C_4植物玉米叶片光合效率的日变化

在没有水分、温度和营养等环境胁迫的田间条件下,晴天C_4植物玉米叶片光合效率的日变化方式明显地不同于许多C_3植物,即中午光合效率不降低,而是略有提高。日间玉米叶片的光合效率大体上随着光量子通量密度的变化而变化。从上午8时至下午14时用纱布遮荫6h,叶片的光合效率下降。用强光预照光可以提高在温度、水分和CO_2浓度恒定条件下离体叶片的光合效率。另外,即使在全日光强下玉米叶片的净光合速率也不饱和。这些表明,晴天中午玉米叶片光合效率的提高依赖于强光。用强光预照光引起玉米叶片叶绿素荧光参数F_v/F_m的轻微下降,表明强光引起的光合效率提高不是由于光系统Ⅱ光化学效率的改善。     

田间小麦叶片光合效率日变化与光合“午睡”的关系

小麦灌浆初期叶片(旗叶)晴天中午光合速率下降(“午睡”)伴随了气孔导度、胞间CO_2浓度下降,而气孔限制值中午升高,进一步证实气孑L中午关闭是光合“午睡”的一个重要原因。叶片光合效率的中午下降并非都伴随着光合“午睡”现象。当两者同时发生时,胞间CO_2浓度降低,而光合速率与气孔导度、胞间CO_2浓度之间的相关性高于光合速率与光合效率之间的相关性。这些事实表明。即使光合效率中午下降是光合“午睡”的部分原因,但较之气孔中午关闭只是一个次要原因。     

云锦杜鹃叶片光合作用日变化特征

自然条件下,对云锦杜鹃光合作用日进程和光响应进行了观测,结果表明:夏季晴天云锦杜鹃阳叶净光合速率日进程曲线为"双峰"型,光合效率午间明显降低.胞间CO2浓度的日进程基本与净光合速率相反,中午胞间CO2浓度增高表明净光合速率午间降低主要受非气孔限制因素的影响.暗呼吸速率日进程呈单峰曲线,中午最高.阴叶净光合速率在一天的大部分时间里变化不大.一天分时段光响应试验表明,阳叶饱和光强和表观量子效率上午较高,下午有所降低,而光补偿点下午有所上升.阴叶的这些光合参数在上午和下午没有明显的变化.这些研究结果表明,强光下光抑制的发生是引起云锦杜鹃阳叶光合效率午间降低的重要原因.逐步多元回归和通径分析表明,光合有效辐射和空气温度是直接影响净光合速率日变化的主要因子.     

光下无CO_2气体处理对叶片光合强度的影响

小麦等C_3植物的叶片在光下经无CO_2或低CO_2气体处理后,通入高CO_2气体,光合强度出现“升、降、升”的波动,而玉米等C_4植物无此现象。不同植物的光合波动幅度不同。强光、高CO_2、低O_2等能缩短第一次光合上升时间,增大光合下降幅度;而低CO_2、高O_2等则减少光合下降幅度。此现象与RuBP及ATP的含量变化有关。     

青海高原主要C3植物的光合作用

青海高原主要 C_3植物叶片的净光合速率(Pn)日变化是随着自然条件下的日照和气温的变化而变化,呈典型的单峰曲线,无或有轻微的中午降低现象。表观量子需要量(AQR)在晴天的上午和下午基本不变,一天中不曾出现显著的光抑制现象。然而,在土壤严重缺水和气温超过30℃以上时,青海高原主要 C_3植物净光合速率的日变化仍呈双峰曲线。在一般情况下,青海高原主要 C_3植物的光补偿点和暗呼吸速率较低。光饱和点和表观量子需要量较高。因而,表观光合量子效率(_i=1/AQR)较低,这与青藏高原高海拔地区的低气压有关。     

午间强光胁迫下SOD对大豆叶片光合机构的保护作用

晴天田间大豆叶片Ｐｎ与Ｐｒ均表现出明显的日变化,Ｐｎ日变化曲线里双峰型,中午前后降低。Ｐｒ随日照强度的增加而增加,至上午１１时左右达最大值,然后缓慢下降。普通空气及低氧空气中的ＡＱＹ均在中午前后降低。ＳＯＤ活性也有明显的日变化,最高值出现在下午１６时左右。强光下喷施ＳＯＤ抑制剂ＤＤＴＣ明显降低Ｐｎ及低氧空气中的ＡＱＹ;而在低于叶片光合作用饱和光强下喷施同样浓度ＤＤＴＣ则对Ｐｎ及低氧空气中的ＡＱＹ无明显影响。中午前后ＳＯＤ活性及Ｐｒ的增加对于保护光合机构免受强光的破坏具有重要意义。     

把C_4植物称作“高光效植物”是否妥当?

