水盐梯度下克里雅河流域芦苇光合响应特征

选择新疆克里雅河流域地下水埋深不同的样点芦苇为材料,采用Li-6400便携式光合系统仪对各样点芦苇的光合响应特征进行实地测定,探讨其适应干旱胁迫和盐胁迫环境的光合机理。结果显示:(1)在干旱区,当地下水位大于2m时,芦苇的光饱和点、表观量子效率、光呼吸速率随地下水位的下降显著降低,而水分利用效率却随着地下水位的下降呈上升趋势;随着地下水位的下降,芦苇的羧化效率、最大净光合速率、CO2饱和点显著下降,水分利用效率随之增大;1.6m地下水位的芦苇相对于2.7m地下水位下芦苇的最大净光合速率、光饱和点、光补偿点、暗呼吸速率分别下降19.98%、40.61%、37%、74.56%。(2)在盐胁迫下芦苇的光合参数整体低于受干旱胁迫的参数;盐胁迫下的芦苇水分利用效率大于受干旱胁迫环境。(3)与陆生环境下的芦苇相比,渍水条件下芦苇的最大净光合速率、光饱和点、光补偿点分别下降41.32%、14.56%、55.55%。研究表明,提高空气CO2供应量可降低水分利用效率从而缓解芦苇盐胁迫伤害,并且可通过调节气孔开闭程度显著增加水生芦苇最大净光合速率,这种变化是植物自身对环境因素变化的生理性反馈和适应性选择对策的结果。     

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。     

外源亚精胺对硝酸钙胁迫下小白菜生长与光合作用及其品质的影响

以小白菜品种‘寒笑’为实验材料,采用营养液栽培法,研究了80 mmol/L硝酸钙胁迫下,叶面喷施0.5mmol/L亚精胺(Spd)对小白菜生长、光合作用及其品质的影响。结果表明,(1)Ca(NO3)2胁迫显著抑制了小白菜幼苗生长,使植株的株高、根长、叶面积、根体积、干鲜重显著降低,而叶面喷施Spd可有效缓解胁迫对生长的抑制。(2)Ca(NO3)2胁迫处理植株叶绿素含量比正常营养液培养处理(对照)显著下降了54.72%,而叶面喷施Spd可以有效缓解Ca(NO3)2胁迫对光合色素含量的抑制,并且使植株类胡萝卜素含量比Ca(NO3)2胁迫处理显著提高53.33%。(3)Ca(NO3)2胁迫显著降低了小白菜幼苗光合作用效率,使植株净光合速率(Pn)比对照显著下降34.45%,而叶面喷施Spd可以有效缓解Ca(NO3)2胁迫对Pn的抑制,使植株Pn比Ca(NO3)2胁迫处理显著提高28.11%。(4)Ca(NO3)2胁迫显著降低了小白菜幼苗品质,其植株维生素C、可溶性糖、可溶性蛋白含量比对照显著降低,同期有机酸、硝酸盐含量却比对照显著升高,而叶面喷施Spd可以显著改善上述小白菜营养指标。研究认为,外源亚精胺可有效缓解Ca(NO3)2胁迫对小白菜生长和光合作用的抑制,提高Ca(NO3)2胁迫环境条件下小白菜的品质。     

CO_2浓度升高对杉木幼苗生长及其光合特性和养分含量的影响

以杉木优良无性系‘洋061’幼苗为材料,设置常规CO_2浓度400μL·L~(-1)(对照组)和CO_2加富浓度800μL·L~(-1)(处理组)两个处理,研究CO_2浓度加富对杉木幼苗生长、根系形态特征、光合生理以及养分含量的影响,以明确杉木优良无性系对CO_2浓度升高的响应特征,为杉木苗木高效培育提供理论依据。结果表明:(1)CO_2加富能显著促进杉木幼苗生物量的积累和苗高的生长,并显著促进杉木根系生长,其根长、根系表面积、根系体积和根系直径分别较对照增加14.60%、28.26%、41.98%和14.70%。(2)CO_2加富能促进杉木叶片类胡萝卜素含量显著增加,使杉木叶片净光合速率(P_n)、胞间二氧化碳浓度(C_i)和水分利用效率(WUE)分别较对照显著提高51.03%、14.13%和151.20%,并使气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)分别显著下降58.72%和44.00%。(3)CO_2加富使杉木叶片最大荧光(F_m)、可变荧光(F_v)、PSⅡ潜在光化学效率(F_v/F_o)、PSⅡ实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))和光化学淬灭系数(qP)分别较对照显著增加11.48%、11.25%、6.33%、20.38%和30.34%,且不同处理间差异显著,非光化学淬灭系数(NPQ)较对照显著下降21.90%(P0.05),但对初始荧光(F_o)和PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)无显著影响(P0.05)。(4)CO_2加富处理显著增加植株钙元素的含量,并显著降低植株磷元素的含量。研究认为,短期CO_2加富处理可通过增加光合色素含量,提高叶片净光合速率和光能利用效率,进而增强叶片光合能力,同时促进根系生长,增强植物对养分吸收的能力,最终促进杉木幼苗的生长。     

