CO2浓度升高对苦草(Vallisneria natans)叶绿素荧光特性的影响

为了探究大气CO₂升高对沉水植物光合生理的影响,利用便携式植物效率分析仪（Handy PEA）,在无损的情况下测定不同CO₂浓度处理下的苦草（Vallisneria natans）叶绿素荧光诱导曲线,并采用JIP-test分析方法分析数据,研究CO₂浓度对苦草叶片叶绿素荧光特性的影响。结果表明在实验进行60 d后,与对照相比,高CO₂浓度处理下的苦草叶片PSⅡ反应中心受体侧荧光参数V_j、M_o显著升高,S_m、ψ_o、φ_Eo显著降低,叶片电子传递能力减弱;K相相对可变荧光W_k显著提高,PSⅡ反应中心供体侧放氧复合体OEC受到伤害;ABS/RC、DI_o/RC、TR_o/RC、DI_o/CS_o显著升高,ET_o/RC、RE_o/RC、ET_o/CS_o、RE_o/CS_o显著降低,苦草叶片用于热耗散的能量显著增加,导致用于电子传递及传递到电子链末端的能量显著减少;性能参数F_v/F_m、PI_abs显著降低,苦草叶片PSⅡ潜在活性和光合作用原初反应过程受到抑制。以上结果表明,在长期高CO₂浓度处理下,苦草叶片光合机构功能受到抑制,PSⅡ反应中心活性降低,光合功能下调,发生光适应现象。     

磷和CO2浓度变化对苦草光合生理的影响

为了阐明CO₂浓度和水环境要素变化对沉水植物生长的影响, 采用室外模拟的方法, 研究了不同磷和CO₂浓度条件下苦草叶片(Vallisneria natans)光合生理特征。实验结果表明, 当水体磷浓度处于较高水平时, 苦草叶片荧光参数V_j、M_o降低, 参数ABS/CS_o、DI_o/CS_o、TR_o/CS_o、RC/CS、P_ET显著升高, 其他荧光参数则无显著变化; 高浓度的CO₂在显著降低苦草叶片V_j、ABS/RC、DI_o/RC、ABS/CS_o、DI_o/CS_o的同时, 也显著提高了苦草叶片ψ_o、φ_Eo、ET_o/RC、PI_ABS、F_v/F_m、P_TR、P_ET的参数值, 而对其他荧光参数无显著影响; 在磷与CO₂交互作用方面, 磷与CO₂在V_j、M_o、ψ_o、TR_o/CS_o、RC/CS和P_ET处存在显著的交互作用, 其他荧光参数不显著。可见, 磷或CO₂浓度变化均能显著影响苦草叶片光合生理状态, 高浓度的CO₂可有效改善苦草叶片PSⅡ反应中心光化学性能、电子传递能力及单位有活性反应中心能量的分配, 从而提高苦草叶片的光合能力; 高浓度的磷可在一定程度上改善苦草叶片PSⅡ受、供体状态及电子传递性能。此外, 磷和CO₂存在交互作用, 协同影响苦草叶片的光合能力。     

塔克拉玛干沙漠南缘9种禾本科牧草光系统Ⅱ特性

以新疆塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲边缘广泛种植的中间偃麦草、新燕麦、无芒雀麦、老芒麦、天山赖草、披碱草、矮生高羊茅、冰草和碱茅等9种牧草为试验对象,测定暗适应20 min后牧草叶片的快速叶绿素荧光诱导曲线,比较光系统Ⅱ(PSⅡ)的特性,分析各牧草对本地区环境的适应能力.结果表明： 天山赖草和披碱草的最大荧光(F_m)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)和单位面积反应中心的数量(RC/CS_o)的值均显著高于矮生高羊茅、冰草和碱茅,而初始荧光(F_o)、单位反应中心吸收的光能(ABC/RC)、单位反应中心捕获的能量(TR_o/RC)、单位反应中心耗散的能量(DI_o/RC)、荧光诱导曲线初始斜率(M_o)值则低于矮生高羊茅、冰草和碱茅;中间偃麦草、新燕麦、无芒雀麦和老芒麦的各值处于中间水平.9种牧草均受到恶劣气候条件的不同程度胁迫,PSⅡ反应中心的活性及电子传递受到抑制,其中,天山赖草和披碱草受到的影响较小,而矮生高羊茅、冰草和碱茅的PSⅡ结构和功能受到比较严重的影响,光合作用受抑制的程度较大.     

