在盐胁迫下光抑制及其恢复进程对冬小麦光合功能的影响(英文)

研究了盐和强光双重胁迫以及在弱光下恢复对冬小麦 (TriticumaestivumL .)光合功能的影响。结果表明 ,单纯用低浓度盐 (2 0 0mmol/LNaCl)胁迫时 ,对反映PSⅡ光合功能的Fv/Fo、Fv/Fm和qP等参数没有什么影响 ,但已十分明显地抑制光合碳同化能力 ,而高盐 (4 0 0mmol/LNaCl)胁迫损伤PSⅡ功能 ,从而加剧对碳同化功能的抑制 ,说明光合作用对不同盐浓度的响应不同。研究结果还表明 ,盐胁迫能加剧强光对光合功能的损伤 ,使之受到更加严重的光抑制。在低盐浓度下 ,光抑制初期形成的QB_非还原性PSⅡ反应中心 ,在随后的光抑制进程和弱光下恢复期间 ,能有效的被用来合成有活性的PSⅡ和修复可逆性失活的PSⅡ反应中心。而高盐和强光双重胁迫使PSⅡ遭受严重破坏 ,QB_非还原性PSⅡ反应中心只有在光抑制初期可部分地用于修复可逆性失活的PSⅡ ,随着光抑制的进程 ,它们不能用于合成有活性PSⅡ和修复受严重破坏的PSⅡ ,结果导致它们的含量在弱光下恢复时继续增加     

NaCl胁迫增强杂交酸模(Rumex K-1)幼苗叶片光系统Ⅱ的耐热性

NaCl胁迫对杂交酸模幼苗光系统Ⅱ(PS Ⅱ)的最大光化学效率没有影响,但是增强了PS Ⅱ的耐热性.热胁迫条件下,与未经盐胁迫处理的叶片相比,经NaCl 200 mmol/L处理的杂交酸模幼苗叶片,其PS Ⅱ最大光化学效率下降较小,反映OEC受伤程度的指标Fk/Fj上升较小.此外,光化学猝灭系数(qP)、PS Ⅱ反应中心光能捕获效率(Fv1/Fm1)、PS Ⅱ光化学转换效率(ΦPS Ⅱ)的下降以及QB-非还原性反应PS Ⅱ反应中心的相对含量上升程度也较小.探讨了盐胁迫增强杂交酸模幼苗叶片PS Ⅱ耐热性的可能机理.     

钙对NaCl胁迫下杂交酸模(Rumex K-1)幼苗叶片光抑制的减轻作用

一定浓度范围内的外源Ca2 能够减轻NaCl胁迫下杂交酸模(Rumex K-1)叶片的光抑制程度,其中浓度为8 mmol/L时效果最强.Ca2 增加NaCl胁迫下杂交酸模叶片光化学猝灭系数(qP)、PSⅡ反应中心光能捕获效率(Fv‘/Fm‘)和PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ) ,降低QB-非还原性反应中心的相对含量.此外,Ca2 还能降低 NaCl胁迫下叶片的渗透势、增加可溶性蛋白和脯氨酸的含量,而对叶片水势无明显影响. 探讨了Ca2 减轻NaCl胁迫下杂交酸模叶片光抑制程度的可能机理.     

NaCl胁迫加重强光胁迫下超大甜椒叶片的光系统Ⅱ和光系统Ⅰ的光抑制

快速叶绿素荧光动力学可以在无损情况下探知叶片光合机构的损伤程度,快速叶绿素荧光测定和分析技术(JIP-test)将测量值转化为多种具有生物学意义的参数,因而被广泛应用于植物光合机构对环境的响应机制研究.该文研究了超大甜椒(Capsicum annuum)幼苗在强光及不同NaCl浓度胁迫下的荧光响应情况.与单纯强光胁迫相比,NaCl胁迫引起了叶绿素荧光诱导曲线的明显改变,光系统Ⅱ(PSⅡ)光抑制加重,同时PSⅡ反应中心和受体侧受到明显影响,而且高NaCl浓度胁迫下PSⅡ供体侧受伤害明显,同时PSⅠ反应中心活性(P700+)在盐胁迫下明显降低.这些结果表明,NaCl胁迫会增强强光对超大甜椒光系统的光抑制,并且浓度越高抑制越明显,但对PSⅠ的抑制作用低于PSⅡ.高NaCl浓度胁迫易对PSⅡ供体侧造成破坏,且PSⅠ光抑制严重.     

