不同生育期降低光强对烟草生长发育和品质的影响

2004-2005年在烤烟生长发育的不同时期进行遮荫降低光照强度的盆栽试验,研究了不同生育期降低光强对烤烟生长发育和品质的影响.结果表明:遮荫条件下烟株干物质积累下降,叶片组织变薄,色素含量升高,落黄成熟时间延长;转化酶活性降低,但遮荫解除后又开始升高;叶片烤后烟叶含梗率增加,叶片厚度和比叶质量降低,烟碱、总氮、钾和氯含量增加,总糖和还原糖含量降低,中性致香成分含量增加.不同时期遮荫的影响为成熟期＞旺长期＞伸根期＞对照.     

遮光对刺梨果实和叶片中维生素C与糖含量以及相关酶活性的影响

为探究光照强度减弱对不同发育期的刺梨(Rosa roxburghii Tratt.)果实和叶片中维生素C与糖含量及相关酶活性的影响,以‘贵农5号’刺梨扦插苗为材料,采用遮阳网设置光强减弱20%、40%、60%的3个遮光处理,以自然光照强度为对照(CK),分析不同光照强度条件下刺梨果实和叶片中维生素C含量及相关酶活性以及糖含量的变化。结果表明：(1)光照强度减弱后,不同发育期的刺梨果实和叶片中维生素C含量均显著降低,对照及3个处理间的果实维生素C含量的差异在快速膨大期均达到显著水平。(2)随着光照强度的减弱,刺梨果实和叶片中L 半乳糖 1,4 内酯脱氢酶(GalLDH)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性均降低,而抗坏血酸氧化酶(AAO)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性均增强,尤其是果实中MDHAR活性在快速膨大期迅速大幅增强。(3)刺梨果实和叶片中可溶性糖、蔗糖、葡萄糖、果糖含量随光照强度减弱而降低,但果实中葡萄糖含量在快速膨大期增加尤为迅速。(4)果实中维生素C含量与叶片中蔗糖、葡萄糖含量在不同发育期均呈极显著正相关关系,快速膨大期果实中GalLDH、MDHAR活性与维生素C含量呈极显著正相关关系且相关系数均达到最大值,而其APX活性与维生素C含量呈极显著负相关关系且相关系数达到最大值。研究认为,光照强度通过调控刺梨果实中维生素C合成及相关代谢关键酶的活性与叶片中光合产物的含量最终影响果实中维生素C的积累量;弱光环境不利于刺梨果实和叶片中维生素C及糖的积累,其影响在果实快速膨大期尤为明显;良好的光照是保证刺梨果实优良品质的基本条件。     

二年生三七农艺和质量性状对环境光强的响应特征

为探究光照强度对二年生三七(Panax notoginseng)农艺性状和质量性状的影响,采用人工遮荫的方法,对三七植株的农艺性状、解剖结构、生物量和皂苷含量进行研究。结果表明,三七生物量积累以透光率为13.5%时最大;三七总皂苷含量在透光率9.2%时最高,透光率为13.5%时单株皂苷含量较大。当透光率降低,三七的叶片和茎部生物量增加;透光率增加时,三七通过增加叶片上表皮厚度、海绵组织厚度、栅栏组织厚度和叶片厚度来减少光捕获。因此,在透光率为9.2%~13.5%时对三七的生长、生物量及皂苷的积累有促进作用。     

增施控释复合肥对烤烟叶片生理特性和氮、磷、钾含量的影响

采用盆栽试验,研究了施用控释复合肥对烤烟叶片生理特性和氮、磷、钾含量的影响。结果表明:增加控释复合肥的用量能显著提高烤烟叶片生育期的叶绿素、类胡萝卜素(团棵-打顶期)、抗坏血酸(ASA)含量(旺长-成熟期)、超氧化物歧化酶(SOD)活性(团棵-打顶期)和过氧化物酶(POD)活性(旺长-成熟期),同时,烤烟叶片氮、磷、钾含量也呈现上升趋势;相反,增施控释复合肥显著降低了烤烟叶片类胡萝卜素(成熟期)、丙二醛(MDA)、抗坏血酸(团棵期)、谷胱甘肽(GSH)含量(团棵-旺长期)和超氧阴离子自由基(O2·-)产生速率;增施控释复合肥不仅能提高烤烟的抗氧化能力,还能促进对氮、磷、钾营养元素的积累。     