玉米、花生及其间作茬口与施磷对冬小麦光合特性及产量的影响机制

该试验在玉米单作茬口、玉米-花生间作茬口(间作茬口)、花生单作茬口共3种茬口,以及0 kg P_2O_5·hm~(-2)(P_0)和180 kg P_2O_5·hm~(-2)(P_1) 2个磷水平下,研究了间作茬口与施磷对冬小麦分蘖、叶面积指数(LAI)、干物质积累、光合特性及产量的影响机制,为玉米花生间作与小麦-玉米复种轮作提供理论依据。结果表明:(1)间作茬口较玉米茬口显著提高了冬小麦有效分蘖数、LAI、净光合速率和干物质积累量,并提高了冬小麦旗叶的SPAD值、CO_2饱和点、光饱和点及最大净光合速率(P_(nmax))、表观量子效率(AQY)、羧化效率(CE)、最大羧化速率(V_(cmax))、最大RUBP再生的电子传递速率(J_(max))和最大磷酸丙糖利用速率(V_(TPU)),且CE、V_(cmax)、V_(TPU)的增幅均达到显著水平(P0.05),有效改善了冬小麦产量构成,显著提高籽粒产量(P0.05)。(2)间作茬口较花生茬口提高了冬小麦乳熟期的P_(nmax)、AQY、CE,增加了穗粒数和粒重,提高了产量。(3)与不施磷相比,施磷180 kg P_2O_5·hm~(-2)显著促进间作茬口冬小麦生长,显著提高冬小麦旗叶的SPAD值、P_(nmax)、AQY、CE、V_(cmax)、J_(max)、V_(TPU)和籽粒产量(P0.05)。研究发现,间作茬口较玉米茬口能有效增强冬小麦旗叶表观量子效率和CO_2羧化能力,显著提高小麦花后光合能力,促进冬小麦生长,从而增加穗粒数、粒重和籽粒产量,且间作茬口结合施磷180 kg P_2O_5·hm~(-2)效果更好。     

镇江北固山湿地芦苇光合日变化的研究

用便携式L I-6400光合测定仪,在晴朗的天气,对芦苇成熟叶片净光合速率(Pn)以及光合有效辐射(Par)、气孔导度(G s)、细胞间CO2浓度(C i)、叶温(T l)、叶周围气温(T a)和蒸腾速率(T r)等影响因子进行田间测定,研究芦苇的光合日变化。结果表明:芦苇净光合速率日变化呈双峰曲线,主峰出现在10:00,次峰出现在15:00,光合“午休”现象明显,且气孔限制是产生“午休”的主要原因。净光合速率日均为20.01μm o l.m-2.s-1,蒸腾速率日均为6.15 mm o l.m-2.-s 1,光补偿点为98μm o l.m-2.-s 1,光饱和点为2 125μm o l.m-2.-s 1(自然状态下达不到),表观光量子效率为0.060 4 m o l.m o-l 1,暗呼吸速率为2.91μm o l.m-2.-s 1,CO2补偿点为53μm o l.m o-l 1,饱和点为1 368μm o l.m o-l 1,羧化效率为0.064 7。数据显示,芦苇是一种高光效阳性植物,对于其资源的合理利用及其对湿地生态系统的稳定意义重大。     