盐胁迫对鸡爪槭幼苗生长及其叶绿素荧光参数的影响

以鸡爪槭幼苗为材料,采用盆栽方法,研究了不同盐浓度[0.042%(对照)、0.2%、0.4%和0.6%]对鸡爪槭幼苗生长的伤害和叶绿素荧光参数的影响。结果显示:当土壤NaCl含量为0.2%、0.4%和0.6%时,鸡爪槭幼苗分别表现为轻度、中度和重度盐害;叶片含水量、叶绿素a和b及叶绿素总含量均随盐浓度的增加而显著下降,花色素苷含量则表现为随盐浓度的增大而显著上升,分别比对照高出48.7%、280.3%和382.7%;叶片叶绿素荧光参数PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、潜在量子效率(Fv/Fm)、光化学量子产量(Yield)、光合电子传递速率(ETR)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)均随着盐浓度的增大呈显著下降趋势,但非光化学猝灭系数(NPQ)在低盐胁迫时则较对照显著提高,0.2%NaCl处理时比对照显著增加33.3%,而高盐胁迫下则显著下降。研究表明,盐胁迫显著抑制了鸡爪槭幼苗叶片叶绿素合成和光合作用进行,而幼苗叶片在低盐胁迫下则可能通过增加PSⅡ反应中心非辐射热能量耗散来保护光合机构不受损害,从而表现出一定的耐盐胁迫能力。     

NaCl胁迫增强杂交酸模(Rumex K-1)幼苗叶片的米勒过氧化反应

200 mmol/L NaCl胁迫对杂交酸模(Rumex K-1)幼苗叶片光系统Ⅱ最大光化学效率(Fy/Fm)没有影响,但是显著降低了光合速率和气孔导度,导致细胞间隙CO2浓度和叶绿素含量增加.同时,盐胁迫引起活性氧清除关键酶超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性上升.在光合作用诱导过程中,无论是对照叶片还是盐胁迫叶片,米勒过氧化反应均维持一部分光合电子流.光合作用达到稳定状态后,盐胁迫叶片仍能够通过米勒过氧化反应维持部分光合电子流.强光下,低氧(2%)抑制米勒过氧化反应对对照叶片光抑制程度没有明显影响,而显著增加盐胁迫叶片的光抑制程度.据上述结果推测:盐胁迫下米勒过氧化反应的增强有助于消耗过剩的激发电子,从而降低强光下杂交酸模幼苗叶片的光抑制程度.     

水淹对水芹叶片结构和光系统Ⅱ光抑制的影响

通过探讨在水淹条件下水芹（Oenanthe javanica）叶片结构的变化以及出水对其光系统II功能和光抑制的影响,阐明水芹光合机构在水淹条件下及出水后死亡的可能原因。结果表明：水淹条件下新生沉水功能叶光系统Ⅱ（PSⅡ）最大光化学效率（Fv/Fm）、电子传递活性与对照叶片差异很小,但水淹使气生功能叶的Fv/Fm显著降低;植株总生物量呈负增长趋势;活体弱光条件下,沉水叶出水后2小时叶片相对含水量（RWC）和Fv/Fm无显著变化;中等光强和强光条件下其RWC和Fv/Fm迅速降低;离体条件下,5小时的中等光强对沉水叶的Fv/Fm影响不显著,在随后的弱光下能恢复到出水时的初始状态;强光能使沉水叶的Fv/Fm大幅降低,且弱光下不能恢复到出水时的初始水平;在解剖结构上,水芹沉水叶的叶片总厚度、上下表皮厚度和气孔大小都显著低于气生叶,而且沉水叶没有明显的栅栏组织分化,但是沉水叶上表皮的气孔密度显著高于气生叶。研究结果表明,水淹使水芹原气生叶PSⅡ功能迅速衰退,但对新生沉水叶片影响很小。水芹植株出水后,沉水叶片结构变化使其在光下保水能力下降,而强光导致了光合机构的光抑制和反应中心失活。田间条件下两者共同作用则加剧了对叶片光合机构的破坏,进而致使其死亡。     