盆栽桐花树对不同遮光度的生理生态响应

盆栽红树植物桐花树(Aegiceras corniculatum)1年生幼苗,研究了在浇灌淡水和人工海水2种情况下不同遮光度(透光率25%、45%和100%)处理对盆栽桐花树生理生态的影响.结果表明,处理360 d后,在相同盐度处理下植株的茎高年增量随光照强度减弱而增大,3种光照强度处理之间差异极显著,而茎径年增量则与茎高年增量相反.平均每株分枝数、叶片数、叶面积和叶片厚度存在显著差异.在相同盐度处理下,光照强度25%和45%处理的植株叶片叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量无显著差异,但均显著高于100%光照强度,而6种处理植株叶片叶绿素a/b比值没有显著差异.在相同盐度处理下,随着光照强度的降低,净光合速率、可溶性糖含量、硝酸还原酶(NR)活性和根系活力均呈下降趋势,且不同光照强度处理间存在极显著差异.在同一光照强度下,淡水组的可溶性糖含量、NR活性和根系活力均比人工海水组低.试验表明,遮光对盆栽桐花树的生理生态有显著影响.     

自然越冬期间茶树叶片生理生化指标和解剖结构的变化

为探讨自然越冬条件下茶树〔Camellia sinensis(Linn.)O.Ktze.〕叶片的生理生化指标和解剖结构变化,以种植于南京的茶树品种'龙井长叶'('Longjingchangye')的10年生植株为研究对象,对自然越冬期间(2012年11月15日至2013年3月31日)其叶片的叶绿素、可溶性蛋白质、可溶性糖、游离脯氨酸和丙二醛(MDA)含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性,以及上表皮、下表皮、栅栏组织和海绵组织厚度及上表皮厚度与海绵组织厚度的比值进行了比较分析.结果表明:自然越冬期间,叶片的叶绿素含量随时间推移呈现先降低后升高的变化趋势,而叶片的可溶性蛋白质、可溶性糖、游离脯氨酸和MDA含量以及SOD、CAT和POD活性则总体上呈现先升高后降低的变化趋势,并且均在2013年1月15日达到其各自的最低值或最高值.与入冬前相比,越冬后叶片的叶绿素和可溶性糖含量显著降低,MDA含量略降低,可溶性蛋白质含量显著升高,游离脯氨酸含量及SOD、CAT和POD活性均略升高.自然越冬期间,叶片的上表皮、下表皮、栅栏组织和海绵组织厚度随时间推移总体上呈现先降低后升高的变化趋势,上表皮和栅栏组织厚度在2013年2月15日达到最低值,而下表皮和海绵组织厚度则在2013年1月30日达到最低值;上表皮厚度与海绵组织厚度的比值呈波动变化趋势.与入冬前相比,入冬后叶片的上表皮、下表皮、栅栏组织和海绵组织厚度均显著降低,而上表皮厚度与海绵组织厚度的比值略降低.研究结果显示:自然越冬条件下,茶树具有一定的耐寒能力,为了减轻低温对其机体的伤害可通过增加可溶性蛋白质、可溶性糖和游离脯氨酸合成及提高相关抗氧化酶活性来调解越冬期间的代谢平衡.     