施氮对干旱区黑果枸杞光合-CO_2响应及药效成分的影响

为探明干旱区栽培黑果枸杞叶片光合-CO_2响应特征及果实药效成分对施氮量的响应,该试验设置5个不同施氮(尿素)水平处理(0、50、100、150和200 g·株~(-1)),测定各处理植株在不同CO_2浓度下叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、水分利用率(WUE)、胞间CO_2浓度(C_i)和果实中总多糖、总黄酮、花色苷、原花青素的含量,并通过直角双曲线修正模型拟合得到羧化速率(η)、最大净光合速率(P_(nmax))、光呼吸速率(R_p)、CO_2补偿点(CCP)和CO_2饱和点(CSP)等参数。结果表明:(1)适量施氮对黑果枸杞叶片η、P_(nmax)、R_p、CCP和CSP有明显的影响。当施氮量为100 g·株~(-1)时,叶片η和R_p最大、CCP最小;施氮量为100～150 g·株~(-1)时,叶片CSP最大;施氮量为150～200 g·株~(-1)时,叶片P_(nmax)最大。(2)适量施氮对黑果枸杞果实中主要药效成分含量有明显的影响。施氮量为200 g·株~(-1)时,果实总多糖含量最大;施氮量为150～200 g·株~(-1)时,总黄酮含量最大;施氮量为50～150 g·株~(-1)时,花色苷含量最大;施氮量为100～200 g·株~(-1)时原花青素含量最大。综合分析发现,干旱区栽培黑果枸杞叶片η、R_p、CCP、CSP及果实多糖和总黄酮含量以每年施氮100～150 g·株~(-1)时最佳,其叶片P_(nmax)和果实花色苷和原花青素含量以每年施氮150～200 g·株~(-1)时最佳。     

外源Ca~(2+)对高温强光胁迫下小麦叶绿体D_1蛋白磷酸化及光系统Ⅱ功能的影响

用10mmol·L-1CaCl2溶液预处理灌浆期小麦叶片,以水预处理为对照,然后将预处理植株进行高温强光(35℃,1600μmol·m-2·s-1)胁迫,测定胁迫处理过程中小麦旗叶光合电子传递速率、净光合速率、叶绿素荧光参数及D1蛋白的变化,以研究外源Ca2+对高温强光胁迫下小麦叶片类囊体膜D1蛋白磷酸化和PSⅡ功能的影响.结果表明:CaCl2溶液预处理使小麦叶片在高温强光逆境下PSⅡ反应中心发生可逆失活,有效抑制了高温强光下D1蛋白的净降解,保持了较高的D1蛋白磷酸化水平,暗恢复后PSⅡ反应中心活性迅速恢复,全链电子传递速率和PSⅡ电子传递速率恢复至对照水平,维持了较高的PSⅡ原初光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ФPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)和净光合速率(Pn).表明外源Ca2+通过调节小麦叶绿体D1蛋白的周转,促进了PSⅡ的正常运转,减轻了高温强光胁迫对叶片光合机构的损伤.     

不同BR施用方式诱导黄瓜幼苗对Ca(NO_3)_2胁迫抗性的研究

为探讨外源油菜素内酯(brassinosteroid,BR)诱导黄瓜幼苗对Ca(NO3)2胁迫抗性的效果,研究了3种外源BR施用方法(0.01mg·L-1 BR浸种、0.1mg·L-1 BR喷叶及其二者结合施用)对Ca(NO3)2胁迫(60mmol·L-1)下黄瓜幼苗生长、生理活动以及光合作用的影响。结果表明:(1)3种外源BR方法处理后,Ca(NO3)2胁迫下的黄瓜幼苗株高、茎粗、展开叶片数、叶面积、干重含水量均显著提高,同时其叶片游离脯氨酸和可溶性糖含量上升,过氧化物酶活性提高,而其丙二醛(MDA)含量趋于无Ca(NO3)2胁迫对照的水平;(2)外源BR处理还提高了Ca(NO3)2胁迫下黄瓜幼苗的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度,却抑制了Ca(NO3)2胁迫下胞间CO2浓度的升高。研究认为,适宜浓度的外源BR浸种和喷叶处理均可有效增强黄瓜幼苗渗透调节能力,降低细胞膜质过氧化伤害程度,提高抗氧化酶活性和光合效率,从而表现出对Ca(NO3)2胁迫的抗性,并以操作简便、用量极低的0.01mg·L-1 BR浸种方法效果最佳。     

