绿素含量无显著影响.本试验条件下,以15～20 mmol·L-1硅素(Si)处理效果最好.     

不同光环境对红松幼苗光合生理特征的影响

应用Li-6400P便携式光合测定系统于生长季（8月）测定了4种模拟光环境（100%、60%、30%和15%自然光强,分别记为FI、II、LI和WI）和3个实际光环境（林窗、林下和林缘,分别记为G、U和E）下3个苗龄红松（Pinus koraiensis）针叶气体交换参数和净光合速率（P_n）的日变化,以及单位叶面积叶绿素（Chl）含量和比叶质量（LMA）的变化。结果表明:3年和5年生红松在II和LI处理间的P_n基本一致,且均高于FI的P_n;7年生红松在FI处理下的P_n高于其他处理的P_n,各处理的P_n峰值均出现在13:00。3年和5年生红松在LI处理下的最大光合速率（A_max）和暗呼吸速率（R_d）均高于全光FI处理。随光强降低,LMA呈下降趋势,说明红松通过改变LMA的方式适应光环境的变化。3年和5年生红松II处理与G处理间的光合生理指标差异不显著(P>0.05）,LI和WI处理与E处理间同样如此,说明光环境模拟很好地反映了实际的光环境。通过对红松针叶生理生态指标的可塑性分析,得出3种不同苗龄红松可塑性的大小顺序为3年>5年>7年。表明随树龄增大,红松的需光性增加;3年和5年生红松在全光30%～60%条件下生长较好,7年生红松则是在全光下生长最好。     

盐碱地马蔺光合生理特性的研究

研究了盐碱地生长的马蔺叶片净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）和水分利用效率（WUE）以及环境因素的日变化。结果表明,马蔺叶片Pn和Tr均呈现双峰曲线,具有光合午休现象。这种现象出现的原因是由于较高的太阳辐射引起叶片温度的升高,叶片的羧化效率(CE)和表观量子产额(AQY)的下降造成的。     

光强在低温弱光胁迫后番茄叶片光合作用恢复中的作用

为了研究光强在低温弱光胁迫后番茄叶片光合作用恢复中的作用,以番茄品种浙粉202为材料,研究了低温弱光后恢复期全光照与遮荫对光合作用和叶绿素荧光参数的影响。结果表明：低温弱光（8℃/12℃,PFD 80 μmol·m^-2·s^-1）导致番茄叶片P_n、Φ_PSⅡ、qP和F_v′/F_m′的下降,但诱导了NPQ的上升,未引起F_v/F_m的变化;全光照（100%光照）下恢复1 使得植株叶片P_n、F_v/F_m、Φ_PSⅡ、qP、NPQ和F_v′/F_m′均大幅下降,随后光合和荧光参数可缓慢恢复至对照水平;遮荫（40%光照）恢复植株F_v/F_m、Φ_PSⅡ和F_v′/F_m′仅在第一天稍有下降,而P_n和qP还略有上升,NPQ虽有所降低但仍显著高于对照水平,随后光合和荧光参数均可迅速恢复到对照水平。说明低温弱光虽抑制了光合作用的进行,但并未引起光抑制的发生;全光照恢复加剧了叶片光抑制的发生,而遮荫恢复可通过叶片PSⅡ光化学活性的快速恢复和天线色素热耗散能力的增强以保护光合机构免受伤害,有利于光合作用的迅速恢复。     

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。     

青杨雌雄扦插苗光合作用日变化与叶绿素荧光参数特征

以青杨雌雄扦插苗为对象,探究其叶绿素荧光参数和光合作用日变化特征。结果表明:青杨扦插苗的Pn、Tr和Gs日变化均呈"双峰"型曲线,有明显的"午休"现象,但是不同性别Pn、Tr和Gs的高峰和低谷出现的时间和大小不同。青杨雌雄植株的WUEi从8:00开始降低到一个最小值后升高,且雌株在16:00出现1个峰值;雄株叶片的Pn、Gs、Tr、WUEi、Fm、Fo、Fm'、Fo'、Fv'/Fm'、ETR显著大于雌株(P0.05),而NPQ则是雌株显著大于(P0.05)雄株,Ci、Ls、Fv/Fm、Fv/Fo、ФPSⅡ、qP性别间差异则不显著(P0.05);相关性分析结果表明,对Pn影响最大的因子是Gs,其次是Ca、PAR、RH、Ta和VPD。对Tr影响最大的因子是Gs,其次是Ca、RH、PAR、Ta和VPD。可见,与雌株相比,青杨雄株的捕获光能效率、电子传递速率、光合效率以及水分利用效率较高,雄株对逆境适应能力更强。     