光照强度对曼陀罗和紫花曼陀罗生长发育的影响

以曼陀罗(Datura stramonium)及其变种紫花曼陀罗(Datura stramonium var. tatual)为研究材料, 采用光照培养箱对盆栽苗进行5个光照强度的处理, 研究其生长发育、叶片解剖结构、叶片及茎色素含量对不同光照强度的响应。结果表明: (1)在试验设置的光照强度范围内, 增强光照强度有利于曼陀罗和紫花曼陀罗的发育及茎、叶生物量的积累; 13 000和18 000 lx两个光照强度下两供试曼陀罗长势最好; 同等光照强度下紫花曼陀罗的株高、基茎粗、叶片数目、茎叶生物量大于曼陀罗, 但差异性不显著。(2)两供试曼陀罗叶片厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度及气孔密度、气孔指数均随着试验光照强度的增强而增加; 紫花曼陀罗气孔密度及气孔指数明显高于曼陀罗。(3)两供试曼陀罗叶片中叶绿素含量均随试验设置光照强度的增强呈先升后降的趋势; 随试验设置光照强度的增强, 两供试曼陀罗茎中叶绿素a、b及类胡萝卜素含量变化趋势不一致; 茎中花色素苷、类黄酮及总酚含量的变化情况是: 两供试曼陀罗均与光照强度呈正相关, 但紫花曼陀罗比曼陀罗含量高, 这也是紫花曼陀罗花、茎等器官呈紫色的物质基础, 加上气孔密度和气孔指数较大等特性, 使紫花曼陀罗较曼陀罗适应性更强。     

海滨滨麦叶片和根对不同厚度沙埋的生理响应差异分析

以烟台海岸抗风沙植物滨麦为研究材料,通过对不同厚度沙埋下其叶片和根部抗氧化酶活力(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT))、丙二醛(MDA)含量和渗透调节物含量变化的分析,探讨了叶片和根部对沙埋生理响应的差异。试验按滨麦成株株高(约40 cm)对其进行了轻度沙埋(在株高1/4处)、中度沙埋(2/4处)和重度沙埋(3/4处)。在沙埋第6天,分别测定了不同厚度沙埋处理下,植株各段叶片和根抗氧化酶活力、MDA和渗透调节物含量。结果表明,轻度和中度沙埋均加速植株生长。与对照相比,经轻度、中度沙埋处理6 d,叶片平均MDA含量增加,在重度沙埋下降低。不同厚度沙埋6 d,叶片平均SOD活力和脯氨酸含量增加,而CAT活力、可溶性糖和可溶性蛋白质含量下降。但不同厚度沙埋均使沙上叶片MDA、脯氨酸、可溶性蛋白质含量和SOD和CAT活力增加,尤其是叶片顶部增加最为明显,使沙下叶片MDA、可溶性糖、可溶性蛋白质含量和CAT活力下降,导致同株沙上和沙下叶片MDA、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质含量和SOD和CAT活力差异显著(P0.05)。与叶片相比,根中MDA、可溶性蛋白质含量和SOD和CAT活力较低,而POD活力和可溶性糖含量较高并与叶片差异显著(P0.05)。不同厚度沙埋6 d,滨麦根中MDA和可溶性蛋白质含量变化较小,可溶性糖含量和CAT、POD、SOD活力略有降低。研究表明,滨麦根和叶片对不同厚度沙埋的生理响应不同。沙埋直接作用于叶片并诱发叶内氧自由基积累,但叶片通过快速激活的抗氧化酶保护系统(CAT、SOD)维持氧自由基代谢平衡,以及渗透调节物(脯氨酸、可溶性糖)的积累维护细胞水分代谢平衡,并满足能量的需求和快速生长。但在不同厚度沙埋下,由于根系不受沙埋直接影响而生理变化较小,并且还维持较低的膜脂过氧化水平,这可能是根能维持正常的吸水输水功能并在沙埋处理过程中和沙埋后地上叶片快速生长摆脱沙埋的重要物质基础。     

光照强度对烤烟光合特性及其生长和品质的影响

以NC89烟草品种为材料,用白纱布遮荫研究了100%、80%、50%和20%全光照处理对烤烟生长发育、光合特性及化学成分的影响.结果表明:(1)随光照强度的减弱,植株茎杆变细,叶片的长宽比增加,叶片数减少,出叶速度变慢,干物质重逐渐减少,并以80%的全光照条件下的株高、叶面积最大.(2)净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、叶绿素a/b值均随光照减弱而逐渐下降,胞间CO2浓度(Ci)、叶绿素含量逐渐升高;叶绿素荧光参数Fm、ФPSⅡ、Fv/Fm、QP值逐渐增加.(3)烟碱、淀粉、还原糖、水溶性总糖、总酚含量随光照减弱而降低,而总氮和钾含量升高.综合分析各项测定指标发现,在大于或等于80%全光照(光照强度为770~1 125μmol?m-2?s-1)条件下,烤烟的生长指标变化不大,品质指标符合不同卷烟工业需要,适合优质烟叶的生产.     