外来植物南美蟛蜞菊、裂叶牵牛和五爪金龙的光合特性

对南美蟛蜞菊、裂叶牵牛和五爪金龙的光合生理特性进行研究 ,结果表明 :(1) 3种植物都具有较强的 CO2 固定能力 ,南美蟛蜞菊的净光合速率峰值达 2 2 .1μm ol/ (m2 · s) ,高于裂叶牵牛 (17.2 μmol/ (m2 · s) )和五爪金龙 (18.6 μmol/ (m2 · s) ) ;(2 ) 3种植物光合速率、蒸腾速率的日进程曲线呈“双峰”型 ,气孔导度变化规律与蒸腾速率相似 ,在中午前后均出现一定程度的下降 ;(3)暗呼吸速率曲线呈单峰型 ,在中午时出现高峰 ,暗呼吸速率大小次序为 :五爪金龙 >裂叶牵牛 >南美蟛蜞菊。(4 )南美蟛蜞菊的光饱和点为 15 31μm ol/ (m2· s) ,光补偿点为 2 0 .0 μmol/ (m2· s) ,而裂叶牵牛的光饱和点 114 6 μmol/ (m2· s) ,光补偿点39.3μmol/ (m2· s) ;五爪金龙的光饱和点 12 6 1μmol/ (m2· s) ,光补偿点 4 4 .1μm ol/ (m2· s) ,3种植物都表现为喜阳植物的特性 ,且对弱光条件的适应力也较强 ,其中尤以南美蟛蜞菊的有效光合辐射范围最广 ,光量子利用效率较高 ,具有很强忍耐强光及适应阴生环境的能力。该项研究有助于解释南美蟛蜞菊生长迅速、生产力高、竞争性强的生物学特点     

Photosynthesis and apparent affinity for dissolved inorganic carbon by cells and chloroplasts of Chlamydomonas reinhardtii grown at high and low CO2 concentrations

Chloroplasts with high rates of photosynthetic O₂ evolution (up to 120 mol O₂· (mg Chl)^-1·h^-1 compared with 130 mol O₂· (mg Chl)^-1·h^-1 of whole cells) were isolated from Chlamydomonas reinhardtii cells grown in high and low CO₂ concentrations using autolysine-digitonin treatment. At 25° C and pH=7.8, no O₂ uptake could be observed in the dark by high- and low-CO₂ adapted chloroplasts. Light saturation of photosynthetic net oxygen evolution was reached at 800 mol photons·m^-2·s^-1 for high- and low-CO₂ adapted chloroplasts, a value which was almost identical to that observed for whole cells. Dissolved inorganic carbon (DIC) saturation of photosynthesis was reached between 200–300 M for low-CO₂ adapted chloroplasts, whereas high-CO₂ adapted chloroplasts were not saturated even at 700 M DIC. The concentrations of DIC required to reach half-saturated rates of net O₂ evolution (K_m(DIC)) was 31.1 and 156 M DIC for low- and high-CO₂ adapted chloroplasts, respectively. These results demonstrate that the CO₂ concentration provided during growth influenced the photosynthetic characteristics at the whole cell as well as at the chloroplast level.Abbreviations Chl chlorophyll - DIC dissolved inorganic carbon - K_m(DIC) coneentration of dissolved inorganic carbon required for the rate of half maximal net O₂ evolution - PFR photon fluence rate - SPGM silicasol-PVP-gradient medium     

中国东部亚热带森林土壤呼吸的时空格局

土壤呼吸是陆地碳循环中仅次于全球总初级生产力的第二大碳通量途径, 揭示土壤呼吸的时空格局对整个陆地碳循环具有重要意义。该文在中国东部亚热带季风气候区, 按纬度梯度由南向北选取深圳梧桐山、杨东山十二度水保护区、宁波天童山3个区域作为研究对象, 于2009年8月至2010年10月测定了不同季节各个区域内代表性植被类型的土壤呼吸速率及地下5 cm处土壤温度, 旨在初步了解中国东部亚热带森林地区土壤呼吸的时空格局及其影响因素。结果显示: 3个区域的土壤呼吸速率均存在显著的季节变化, 其变幅为2.64-6.24 μmol CO₂·m ^-2·s^-1, 总体趋势和地下5 cm处土壤温度的季节变化一致, 均为夏季最高冬季最低; 土壤温度的变化可以解释不同样地土壤呼吸季节变化的58.3%-90.2%; 各样地全年的Q₁₀值从1.56到3.27; 通过离样地最近的气象站点的日平均气温与试验样地地下5 cm处土壤温度之间的线性正相关关系推算出日土壤温度的变化, 利用土壤呼吸速率和地下5 cm处土壤温度之间的指数关系, 估算出各样地全年的土壤CO₂通量为1 077-2 058 g C·m^-2·a^-1, 在全球所有生态系统类型中处于较高水平。     