在本世纪五十年代末至六十年代初发现高等植物的光呼吸现象后不久,又了解到,高等植物对CO_2的固定并非只有卡尔文循环一条途径。根据光合作用碳素同化的最初产物,可把高等植物大体区分为三个类群,即C_3植物、C_4植物和CAM植物。基于C_4植物和C_3植物在饱和光强度下的光合强度,以及CO_2补偿点、光呼吸强度,蒸腾系数、饱和光强度、光合作用最适温度范围等方面的差别,有不少人把C_4植物称为高光效植物,把C_3植物称为低光效植     

不同CO_2浓度下番茄幼苗叶片的光能利用效率

光能利用效率(LUE)是评价植物叶片光能利用能力的重要参数,更是影响生态系统生产力大小和质量的主要因素.本文基于植物光合作用对光响应的机理模型推导出植物叶片的光能利用效率模型以及叶片的最大光能利用效率(LUE_(max))和对应的饱和光强(IL-sat)的数学表达式,并用光能利用效率模型研究了番茄幼苗叶片在CO_2浓度分别为350、450、550和650μmol·mol~(-1)下的光能利用效率.拟合结果表明:所推导的叶片光能利用效率模型可以很好地描述4种CO2浓度条件下番茄幼苗叶片的光能利用效率;在这4种CO_2浓度条件下,番茄的LUE_(max)在光合有效辐射(I)为70~90μmol·m~(-2)·s~(-1)时就可以达到;番茄在CO_2浓度为550和650μmol·mol~(-1)时叶片的LUE_(max)和IL-sat没有差异.产生这种现象的原因可能是由于番茄幼苗长时间处于较低光强下,番茄幼苗叶片的光合功能已经适应了低光强环境,以致于高CO_2浓度难以改变它的捕光色素分子的内秉特性,如有效光能吸收截面以及处于激发态和基态色素的比例等.     

C_3-C_4中间植物

C_3—C_4中间植物是在解剖和生理生化方面(特别是光呼吸)介于C_3和C_4植物之间的一种植物类型。这类植物中一部分接近C_3植物,可将光呼吸放出的CO_2再固定,从而降低光呼吸;另一些则以C_3途径为主,而C_4途径同时起作用,从而降低光呼吸。C_3—C_4中间植物为研究C_4植物的进化和光呼吸如何降低提供了实验系统。     

苋菜的光合特性

宽菜Amaranthus cruentus cv.生长在调控的温室条件。在光强0至800μmol.m~(-2)S~(-1),光合速率(PN,μmol.CO_2m~(-2)、s~(-1))随光强(PFD,μmol、m~(-2)、s~(-1))增高而增大,其关系为PN=56.82 PFD×10~(-3)—2.13。光补偿点为60μmol.m~(-2)、s~(-1)。叶片在1400 μmol.m~(-2)、s~(-1)达到光合光饱和点。在叶温35℃,叶片/空气水蒸汽压陡度20 m Pa、Pa~(-1)和外界CO_2浓度340μ1、1~(-1),光饱和光合速率为51.63±4.90μ mol.CO_2、m~(-2)、S~(-1)。在光强0至600μmol.m~(-2)、s~(-1),气孔传道率随光强增高而增大。光强高于600μmol.m~(-2)、s~(-1),气孔传道率变化较小。细胞间CO_2浓度为120μ1.1~(-1)由于细胞间CO_2浓度在光合速率——CO_2关系曲线的转折点,可能表明光合作用不受气孔限制。结果表明,苋菜适于高光强环境生长,在干旱条件下具有高的光合速率。     

光合作用对光和二氧化碳响应的观测方法探讨

用便携式光合仪LI-6400观测自然条件下生长的盆栽蚕豆叶片光合作用对光和二氧化碳的响应发现：（1）用未经过光合诱导的叶片观测光合作用对光的响应会得到即使在全太阳光强下光合作用仍然不饱和的假象;（2）利用某些经验方程计算的饱和光强远低于实际观测值;（3）在观测光合作用对CO2的响应过程中,每一次CO2浓度变化都应当伴随一次光合仪的匹配步骤,否则所得结果偏差很大;（4）在不饱和光下观测光合作用对CO2的响应,会导致对叶片光合能力的低估。     