不同地理种群两针松光合和生长特性的差异

为认识两针松中的赤松（Pinus densiflora）、长白松（Pinus sylvestris var. sylvestriformis）和樟子松（Pinus sylvestris var. mongolica）光合作用对环境变化的响应和适应特征,在其自然分布区内选择地理和气候差异显著的9个地理种群,采集成熟种子并播种于东北林业大学温室,2 a后,测定针叶的光合能力及其相关因子,并同时测定幼苗的株高和基径,比较种间和地理种群间差异。结果表明：赤松、长白松和樟子松种间最大光合速率（p=0.34）、呼吸速率（p=0.15）和表观量子效率（p=0.18）的差异均不显著;地理种群间表观量子效率（AQY）差异显著(p=0.08),其中兴凯湖种群表观量子效率最高,为0.084 5±0.002 4 mol CO₂·mol^-1 photons,较其他种群高13.10%~159.23%。地理种群间呼吸速率(R_d)差异显著(p=0.01),黑河和兴凯湖种群的呼吸速率最高（分别为1.62±0.18 μmol CO₂·m^-2·s^-1,1.52±0.30 μmol CO₂·m^-2·s^-1）,安图和东宁种群的呼吸速率最低,分别为0.40±0.01 μmol CO₂·m^-2·s^-1,0.34±0.03 μmol CO₂·m^-2·s^-1。地理种群间最大净光合速率(P_max)差异显著(p=0.02),其中兴凯湖、东宁、韩国、鸡东、二道白河、红花尔基种群的最大光合速率差异不显著,均值为18.36±1.81 μmol CO₂·m^-2·s^-1,高于安图、漠河、黑河种群。安图、漠河、黑河种群间最大光合速率差异不显著,均值为12.57±0.86 μmol CO₂·m^-2·s^-1。地理种群间的株高和基径差异均显著,其中韩国种群株高最高,黑河种群最低;基径兴凯湖种群最高,安图种群最低。株高和基径最大值约为最小值的3倍。两针松针叶的光合能力及其一些相关因子的地理种群间差异可能是其光合机构对种源地环境条件长期生理适应的结果。     

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。     

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。     

Anthocyanin production in the hyperaccumulator plant Noccaea caerulescens in response to herbivory and zinc stress

Stomatal behavior in response to drought has been the focus of intensive research, but less attention has been paid to stomatal density. In this study, 5-week-old maize seedlings were exposed to different soil water contents. Stomatal density and size as well as leaf gas exchange were investigated after 2-, 4- and 6-week of treatment, which corresponded to the jointing, trumpeting, and filling stages of maize development. Results showed that new stomata were generated continually during leaf growth. Reduced soil water content significantly stimulated stomatal generation, resulting in a significant increase in stomatal density but a decrease in stomatal size and aperture. Independent of soil water conditions, stomatal density and length in the trumpeting and filling stages were greater than in the jointing stage. Irrespective of growth stage, severe water deficit significantly reduced stomatal conductance (G _s), decreasing the leaf transpiration rate (T _r) and net photosynthetic rate (P _n). Stomatal density was significantly negatively correlated with both P _n and T _r but more strongly with T _r, so the leaf instantaneous water use efficiency (WUE _i ) correlated positively with stomatal density. In conclusion, drought led to a significant increase in stomatal density and a reduction in stomatal size and aperture, resulting in decreased P _n and T _r. Because the negative correlation of stomatal density to T _r was stronger than that to P _n, leaf WUE _i tended to increase.     

外源NO对盐胁迫下黑麦草幼苗活性氧代谢、多胺含量和光合作用的影响

采用溶液培养法研究了外源一氧化氮(nitric oxide,NO)供体硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)对100 mmol·L^-1 NaCl胁迫下黑麦草幼苗生长、活性氧代谢、多胺含量和光合作用的影响。结果表明,50 μmol·L^-1 SNP显著提高盐胁迫下黑麦草幼苗叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性及谷胱甘肽(GSH)、精胺(Spm)、亚精胺(Spd)含量和(Spm+Spd)/Put比值,降低了腐胺(Put)、超氧阴离子(O^—·₂)、H₂O₂和丙二醛(MDA)含量,使幼苗叶片叶绿素和类胡萝卜素含量、净光合速率(P_n)和气孔导度(G_s)升高,胞间CO₂浓度(C_i)下降,相对生长量增加。叶绿素荧光动力学资料显示,SNP处理降低盐胁迫下黑麦草叶片的初始荧光(F₀),表明它对光合膜系统具有保护效应。SNP处理不仅提高了盐胁迫下叶片的最大荧光(F_m)、PSⅡ潜在光化学效率(F_v/F₀)和PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m),而且提高了PSⅡ实际光化学效率(Φ_PSⅡ)、光化学荧光猝灭系数(q_P)、表观光合电子传递速率(ETR)和光化学速率(PCR),降低了非光化学荧光猝灭系数(NPQ)和天线热耗散(D),而1 mmol·L^-1 NO清除剂PTIO和0.5 μmol·L^-1 NaNO₂处理(对照)则无此效应。由此表明,外源NO可能通过提高植株的抗氧化能力及光能的捕获与转换而增强盐胁迫下黑麦草叶片的光合能力,从而缓解盐胁迫对幼苗生长的抑制作用。     

科尔沁沙地紫花苜蓿的光合日动态

利用Li-6400光合测定系统,田间实地测定了紫花苜蓿3个品种（敖汉苜蓿、Rangelander和 阿尔冈金）的光合作用日变化特征.结果表明:不同生长年限紫花苜蓿3个品种的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)和水分利用效率(WUE)日变化并不完全呈双峰曲线.其中,敖汉苜蓿和阿尔冈金叶片的P_n和T_r峰值均出现在9:00—11:00,Rangelander在11:00,最低值均出现在7:00和19:00;Rangelander和阿尔冈金叶片的WUE最高值出现在7:00,敖汉苜蓿在9:00,最低值均出现在15:00—17:00.综合分析P_n、T_r和WUE 3项指标,2 年生苜蓿各项指标最佳,1年生次之,而4年生最差;对P_n和T_r影响最大的环境因子是气温,其次是水分亏缺和空气相对湿度.