喀斯特干旱环境对青冈栎叶片生长及叶绿素荧光动力学参数的影响

为了探讨喀斯特植被恢复树种青冈栎对干旱环境的适应机制,以当年生青冈栎实生幼苗为材料进行盆栽控水试验,设置正常浇水(-0.1 MPa,对照)、轻度干旱(-0.5 MPa)、中度干旱(-0.9 MPa)和重度干旱(-1.5 MPa)胁迫处理,研究持续干旱处理(15、30、45、60和90天)对其幼苗叶片生长及叶绿素荧光参数的影响.结果表明: 随着干旱胁迫强度的加剧, 叶片的单叶面积、健康叶片数量、叶片含水率、总叶绿素、类胡萝卜素、最大荧光、最大光化学量子产量和潜在光化学效率均显著下降,而枯叶数量和初始荧光显著增加.这些参数在轻度干旱胁迫处理和对照之间均无显著差异.在轻度干旱胁迫处理下,青冈栎幼苗叶片PSⅡ单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)、捕获用于还原q_A的能量(TR_o/RC)、单位面积内有活性的反应中心数目(RC/CS)、单位面积捕获的光能(TR_o/CS)和单位面积内用于电子传递的光能(ET_o/CS)均与对照无显著差异,其中RC/CS总是略高于对照,TR_o/CS和ET_o/CS均在第45天达到峰值,分别为606.12和440.78;而中度和重度干旱胁迫处理叶片的ABS/RC、TR_o/RC、ET_o/RC、DIR_o/RC、RC/CS、TR_o/CS和ET_o/CS均低于对照,且随干旱胁迫时间的延长,重度干旱胁迫处理下降更显著.随干旱胁迫的加剧和时间的延长,叶片最大量子效率、其他电子受体的概率和电子传递的量子比率均下降,而用于热耗散的量子比率增加.轻度干旱胁迫下青冈栎幼苗表现出较强的适应性,中度干旱胁迫引起部分叶绿素荧光参数和光合色素指标下降,导致幼苗生长缓慢,而重度干旱则对幼苗生长的影响较为严重,但幼苗未出现死亡现象.因此,青冈栎幼苗有较强的干旱忍受能力,适合在喀斯特地区植被恢复重建和造林工程中应用.     

NaCl胁迫下黄连木叶片光合特性及快速叶绿素荧光诱导动力学曲线的变化

以1年生黄连木为试材,设置NaCl浓度分别为0(CK)、0.15%、0.3%、0.45%、0.6%5个处理,利用快速叶绿素荧光诱导动力学曲线分析技术(JIP-test),研究了NaCl胁迫对黄连木叶片光合特性和快速叶绿素荧光诱导动力学参数的影响.结果表明: 随着NaCl浓度的升高, 黄连木叶片中的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量逐渐降低,叶绿素a/b比值先升高后下降,类胡萝卜素含量逐渐增加; 叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(g_s)逐渐降低,其中NaCl浓度＜0.3%时,叶片P_n下降主要受气孔限制;当NaCl浓度＞0.3%时, P_n下降主要由非气孔因素限制;单位面积捕获的光能(TR_o/CS_o)、电子传递的量子产额(ET_o/CS_o)、单位面积的反应中心数量(RC/CS_o)、量子产额或能量分配比率(ψ_o和φ_Eo)逐渐降低,而单位面积吸收的光能(ABS/CS_o)、荧光诱导曲线中K点(W_k)和J点(V_j)明显增加,说明盐胁迫对黄连木叶片放氧复合体(OEC)、受体侧和PSⅡ反应中心造成了伤害.当NaCl浓度为0.3%时,PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)和光化学性能指数(PI_ABS)分别比对照下降 17.7%和36.6%.     