Responses of the functional traits in Cleistogenes squarrosa to nitrogen addition and drought

植物功能性状被广泛地用于研究植物对环境变化的响应。糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)是内蒙古草原重要的C4物种,其功能性状是如何对水氮环境的变化做出响应的,还不十分清楚。该文采用盆栽实验的方法,进行氮添加(0,10.5,35.0和56.0 g·m–2·a–1)和降水(自然降水和70%平均月降水量)处理,研究糙隐子草整株性状、叶形态性状和叶生理性状对氮添加和干旱的响应。结果表明,氮添加显著影响了糙隐子草的整株性状,氮、水处理及它们的交互作用显著影响了糙隐子草的叶形态性状和叶生理性状。各功能性状对氮添加的响应格局在自然降水和干旱处理下是不同的。根深、茎生物量和茎叶比在干旱条件下低和中氮添加处理中较高,而在自然降水下无明显变化;比叶面积在干旱条件下随氮添加量的增加而增加,而在自然降水下无增加趋势;自然降水下,高氮添加显著刺激了光合速率和蒸腾速率,增加了水分利用效率,而在干旱条件下氮添加对它们没有显著影响;叶片单位面积的氮含量在自然降水下随氮添加量的增加有增加趋势,而在干旱条件下显著降低。在自然降水下,氮添加主要影响糙隐子草的叶形态和生理性状,而在干旱条件下,氮添加主要影响糙隐子草的整株性状和形态性状。总之,糙隐子草的功能性状对氮添加表现出明显的响应,响应格局在不同的水分条件下不同,反映了其对氮水环境变化的弹性适应。     

神农架海拔梯度上4种典型森林的土壤呼吸组分及其对温度的敏感性

量化森林土壤呼吸及其组分对温度的响应对准确评估未来气候变化背景下陆地生态系统的碳平衡极其重要。该文通过对神农架海拔梯度上常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、落叶阔叶林以及亚高山针叶林4种典型森林土壤呼吸的研究发现: 4种森林类型的年平均土壤呼吸速率和年平均异养呼吸速率分别为1.63、1.79、1.74、1.35 μmol CO₂·m^-2·s^-1和1.13、1.12、1.12、0.80 μmol CO₂·m^-2·s^-1。该地区的土壤呼吸及其组分呈现出明显的季节动态, 夏季最高, 冬季最低。4种森林类型中, 阔叶林的土壤呼吸显著高于针叶林, 但阔叶林之间的土壤呼吸差异不显著。土壤温度是影响土壤呼吸及其组分的主要因素, 二者呈显著的指数关系; 土壤含水量与土壤呼吸之间没有显著的相关关系。4种典型森林土壤呼吸的Q₁₀值分别为2.38、2.68、2.99和4.24, 随海拔的升高土壤呼吸对温度的敏感性增强, Q₁₀值随海拔的升高而增加。     

Quantum yields for uptake of carbon dioxide in C3 vascular plants of contrasting habitats and taxonomic groupings