NaCl胁迫增强杂交酸模（Rumex K．1）幼苗叶片的米勒过氧化反应

摘要：200mmol／LNaCl胁迫对杂交酸模(Rumex K-1)幼苗叶片光系统Ⅱ最大光化学效率(Fv／Frn)没有影响,但是显著降低了光合速率和气孔导度,导致细胞间隙CO2浓度和叶绿素含量增加。同时,盐胁迫引起活性氧清除关键酶超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性上升。在光合作用诱导过程中,无论是对照叶片还是盐胁迫叶片,米勒过氧化反应均维持一部分光合电子流。光合作用达到稳定状态后,盐胁迫叶片仍能够通过米勒过氧化反应维持部分光合电子流。强光下,低氧(2％)抑制米勒过氧化反应对对照叶片光抑制程度没有明显影响,而显著增加盐胁迫叶片的光抑制程度。据上述结果推测：盐胁迫下米勒过氧化反应的增强有助于消耗过剩的激发电子,从而降低强光下杂交酸模幼苗叶片的光抑制程度。     

外源ATP对NaCl胁迫下菜豆叶片叶绿素荧光特性的调节

盐胁迫是影响植物生长的主要逆境因子之一,外源ATP被发现可作为信号分子参与植物对逆境胁迫生理反应的调节。为了探明外源ATP在植物盐胁迫响应中的作用,以增强植物对土壤盐渍化的耐性,更好地应用于土壤盐渍化修复。该研究以菜豆( Phaseolus vulgaris)为材料,通过叶绿素荧光技术探讨了外源ATP 对菜豆叶片在NaCl胁迫下叶绿素荧光特性的变化规律。结果表明：在NaCl胁迫下,叶片光系统Ⅱ( PSⅡ)潜在最大光化学量子效率( Fv/Fm)、光适应下最大光化学效率( Fv′/Fm′)、PSⅡ光适应下实际光化学效率[ Y (Ⅱ)]、光化学荧光猝灭( qP)、电子传递速率( ETR)与对照组相比均有显著性下降,而非光化学猝灭( NPQ)和( qN)较对照组有显著性增加,这表明NaCl胁迫导致菜豆叶片光系统Ⅱ光化学效率的下降和光能耗散的增加。而外源ATP(eATP)的处理能有效缓解NaCl胁迫所造成的Fv/Fm、Fv′/Fm′、Y(Ⅱ)、qP、ETR下降和NPQ、qN的上升。该研究结果表明在NaCl胁迫下外源ATP可以有效地提高菜豆幼苗光系统Ⅱ( PSⅡ)的光化学反应效率。     

模拟干旱和盐分胁迫对沙枣幼苗PSⅡ活力的影响

通过PEG-6000和NaCl模拟实验研究了干旱和盐分胁迫对沙枣幼苗叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)活力的影响。结果显示:PEG胁迫使沙枣幼苗叶片PSⅡ在300μs时相对于FJ-Fo的可变荧光比值(Wk)升高,却降低了单位反应中心密度(RC/CSo)和最大量子产量(Fv/Fm),导致效能指数(PIABS)随水势降低而显著下降,阻碍了电子传递链中供体和受体侧的电子传递,也抑制了叶绿素的合成,从而全面抑制PSⅡ的活力;NaCl胁迫对沙枣叶片PSⅡ活力没有显著影响。比较两种处理等渗溶液下的结果发现,盐离子对沙枣叶片PSⅡ活力具有正效应,它抵消了渗透效应对沙枣叶片PSⅡ活力的抑制作用,这可能与盐离子进入叶片细胞,减轻了渗透胁迫有关。     