晴天条件下光、温变化对苹果绿色果皮原初光化学反应的影响

利用快速叶绿素荧光诱导动力学和光谱反射测定技术,研究了晴天条件下,光、温变化对苹果绿色果皮原初光化学反应的影响.结果表明：一天内,随着光、温的增强,金冠苹果果皮在12:00-14:00存在较严重的光抑制.O-J-I-P荧光诱导曲线在300 μs处的相对可变荧光（W_k）几乎没有变化,说明果皮PSⅡ的放氧复合体（OEC）的活性在一天当中没有受到强光和高温的伤害;但是果皮捕获的激子将电子传递到电子传递链中Q_A-下游电子受体的概率（Ψ_o）从8:00-12:00逐渐下降,说明金冠果皮PSⅡ反应中心受体侧的功能受到抑制.强光降低了果皮单位面积上有活性的反应中心（RC/CS）的数量,导致单位反应中心吸收的光能（ABS/RC）增加.果皮的光化学反应（TR_o/RC）不能完全利用所吸收的光能,使单位反应中心的热耗散（DI_o/RC）增加.伴随着光抑制的出现,苹果果皮叶黄素库的脱环化比例增加,表明强光下,果皮启动了叶黄素循环机制,来耗散过剩光能,以减轻过剩光能对光合机构的进一步伤害;一天中,光强和温度的增加均可加重果皮的光抑制程度,但光强对果皮的影响程度显著大于温度对果皮的影响.     

渗透胁迫对小麦幼苗叶绿素荧光参数的影响

用叶绿素荧光诱导动力学技术,研究模拟干旱条件对小麦幼苗叶片叶绿素荧光参数,即原初光能转化效率(F_v/F_m)、光合电子传递量子效率(φPSⅡ)、qP(光化学猝灭)、qNP(非光化学猝灭)、ETR(表观光合量子传递效率)的影响.结果表明,渗透胁迫对小麦幼苗叶绿素荧光参数影响较大.随着渗透胁迫的加剧,F_v/F_m和F_v/F_o都表现出现降低-增加-降低的趋势,在渗透胁迫2 h以前,小麦叶片内部没有发生光抑制,但随着胁迫的加剧,F_v/F_m值增加,使得小麦幼苗叶内发生光抑,导致ΦPSⅡ和ETR的下降;在渗透胁迫过程中,小麦叶片吸收光能的光化学猝灭(qP)的下降和光化学猝灭(qNP)呈现先降低后增加的趋势,说明小麦在受到干旱胁迫前期,PSⅡ反应中心的开放比例降低;在胁迫2h后,随着胁迫的加剧,qP和qNP增加有利于提高PSⅡ反应中心开放部分的比例,将更多的光能用于推动光合电子传递,提高了光合电子传递能力,同时非光化学能量耗散的提高,有助于耗散过剩的激发能,以保护光合机构,缓解环境胁迫对光合作用的影响,体现了小麦叶片的自我保护机制.两个品种相比,长武13的叶绿素荧光参数的变化幅度比陕253小,具有更强的抵御干旱胁迫的能力.     

茉莉酸甲酯对干旱及复水条件下烤烟幼苗叶绿素荧光特性的影响

以烤烟品种“龙江911”为试验材料,研究了干旱及复水过程中外源茉莉酸甲酯(MeJA)对移栽后烤烟幼苗叶绿素含量和叶绿素荧光特性的影响.结果表明： 干旱下烤烟幼苗叶绿素含量、PSⅡ反应中心完全关闭时荧光产量(F_m)、PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)、最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(Ф_PSⅡ)、表观电子传递速率(ETR)和光化学猝灭系数(q_P)下降,而初始荧光(F_o)和非光化学猝灭系数(q_N)升高,0.2和0.5 mmol·L^-1的外源MeJA明显减缓了干旱下烤烟幼苗F_v/F_m、F_v/F_o、Ф_PSⅡ、ETR、q_P的下降和q_N的上升,而1.0 mmol·L^-1 MeJA效果不明显.复水后,烤烟幼苗各项叶绿素荧光指标均有明显恢复,并且MeJA处理后的幼苗恢复更明显.表明外源MeJA减轻了干旱胁迫下烤烟叶片叶绿素的分解,对PSII反应中心起到一定的保护作用,提高了电子传递速率,降低了干旱胁迫对烤烟幼苗的伤害,并且复水后叶绿素含量和叶绿素荧光参数能迅速恢复,从而保证了经干旱胁迫后烤烟幼苗能迅速缓苗.     