显脉金花茶对不同光照强度的适应性研究

以显脉金花茶Camellia euphlebia二年生扦插苗为材料,研究不同光照强度(10%、20%、40%、全光照)下其叶片叶绿素含量、保护酶(SOD和POD)活性、可溶性蛋白、可溶性糖、丙二醛(MDA)含量、营养元素含量(氮、磷、钾)以及苗木的生长量。结果表明,随着光照强度的增强,叶片叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量持续下降,不同光照强度下叶片叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量存在差异,而叶绿素a/b的差异不显著。叶片SOD活性随光照强度增加而逐步上升,全光照处理的SOD活性显著高于10%和20%光照处理(P0.05);40%光照条件下的叶片POD活性与全光照和20%光照处理无显著差异,但显著高于10%光照处理(P0.05)。全光照条件下叶片MDA含量显著高于其他光照处理(P0.05)。营养元素方面,全光照处理的氮含量显著高于20%和40%光照处理(P0.05);不同光照处理的叶片磷含量差异显著(P0.05),而钾含量无显著差异。不同光照处理间叶片的可溶性蛋白含量存在显著差异(P0.05),可溶性糖含量差异不显著。显脉金花茶在20%光照强度下有较高的苗高和地径生长量。综合分析,显脉金花茶扦插苗在20%光照强度下生长较佳。     

光强对烟草幼苗形态和生理指标的影响

通过白纱布遮荫模拟不同光生境条件(透光率分别为100%、68.2%、35.4%和16.7%),研究了光强因子对烟草幼苗形态和生理指标的影响.结果表明:随相对光强的减弱,幼苗高度增加,茎粗、干鲜比、叶片厚度和单位叶面积质量均呈降低趋势,幼苗干物质积累减少,但其对叶数的影响不大.弱光条件下,叶片自由水、叶绿素、总氮和蛋白质含量增加,束缚水含量降低,叶绿素a/b值减小,转化酶活性降低;烟草幼苗根系相对不发达,根冠比和根生物量减小,根系活力降低.表明弱光条件不利于培育烟草壮苗,生产中应尽可能改善苗床的光照条件.     

长期弱光对苦草幼苗生长发育的影响

用遮光法研究弱光(5%、1%、0.5%、0.1%全光照)对苦草幼苗生长发育的影响,统计了苦草的生物学参数,测定了叶片叶绿素荧光参数。结果表明:1)0.1%组无新株萌发,随着实验时间的延长其余组新株萌发逐渐被抑制。2)随着实验时间增加和光照强度降低,老株叶片形成受到的抑制程度呈增大趋势;前20d时新株叶片形成未被抑制,但随着实验时间延长显著被抑制。3)老株、新株的叶宽均受到显著抑制。4)老株叶片的伸长显著被抑制,且随着光强降低叶片伸长的幅度呈显著降低趋势;前20天时新株叶长被促进,随着实验时间延长叶片伸长显著被抑制。5)随实验天数的增加,老株叶片光化学最大量子产量(Fv/Fm)呈显著降低趋势,第80天时相对电子传递速率(rETR)和非光化学淬灭(NPQ)显著降低。6)新、老植株根、茎、叶的鲜重均显著低于对照,且随着光照强度降低老株的茎重/株重和根重/株重呈增加趋势,而叶重/株重呈显著的降低趋势。第80天时苦草植株仍具有一定的光合能力,地下茎的生物量比例较高,因此,≤1%全光照下苦草植株具有较强的耐受能力。     