NaCl胁迫下交替呼吸途径对叶绿素含量及其荧光特性的影响

以菜豆幼苗作为试验材料,分析了NaCl胁迫下交替呼吸对叶绿素含量以及叶绿素荧光特性变化特征的影响,以探讨交替呼吸途径在逆境下的生理学作用以及植物在盐胁迫下光系统Ⅱ(PSⅡ)的调节作用机制。结果表明:(1)随着NaCl胁迫浓度(0、100、200、300mmol/L)的增高,菜豆幼苗叶片叶绿素含量显著下降,叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)潜在最大光化学量子效率(Fv/Fm)、光适应下最大光化学效率(Fv′/Fm′)、PSⅡ光适应下实际光化学效率[Y(Ⅱ)]和光化学荧光猝灭(qP)与对照相比均显著性下降,而非光化学猝灭(NPQ)较对照组显著增加,同时交替呼吸容量在NaCl胁迫下也显著上升。(2)与单独NaCl胁迫相比,在NaCl胁迫下施加交替呼吸的抑制剂水杨基氧肟酸(SHAM)会导致菜豆幼苗叶片叶绿素含量、Fv/Fm、Fv′/Fm′、Y(Ⅱ)和qP进一步显著下降、NPQ进一步显著增加。研究认为,NaCl胁迫导致菜豆叶片光系统Ⅱ光化学效率下降和光能耗散增加,交替呼吸途径可有效缓解NaCl胁迫下菜豆叶绿素含量的减少以及光系统Ⅱ光化学反应效率的下降。     

NaCl对小麦光合功能的伤害主要是由离子效应造成的

采用荧光动力学的方法来区分盐胁迫中的渗透因素和离子因素。用五种等渗Hogland培养液(分别含(NaCl,KCl,NaNO3,KNO3和PEG)对冬小麦处理两星期。结果,与对照相比,NaCl处理引起PSII受体侧电子库(CA/Fo)变小,PSII活性(Fv/Fo)、原初光能转化效率(Fv/Fm)、量子产量(Yield)与荧光化学猝灭系数(qP)下降,但使QB-非还原性PSII反应中心含量增加。然而,等渗的PEG处理并不产生类似的伤害。这表明渗透因素不是盐胁迫对光合作用造成伤害的主要原因。同时,KNO3处理对光合作用不产生伤害。由于NaCl和NaNO3处理均造成受体侧电子库变小,PSII活性和原初光能转化效率下降,并使QB-非还原性PSII反应中心增加,而等渗的PEG和KCl处理并不产生类似的伤害,这暗示Na+可能是盐胁迫影响光合作用的主要毒害离子。     

NaCl胁迫加重强光胁迫下超大甜椒叶片的光系统II和光系统I的光抑制

快速叶绿素荧光动力学可以在无损情况下探知叶片光合机构的损伤程度, 快速叶绿素荧光测定和分析技术(JIP-test)将测量值转化为多种具有生物学意义的参数, 因而被广泛应用于植物光合机构对环境的响应机制研究。该文研究了超大甜椒(Capsicum annuum)幼苗在强光及不同NaCl浓度胁迫下的荧光响应情况。与单纯强光胁迫相比, NaCl胁迫引起了叶绿素荧光诱导曲线的明显改变, 光系统II (PSII)光抑制加重, 同时PSII反应中心和受体侧受到明显影响, 而且高NaCl浓度胁迫下PSII供体侧受伤害明显, 同时PSI反应中心活性(P700⁺)在盐胁迫下明显降低。这些结果表明, NaCl胁迫会增强强光对超大甜椒光系统的光抑制, 并且浓度越高抑制越明显, 但对PSI的抑制作用低于PSII。高NaCl浓度胁迫易对PSII供体侧造成破坏, 且PSI光抑制严重。     

不同叶龄杂交酸模叶片光合速率及PSⅡ光化学效率诱导对NaCl胁迫的响应

通过气体交换和叶绿素荧光分析方法研究了杂交酸模(Rumex K-1)幼叶、功能叶和衰老叶的光合速率及PSⅡ光化学效率诱导对NaCl胁迫的响应特征。结果表明,老叶的光合作用对盐胁迫最为敏感,幼叶次之,功能叶对盐胁迫的抗性最强。对照植株幼叶、功能叶和老叶的光合诱导速率相差不大,幼叶和功能叶光合诱导后期受气孔限制的影响。盐胁迫后幼叶和功能叶的光合诱导推迟,出现了一个新的光合适应阶段;老叶仍有部分电子传递功能,但已丧失碳同化能力。盐胁迫后气孔导度不再是叶片光合碳同化诱导过程的限制因素,不同叶龄叶片PSⅡ光化学效率启动所需时间远远小于光合速率启动所需时间,盐胁迫对叶片的PSⅡ光化学效率诱导过程几乎没有影响。     