基于叶绿素荧光探讨链霉素对念珠藻生长及光合毒性效应

为了探究不同浓度链霉素对念珠藻生长和光合的毒性效应, 研究对不同浓度(0、0.05、0.1、0.2、0.5和1.0 mg/L)链霉素处理下念珠藻的生长、叶绿素荧光进行了测定。结果发现, 培养至96h, 链霉素对念珠藻的EC₅₀(96h-EC₅₀)为(0.13±0.037) mg/L。与对照组相比, 各链霉素浓度处理下叶绿素a的含量显著降低。最大光化学效率(φP₀)、可变荧光(F_v)、PSⅡ的潜在活性(F_v/F₀)、单位面积上有活性的反应中心(RC/CS₀)、以吸收光能为基础的性能指数(PIabs)及反应中心吸收的光能用于电子传递的量子产额(φE₀)均随着链霉素浓度的升高而降低。然而, 单位叶绿素最大荧光(F_m/Chl. a)、每个有活性的反应中心吸收的光能(ABS/RC)和热耗散(DI₀/RC)则随着链霉素浓度的升高而增加。当链霉素浓度大于0.1 mg/L时, 叶绿素荧光动力学曲线出现K点的出现。结果表明链霉素可能通过抑制光合系统Ⅱ(PSⅡ)的电子传递和减少有活性的反应中心来影响念珠藻的生长, 也暗示了高浓度链霉素对藻类的生长具有抑制作用。     

水深对苦草生长及叶片PSⅡ光化学特性的影响

利用植物效率仪(Handy-PEA)测定水深0.6、1.3、2.0 m下苦草叶片的快速荧光诱导动力学曲线(OJIP曲线),并采用JIP test方法分析和处理数据,研究水深对苦草生长和叶片光合机理的影响.结果表明: 随着水深增加,水下光强显著衰减,苦草生物量、无性系分株数、叶片数、根系总长度、根系表面积等形态指标显著降低,而最大叶长、平均叶长、最大叶宽无显著变化,2.0 m水深对苦草的生长产生了负面影响;单位反应中心吸收、捕获、电子传递、传递到电子传递末端的量子效率(ABS/RC、TR₀/RC、ET₀/RC、RE₀/RC)显著降低,单位反应中心的耗散量子效率(DI₀/RC)也显著下降,导致3种水深处理下单位反应中心吸收的能传递电子链末端的效率(φ_R0)以及用于电子传递的能量成功传递到电子链末端的效率(δ_R0)差异不显著,表明水深梯度对单位反应中心光合效率影响不显著;单位面积反应中心数(RC/CS₀)显著增加,相同受光面积时水深2.0 m处叶片光合作用显著强于水深0.6 m处;性能参数PI_abs、PI_cs和PI_abs,total显著提高,表明低光胁迫有利于光能向活跃化学能转变.苦草叶片通过激活未激活的反应中心,而不是提高单位反应中心光能利用效率来适应弱光强,且水深1.3 m较适合苦草生长.
     

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.     

大型海藻裂片石莼藻粉对赤潮异弯藻光合作用抑制的研究

为了探究大型海藻裂片石莼(Ulva fasciata)防治赤潮的可行性,研究将赤潮异弯藻(Heterosigma aka-shiwo)分别暴露在浓度为0.6、1.2、2.4和4.8 g/L的裂片石莼藻粉中,观察赤潮异弯藻光合系统的响应.实验用植物效率分析法测定了赤潮异弯藻的光合效率,用透射电子显微镜法观察了赤潮异弯藻叶...     