Mehler反应在大豆叶片耗散过剩光能中的作用

从初花期大豆植株茎基部引入不同浓度碘乙酰胺(iodoacetamide,IA),叶片光合速率(Pn)受到不同程度的抑制,2h强光照射后抑制效应更加明显,O     

气孔限制在植物叶片光合诱导中的作用

用三种不同的气体交换分析方法研究了玉米、大豆等叶片光合诱导期间的气孔限制作用。发现有利于气孔开放的因素如良好的土壤水分状况、较高的空气湿度等,能够缩短叶片的光合诱导期;CO_2饱和条件下,叶片的光合诱导期比在普通空气条件下的诱导期短得多;在光合诱导后期细胞间隙CO_2度达到稳态值以后,气孔导度的增加伴随着光合速率的提高和气孔限制值的下降。而气孔导度的降低则会引起光合速率的降低和气孔限制值的上升。诱导期存在气孔限制,并在后期占优势。     

Species-dependence of the pattern of plant photosynthetic rate response to light intensity transition from saturating to limiting one]

By observing the photosynthetic responses of leaves to changes in light intensity and CO(2) concentration it was found that among the more than 50 plant species examined 32 species and 25 species showed respectively the V pattern and L pattern of the photosynthetic response to light intensity transition from saturating to limiting one (Figs.1 and 2 and Table 1). The pattern of photosynthetic response to light intensity transition is species-dependent but not leaf developmental stage-dependent (Fig.3). The species-dependence was not related to classification in taxonomy because the photosynthetic response might display the two different patterns (V and L) in plants of the same family, for example, rice and wheat (Gramineae), soybean and peanut (Leguminosae). It seemed to be related to the pathway of photosynthetic carbon assimilation because all of the C(4) plants examined (maize, green bristlegrass and thorny amaranth) displayed the L pattern. It might be related to light environment where the plants originated. The V pattern of photosynthetic response to light intensity transition was often observed in some plants grown in shade habitats, for example, sweet viburnum and Japan fatsia, while the L pattern was frequently observed in those plants grown in sunny habitats, for example, ginkgo and cotton. Furthermore, the ratio of electron transport rate to carboxylation rate in vivo measured at limiting light was far higher in the V pattern plants (mostly higher than 10) than in the L pattern plants (mostly lower than 5), but the ratio measured at saturating light had no significant difference between the two kinds of plants (Table 2). These results can be explained in part by that the V pattern plant species have larger light-harvesting complex (LHCII) and at saturating light the reversible dissociation of some LHCIIs from PSII reaction center complex occurs. The pattern of photosynthetic response to light intensity transition and the ratio of electron transport rate to carboxylation rate in vivo measured at limiting light can probably be used as a criterion to distinguish sun plants from shade plants. In the observation of photosynthetic response to light intensity transition the use of saturating light is very important because using non-saturating light can form an artifact, which leads to incorrect conclusion (Fig.4).     

秦岭火地塘林区锐齿栎群落中6种植物光合特性研究

用Li-6400便携式光合测定系统测定了火地塘林区主要成林树种锐齿栎群落中6种植物的光合特性。结果表明：（1）从林冠层到草本层,光合有效辐射强度明显减弱,并且乔木层、灌木层和草本层之间的差异均达到了显著水平（P〈0．05）;（2）乔木层锐齿栎的光合速率日变化为“双峰”曲线,表现出明显的“午休”现象,而林下植物灌木层和草本层光合速率日变化整体上呈“单峰”曲线,无“午休”现象;（3）光饱和点和光补偿点均表现为乔木〉灌木〉草本。表明植物光合“午休”现象是由中午高光强、高气温和低湿度引起的。并非某些植物的特性．植物的光合特性与其生境特点相符。     

水稻叶片生育过程中RubisCO活性与光合、光呼吸的关系

水稻生育过程中,ＲｕＢＰ羧化酶活性与光合速率、ＲｕＢＰ加氧酶活性与光呼吸速率、ＲｕＢＰ羧化酶活性与加氢酶活性以及光合速率与光呼吸速率之间是相关的。籼型品种与粳型品种间酶活性的高低及光合、光呼吸速率的高低基本一致,籼型三系杂交稻（Ｆ１）无明显的光合优势。酶的羧化活性的高低只在一定范围内与光合速率的高低平行。在正常生育条件下,酶蛋白的数量不是水稻光合速率的限制因子。     

小麦叶片光合作用与其渗透调节能力的关系

在缓慢干旱条件下,小麦叶片渗透调节能力在一定范围内随胁迫程度的加剧而增加,而在快速干旱下,渗透调节能力丧失。小麦叶片通过渗透调节使光合速率和气孔导度对水分胁迫的敏感性降低,叶片维持较高的电子传递能力、RuBP羧化酶活性和叶绿体光合能量转换系统活性,并推迟了小麦叶片光合速率受气孔因素限制向叶肉细胞光合活性限制转变的时间。