日光温室光温因子对黄瓜叶绿体超微结构及其功能的影响

在日光温室内,研究了光温因子对黄瓜叶绿体超微结构及其功能的影响．结果表明,因季节之间光、温条件不同,日光温室黄瓜叶片显微结构和叶绿体超微结构有一定差异,1月份光照弱叶肉细胞较大,而5月份光照强叶绿体数较多．在该试验条件下,未发现叶片光合速率与叶绿体超微结构之间有直接或密切的相关性．在各生长季节其光合速率均为第4叶>初展叶>基部叶,与叶龄及各叶位的受光量有关．如果将不同叶位叶放在相同的光照下,则差异明显减少．黄瓜叶片的叶肉细胞、叶绿体和淀粉粒的大小以及叶绿体数、基粒数、基粒厚度、基粒片层数都随叶位的下降而呈增加趋势。不同品种、同品种不同生长时期的叶片显微结构和叶绿体超微结构及其功能也有一定的差异．限制日光温室冬季黄瓜光合作用的主要因素是光照弱、有效光照时数少,而在晴天温度的限制作用相对较小。阴天因光照弱而导致的室内低温则是限制黄瓜生长的关键因素．     

光强对喜树幼苗叶片次生代谢产物喜树碱的影响

喜树碱是我国特有树种——喜树中所含的重要次生代谢产物 ,在人工控制条件下观察了光强对喜树幼苗叶片喜树碱含量的影响。喜树幼苗叶片的喜树碱含量随着遮荫程度的增加 (光照强度降低 )而增加 ,但严重遮荫的 (光强为全光照的 2 0 % )在处理后期 (75 d)喜树碱含量降低。叶片的喜树碱产量 (喜树碱含量与叶片生物量乘积 )在处理初期 (30 d)随光强减弱而缓慢地略有增加 ,处理后期 (45 d以后 )随光强的减弱而有明显增加 ,但光强低于全光照的 6 0 %以后喜树碱产量迅速下降。喜树碱的增加可能是喜树幼苗通过次生代谢过程对不良环境 (遮荫 )的一种适应性反应     

RESPONSE OF LEAF ANATOMY AND PHOTOSYNTHETIC CAPACITY IN ALOCASIA MACRORRHIZA (ARACEAE) TO A TRANSFER FROM LOW TO HIGH LIGHT

Alocasia macrorrhiza plants were grown in 1% and 20% full sunlight, and their leaf anatomical and physiological parameters were measured. Total leaf thickness was 41% greater and mesophyll thickness was 52% greater in high-light leaves than in low-light leaves. This increase in thickness resulted from both increased cell size and number. Maximum leaf photosynthetic capacity was also 66% greater in high- than in low-light leaves. When low-light plants were transferred to high light, the thickness of mature leaves did not increase but the thickness of the first leaf to expand after the transfer was significantly greater than that of the low-light leaves. Thus, only leaves that were still expanding at the time of transfer developed leaf thickness greater than plants remaining in low light. Fully mature leaves showed no change in photosynthetic capacity in response to transfer. Leaves that had just completed expansion at the time of low- to high-light transfer were able to develop slightly higher maximum photosynthetic capacities than older leaves. However, full photosynthetic acclimation to the new light environment did not occur until the second new leaf expanded after transfer. These results are discussed in relation to the timing and mechanisms of whole plant acclimation to increased light.     

毛白杜鹃‘紫萼’的光适应性及最适光强的研究

从形态、生理角度研究了杭州园林中应用最广泛的杜鹃‘紫萼’(Rhododendron mucronatum cv Plenum)的光适应性和最适光强生境。结果表明:随着叶片遮荫程度的增加,杜鹃的叶面积和叶绿素含量增加;光补偿点、光饱和点及暗呼吸强度下降,说明杜鹃对弱光生境有一定的适应性。另一方面,随着相对光强的增加,叶片厚度,比叶重以及栅栏组织、海绵组织厚度及其比值,可溶性蛋白质及净光合速率增加,表现出对阳生生境更好的适应性。在生境65％全光照时,植株在形态,解剖及生理上均处于最佳状态。因此,65％全光照的生境是毛鹃‘紫萼’的最佳光生境。     

Photosynthetic acclimation of Tradescantia albiflora to growth irradiance: morphological, ultrastructural and growth responses