弱光胁迫对玉米产量及光合特性的影响

通过在玉米授粉前0～14d、授粉后1～14d、授粉后15～28d3个时期分别进行遮光处理,研究了弱光胁迫对两个玉米品种费玉3号和泰玉2号产量及光合特性的影响.结果表明:各时期弱光胁迫均使玉米产量降低,其中授粉前0～14d弱光处理的产量降幅最大,费玉3号对弱光胁迫的反应较泰玉2号敏感.弱光胁迫后籽粒灌浆高峰出现时间延迟、灌浆速率慢、积累量小;弱光胁迫开始的时间越早,籽粒达到最大灌浆速率的时间(Tmax)越晚.弱光胁迫期内,玉米Chl(a b)、Chla/b、光合速率(Pn)、光系统Ⅱ最大光化学效率(Fv/Fm)和光系统Ⅱ实际光化学效率(ФPSⅡ)显著下降,Chlb相对含量提高,胞间二氧化碳浓度(Ci)和非光化学淬灭系数(NPQ)则显著上升;胁迫结束后,玉米Chl(a b)、Chla/b、Pn、Fv/Fm、ФPSⅡ、Ci和NPQ逐渐恢复接近自然光照条件(CK)水平,而Chlb相对含量下降.表明非气孔因素是弱光胁迫下玉米光合速率降低的原因之一.     

外源亚精胺对盐胁迫下黄瓜幼苗光合作用的影响

采用营养液栽培,研究了外源亚精胺对50mmol·L-1NaCl胁迫下黄瓜幼苗植株生长、叶片叶绿素含量、光合气体交换参数和叶绿素荧光参数(PSⅡ光化学效率)的影响。结果表明:NaCl胁迫显著降低了黄瓜植株生长量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)(P<0.05),但对PSⅡ实际光化学效率(ФPSⅡ)、光化学淬灭(qP)、有效光化学效率(Fv′/Fm′)、非光化学淬灭(qN)和PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)无显著影响(P>0.05);外源亚精胺显著提高了盐胁迫下黄瓜植株生长量、叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度,增加了ФPSⅡ、qP、Fv′/Fm′,降低了qN(P<0.05);外源亚精胺对Fv/Fm影响不显著(P>0.05)。外源施加亚精胺可增强盐胁迫下黄瓜植株的光合能力,主要是由于减弱了盐胁迫对植株的气孔限制,但对PSⅡ实际光化学效率影响较小,且叶面喷施比根施处理对改善盐胁迫下植株的生长和光合作用更有效。     

草莓叶片光合作用对强光的响应及其机理研究

用便携式调制叶绿素荧光仪和光合仪研究了强光下草莓叶片荧光参数及表观量子效率的变化.结果表明,Fm、Fv/Fm、PSⅡ无活性反应中心数量和Q_A的还原速率在强光下降低,在暗恢复时升高;而PSⅡ反应中心非还原性Q_B的比例在强光下增加,在暗恢复时降低.上述荧光参数的变化幅度均以强光胁迫或暗恢复的前10 min最大.强光下Φ_PSII、ETR和qP先升高后降低,但qN先大幅度降低,然后小幅回升.强光处理4 h后,丰香和宝交早生的表观量子效率(AQY)分别降低了20.9%和37.5%;qE(能量依赖的非光化学猝灭)为NPQ(非光化学猝灭)的最主要成分.强光胁迫下丰香的Fo、Fm、Fv/Fm、Φ_PSII、ETR和AQY的变化幅度均明显比宝交早生小.DTT处理后,草莓叶片的Fm和Fv/Fm明显降低,Fo显著升高.可以认为,依赖叶黄素循环和类囊体膜质子梯度两种非辐射能量耗散在草莓叶片防御光损伤方面起着重要作用,丰香的光合机构比宝交早生更耐强光.     