The maximum quantum yields (_a,c) for CO₂ uptake in low-oxygen atmospheres were determined for 11 species of C₃ vascular plants of diverse taxa, habitat and life form using an Ulbricht-sphere leaf chamber. Comparisons were also made between tissues of varied age within species. The species examined were Psilotum nudum (L.) P. Beauv., Davallia bullata Wall. ex Hook., Cycas revoluta Thunb., Araucaria heterophylla (Salisb.) Franco, Picea abies (L.) Karst., Nerium oleander L., Ruellia humilis Nutt., Pilea microphylla (L.) Karst., Beaucarnea stricta Lem., Oplismenus hirtellus (L.) P. Beauv. and Poa annua L. Quantum yields were calculated from the initial slopes of the response of CO₂ uptake to the quantity of photons absorbed in conditions of diffuse lighting. Regression analysis of variance of the initial slopes of the response of CO₂ uptake to photon absorption failed to show any statistically significant differences between age classes within species or between the mature photosynthetic organs of different species. The constancy of _a,c was apparent despite marked variation in the light-saturated rates of CO₂ uptake within and between species. The mean _a,c was 0.093±0.003 for 11 species. By contrast, surface absorptance varied markedly between species from 0.90 to 0.60, producing proportional variation in the quantum yield calculated on an incidentlight basis. The ratio of variable to maximum fluorescence emission at 695 nm for the same tissues also failed to show any statistically significant variation between species, with a mean of 0.838±0.008. Mean values of _a,c reported here for C₃ species, in the absence of photorespiration, are higher than reported in previous surveys of vascular plants, but consistent with recent estimates of the quantum yields of O₂ evolution.Abbreviations and Symbols A rate of CO₂ uptake per unit projected area (mol · m^–2 · s^–1) - F_m the maximum fluorescence emission at 695 nm in saturating excitation light when closure of PSII reaction centres is maximal (relative units) - F_o the ground fluorescence at 695 nm when all PSII reaction centres are assumed open (relative units) - F_v the difference between F_m and F_o - J_Q rate of CO₂ uptake by the sample (nmol · s^–1) - J_Q rate of photon absorption by the sample (nmol · s^–1) - Q absorbed photon flux per unit of projected area (nmol · m^–2 · s^–1) - ₁ the light absorptance of photosynthetic organs (dimensionless) - s₁ and s'₁ the total and projected surface areas of the photosynthetic organs examined (m²) - _a,c and _i,c the quantum yields for CO₂ uptake on an absorbed- and incident-light basis, respectively (dimensionless) - _a,o the quantum yield for O₂ evolution on an absorbed-light basis (dimensionless) This work was supported by grant PI7179-BIO, FWF, Austria to H.B-N. and by a British Council travel award to S.P.L. This work was completed under the auspices of U.S. Department of Energy under Contract No. DE-AC02-76CH00016. We also thank Dr. K.J. Parkinson of PP Systems, Hitchin, UK for the loan of a prototype of a commercial integrating-sphere leaf chamber developed from our design.     

Effect of dissolved inorganic carbon on the expression of carboxysomes,localization of Rubisco and the mode of inorganic carbon transport in cells of the cyanobacterium Synechococcus UTEX 625

In the cyanobacterium Synechococcus UTEX 625, the extent of expression of carboxysomes appeared dependent on the level of inorganic carbon (CO₂+HCO _inf3 ^sup- ) in the growth medium. In cells grown under 5% CO₂ and in those bubbled with air, carboxysomes were present in low numbers (<2 · longitudinal section^-1) and were distributed in an apparently random manner throughout the centroplasm. In contrast, cells grown in standing culture and those bubbled with 30 l CO₂ · 1^-1 possessed many carboxysomes (>8 · longitudinal section^-1). Moreover, carboxysomes in these cells were usually positioned near the cell periphery, aligned along the interface between the centroplasm and the photosynthetic thylakoids. This arrangement of carboxysomes coincided with the full induction of the HCO _inf3 ^sup- transport system that is involved in concentrating inorganic carbon within the cells for subsequent use in photosynthesis. Immunolocalization studies indicate that the Calvin cycle enzyme ribulose bisphosphate carboxylase was predominantly carboxysome-localized, regardless of the inorganic carbon concentration of the growth medium, while phosphoribulokinase was confined to the thylakoid region. It is postulated that the peripheral arrangement of carboxysomes may provide for more efficient photosynthetic utilization of the internal inorganic carbon pool in cells from cultures where carbon resources are limiting.Abbreviations Chl chlorophyll - DIC dissolved inorganic carbon (CO₂+HCO _inf3 ^sup- +CO _inf3 ^sup2- ) - PRK phosphoribulokinase - RuBP ribulose 1,5-bisphosphate - Rubisco LS large subunit of ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase     

桂林小花苣苔离体快速繁殖技术

对抗结核植物桂林小花苣苔(Chiritopsis repanda var.guilinensis)进行离体培养与快速繁殖技术研究。结果表明:桂林小花苣苔叶片外植体的最适初代诱导培养基为MS+0.5mg·L-16-BA+0.05mg·L-1IBA,pH8.0;最适继代增殖培养基为MS+0.1mg·L-16-BA+0.05mg·L-1IBA,pH6.0,繁殖系数7.0/35天;最适生根培养基为1/2MS+0.2mg·L-1NAA,pH6.0,生根率为93.6%。模拟桂林小花苣苔自然生境,在春季对生根试管苗进行大棚移栽,成活率达90%。根据上述快繁技术,理论上每株试管苗每年可繁殖桂林小花苣苔种苗46万株。     