Tradescantia albiflora (Kunth), a trailing ground species naturally occurring in deep shade in rainforests, has an unusual photosynthetic acclimation profile for growth irradiance. Although capable of increasing its capacity for electron transport, photophosphorylation and carbon fixation when grown in full sunlight, Tradescantia has constant chlorophyll alb ratios, photosystem reaction centre stoichiometry and pigment-protein composition at all growth irradiances (Chow et al. 1991. Physiol. Plant. 81: 175–182). To gain an insight into the compensatory strategies which allow Tradescantia to grow in both high and low lights, plants were grown under shade cloth (100 to 1.4% relative growth irradiance) and leaf and chloroplast attributes were compared. While shade Tradescantia chloroplasts had three times more chlorophyll per chloroplast and twice the length of thylakoid membranes compared to plants grown in full sunlight, the ratios of appressed to nonappressed thylakoid membranes were constant. The average net surface charge density of destacked thylakoids was the same for plants grown at moderate and low-irradiance, consistent with their similar stacking profiles. Tradescantia plants grown in direct sunlight had 10-times more fresh and dry weight per plant compared to plants grown in shade, despite a lower photosynthetic capacity on a leaf area basis with partial photoinhibition. We conclude that having a light-harvesting apparatus permanently locked into the "shade-plant mode " does not necessarily prevent a plant from thriving in high light. Analyses of leaf growth at different irradiances provide a partial explanation of the manner in which Tradescantia compensates for very low photosynthetic capacity per unit leaf in sunlight.     

基于辐热积法模拟烤烟叶面积与烟叶干物质产量

烟叶叶面积增长与干物质累积是烤烟产量形成的主要部分,对品质的形成也有影响。本研究根据气温和光照对烤烟叶片生长和干物质累积的影响,基于辐热积理论建立了适用于不同烟区的烤烟叶面积模型和干物质累积模型,分别使用独立的试验数据建模及对模型进行检验,再通过多年次烟叶干重试验数据对模型进行检验。结果表明,与传统的预测方法相比,用辐热积模型获得的叶面积模拟值与实测值间1:1线的决定系数（R2）和RMSE值为0.9634和0.1653 m2/株,预测精度比SLA法和GDD法分别提高了93%和82%。模型对叶干重模拟的RMSE值为27.1 g/m2,用历年玉溪试验数据检验的RE值为24.5%,说明模型的拟合度和可靠性较好。本研究所建立的模型能够利用气温、日照等常规气象观测数据,动态预测烤烟叶面积增长和干物质累积,且模型参数少,符合度好,实用性强,可以为烤烟生产中的产量预测提供理论依据和决策支持。     

Growth, soluble carbohydrates, and aloin concentration of Aloe vera plants exposed to three irradiance levels

Research was conducted on Aloe vera, a traditional medicinal plant, to investigate the effects of light on growth, carbon allocation, and the concentrations of organic solutes, including soluble carbohydrates and aloin. The plants were vegetatively propagated and grown under three irradiances: full sunlight, partial (30% full sunlight), and deep shade (10% full sunlight) for 12-18 months. After 1 year of growth, five plants from each treatment were harvested to determine total above- and below ground dry mass. Four plants from the full sunlight and the partial shade treatments were harvested after 18 months to assess the soluble carbohydrate, organic acid and aloin concentrations of the clear parenchyma gel and the yellow leaf exudate, separately. Plants grown under full sunlight produced more numerous and larger axillary shoots, resulting in twice the total dry mass than those grown under partial shade. The dry mass of the plants grown under deep shade was 8.6% that of plants grown under full sunlight. Partial shade increased the number and length of leaves produced on the primary shoot, but leaf dry mass was still reduced to 66% of that in full sunlight. In contrast, partial and deep shade reduced root dry mass to 28 and 13%, respectively, of that under full sunlight, indicating that carbon allocation to roots was restricted under low light conditions. When plants were sampled 6 months later, there were only minor treatment effects on the concentration of soluble carbohydrates and aloin in the leaf exudate and gel. Soluble carbohydrate concentrations were greater in the gel than in the exudate, with glucose the most abundant soluble carbohydrate. Aloin was present only in the leaf exudate and higher irradiance did not induce a higher concentration. Limitation in light availability primarily affected total dry mass production and allocation, without substantial effects on either primary or secondary carbon metabolites.