超高产杂交稻在强光胁迫及其恢复进程中的PSⅡ活性和叶黄素循环

研究了两系超高产杂交稻(Oryza sativa L.)"两优培九"和"华安3号"以及多年来大面积推广的三系杂交稻"汕优63"剑叶的PSⅡ活性和叶黄素循环对强光胁迫及其恢复进程的响应.结果表明,在2 000 μmol photons*m-2*s-1的强光胁迫下,3个杂交稻的PSⅡ光化学最大效率(Fv/Fm)、开放的PSⅡ反应中心捕获激发能效率(Fv′/Fm′)和PSⅡ的实际光化学转能效率(ΦPSⅡ)都随着光抑制进程而下降,其中以"汕优63"下降的幅度最大.光抑制过程中,杂交稻叶黄素循环的紫黄素(V)组分迅速下降,与此同时,脱环氧化组分环氧玉米黄素(A)和玉米黄素(Z)迅速积累,而超高产杂交稻"两优培九"和"华安3号"的A和Z的积累速度大大高于"汕优63".伴随A和Z的快速积累,它们的叶黄素循环的脱环氧化状态(DES)迅速上升,并在半小时左右基本达到最大值,其中"两优培九"和"华安3号"DES的上升速率仍然较"汕优63"高.光抑制处理结束后,转移到弱光(70 μmol photons*m-2*s-1)条件下恢复过程中,两个超高产杂交稻的Fv/Fm、Fv′/Fm′和ΦPSⅡ的恢复速率和恢复水平都高于"汕优63".同时,它们的叶黄素循环组分V、A、Z以及DES都逐渐恢复,但"两优培九"和"华安3号"的恢复速率和恢复水平仍然要优于"汕优63".以上结果说明,超高产杂交稻"两优培九"和"华安3号"较对照品种"汕优63"具有更强的抗光抑制及光保护能力,同时在光抑制结束后又能够更迅速地恢复光合功能,较强的抗光抑制能力和较高的恢复能力可能是超高产杂交稻高产的重要生理基础之一.     

高、低温胁迫对牡丹叶片PSⅡ功能和生理特性的影响

以牡丹‘肉芙蓉’离体叶片为试材,以25 ℃为对照,研究了强光(1400 μmol·m-2·s-1)下高温(40℃)和低温(15℃)处理对牡丹叶片PSⅡ光化学活性和生理特性的影响.结果表明:随处理时间的延长,各处理叶片的PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光量子效率(φPsⅡ)和光下开放的PSⅡ反应中心激发能捕获效率(Fv’/Fm’)均持续降低.暗恢复4h后,对照和15℃处理叶片的Fv/Fm基本上完全恢复,而40℃处理叶片仅恢复到处理前的75.5％,即使15 h后也不能完全恢复;强光下40℃处理使PSⅠ和PSⅡ间的激发能分配严重偏离平衡状态.强光下40 ℃处理抑制了超氧化物歧化酶活性,加剧了O2、H2O2、丙二醛的产生,导致叶绿素和可溶性蛋白含量不断下降.说明强光下40℃高温胁迫对牡丹叶片光合机构造成了不可逆的破坏,而15℃低温处理对其光合机构的影响相对较弱.     

水稻光合日变化及光抑制的叶绿素荧光

研究了光敏核不育水稻(Oryza sativa L.)农垦58S(NK58S)的光合日变化和光抑制.06:00～09:00,NK58S的光抑制不明显,此时的光合功能下调以叶黄素循环为主;10:00～12:00,耗散比能流(DIo/RC)及光反应中心关闭净速率(dV/dto)增加,受体侧电子传递受阻(ψo下降),活性反应中心密度(Do)降低,NK58S光抑制加剧,PSⅡ反应中心发生失活.荧光暗弛豫分析与抑制剂处理结果表明,状态转换、叶黄素循环和PSⅡ反应中心失活均能有效保护NK58S免遭强光损伤.叶黄素循环相对于反应中心失活,前者是NK58S对强光胁迫的快速反应,在光强相对较弱时发挥主要作用,而后者在叶黄素循环达到饱和时对保护剩余活性反应中心起主要作用.