林下植被抚育对樟人工林生态系统碳储量的影响

以亚热带东部地区48年生樟(Cinnamomum camphora)人工林为研究对象, 探讨不同林下植被处理方式对植被和土壤碳储量的影响。研究结果表明: 1)林下植被抚育增加了植被的碳储量, 增幅为48.87%, 平均每年比未抚育林分增加了0.62 t·hm^-2; 2)林下植被抚育降低了土壤有机碳含量, 降低幅度介于4.79%-34.13%之间, 其中0-10 cm、10-20 cm土层比未抚育林分分别降低了10.16 g·kg^-1和8.58 g·kg^-1, 差异达到显著水平(p < 0.05); 3)林下植被抚育降低了森林土壤碳储量, 降低幅度介于1.98%-43.45%之间, 其中0-10 cm和10-20 cm土层分别降低了15.39 t·hm^-2和11.58 t·hm^-2, 差异达到极显著水平(p < 0.01)和显著水平(p < 0.05); 4)林下植被抚育降低了森林生态系统总碳储量, 降低幅度为4.27%, 但差异不显著。因此, 林下植被抚育虽有利于植被碳储量的积累, 但降低了土壤有机碳含量和储量。     

应用稀土调控藏红花胚性愈伤组织的生长与分化

为提高藏红花(Crocus sativus)胚性愈伤组织的繁殖系数与出芽率,以建立藏红花离体快繁体系,解决其资源短缺问题,采用两步法,用稀土调控其胚性愈伤组织的生长与分化。结果表明,在添加了0.25mg·L-1NAA、3mg·L-16-BA和400mg·L-1CH的B5固体培养基中,0.04mmol·L-1La3+促进胚性愈伤组织生长的效果最佳,繁殖系数为12,是不添加稀土处理组的1.48倍;在添加了0.25mg·L-1NAA、3mg·L-16-BA和400mg·L-1CH的1/2B5固体培养基中,0.06mmol·L-1Ce3+促进胚性愈伤组织分化出芽的效果最佳,出芽率高达84.5%,是不添加稀土处理组的1.81倍,且高于国外报道的出芽率(40%)。初步解决了藏红花胚性愈伤组织生长慢和出芽率低等问题,为建立高效稳定的藏红花离体快繁体系奠定了基础。     

外源水杨酸对NaCl胁迫下白榆幼苗光合作用及离子分配的影响

以1年生白榆幼苗为研究对象,设置0、0.5、1.0和2.0 mmol·L^-1水杨酸(SA)与0、50、100和150 mmol·L^-1 NaCl处理组合,考察盐胁迫下白榆幼苗生物量、光合色素含量、光合作用参数及根叶离子含量、分配、运输的情况,探讨外源SA对NaCl胁迫下白榆幼苗耐盐生理特征的影响。结果表明:(1)NaCl胁迫显著抑制了白榆幼苗的生长、光合色素含量及光合能力,并破坏了白榆体内离子平衡。(2)喷施外源SA使盐胁迫下白榆幼苗的干重和根冠比均不同程度升高,0.5和2.0 mmol·L^-1 SA不同程度提高了50和100 mmol·L^-1 NaCl处理组幼苗叶片光合色素含量。(3)0.5 mmol·L^-1 SA显著提升了50 mmol·L^-1 NaCl处理组白榆幼苗的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr),1.0和2.0 mmol·L^-1 SA对150 mmol·L^-1 NaCl处理组幼苗净光合速率改善效果较好,外源SA对100 mmol·L^-1 NaCl处理组幼苗的光合作用参数无显著影响。(4)NaCl胁迫下,外源SA处理的白榆幼苗叶和根Na^+含量及Na^+/K^+、Na^+/Ca^2+和Na^+/Mg^2+显著降低,离子选择运输系数SK,Na、SCa,Na和SMg,Na升高,从而促进了幼苗K^+、Ca^2+和Mg^2+由根向叶片的转运;隶属函数分析发现对白榆幼苗叶和根中离子含量改善效果最好的SA浓度分别为1.0和2.0 mmol·L^-1。因此,适宜浓度的外源水杨酸能够有效改善NaCl胁迫下白榆幼苗的光合能力,有效调节白榆幼苗体内离子状态,从而增强白榆对NaCl胁迫的抗性。