高温胁迫下不同光强对‘赤霞珠’葡萄PSII活性及恢复的影响

本文研究了高温与不同光强结合处理对‘赤霞珠’葡萄叶片PSII活性及恢复的影响。结果表明,高温黑暗处理（40℃,0μmaol·m-2．s-1）导致叶片PSII最大光化学效率（Fv/Fm）、反应中心吸收的光能用于电子传递的量子产额（ψEo）与单位反应中心光能的传递（ETo/RC）降低明显,且无恢复趋势,K点相对荧光（Vk）、单位反应中心光能的吸收（ABS／RC）与捕获（TRo／RC）显著升高。高温弱光处理（40℃,200μmol·m-2．s-1）后的叶片PSII活性明显恢复,ETo／RC降低明显,TRo/RC无显著变化。高温强光（40℃,1600μmol·m-2．S-1）处理导致单位面积有活性反应中心数量（RC/CSm）抑制程度最大,恢复程度较低。实验结果说明,高温处理下黑暗对葡萄PSII功能活性及恢复均会造成抑制,而弱光可以显著缓解高温对葡萄叶片的胁迫作用,并促进PSII的恢复,强光导致胁迫下的PSII功能抑制最明显。     

Cd2+对紫球藻生长及光化学活性的影响

以紫球藻(Porphyridium purpureum)为供试材料, 研究了5个不同浓度的Cd2+对紫球藻的细胞密度、叶绿素a含量、藻红蛋白含量及ATP含量的影响, 以及对紫球藻的最大光量子产额(F_v/F_m)、实际光量子产额(YII)、相对电子传递效率(ETR)及非光化学淬灭(NPQ)的影响, 探讨了各荧光参数在不同浓度的Cd2+胁迫下的变化规律。研究结果表明, 在Cd2+胁迫的6d内, 紫球藻的生长速度显著下降, 且Cd2+的浓度越高, 生长速度下降越快; Cd2+胁迫显著的减少叶绿素a、藻红蛋白及ATP含量, 且浓度越高, 减少的幅度越大; 在Cd2+浓度低于200 μmol/L时, 紫球藻的叶绿素荧光参数F_v/F_m、YII及ETR呈现先下降后上升的趋势,而且随着胁迫时间的延长, 下降幅度逐步增大; NPQ在低浓度下(<200 μmol/L)呈现显著上升趋势, 高浓度下(>500 μmol/L)呈现显著下降趋势。因此, 水体中浓度超过50 μmol/L的Cd2+就会显著影响紫球藻的生长及光化学活性, 水生环境中不断累积的Cd2+将会对紫球藻的生态平衡产生影响。     

异质性重金属镉胁迫下克隆整合对匍匐茎草本植物积雪草生长的影响

 采用盆栽试验研究了异质性重金属镉胁迫下, 克隆整合对匍匐茎草本植物积雪草(Centella asiatica)生长的影响。将远端分株(相对年幼的分株)分别置于对照和镉胁迫处理下, 并对远端分株与近端分株(相对年长的分株)之间的匍匐茎进行切断或保持连接处理。研究结果显示: 镉胁迫处理显著降低了积雪草远端分株的净光合速率(P_n)、最大光量子产量(F_v/F_m)、叶绿素含量、叶面积、分株数和生物量; 克隆整合缓解了镉胁迫对远端分株生长的不利影响; 克隆整合不仅未导致相连近端分株的损耗, 而且相连近端分株的光合效率也没有表现出补偿性增加; 克隆整合降低了远端受胁迫分株的根冠比, 从而使之减少了对土壤中重金属镉的吸收; 匍匐茎切断和镉胁迫处理对近端分株、远端分株的叶柄长没有显著的影响。结果表明: 克隆整合提高了积雪草遭受镉胁迫的远端分株的生长, 改变了其生物量分配格局, 并有助于整个克隆片段在异质性重金属胁迫下的生长。该研究对于丰富和发展异质性环境胁迫下克隆整合的生态适应对策具有重要意义。     

不同浓度Ni、Cu处理对骆驼蓬光合作用和叶绿素荧光特性的影响

以骆驼蓬幼苗为材料,采用盆栽试验研究不同浓度（0、50、100、200、400 mg·kg^-1）Ni、Cu处理对骆驼蓬叶片光合作用、叶绿素荧光特性及生长状况的影响.结果表明： 随着Ni浓度的增加,骆驼蓬幼苗叶片的光合色素含量、净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）、PSⅡ最大光化学效率（F_v/F_m）、PSⅡ电子传递量子产率（Φ_PSⅡ）、光化学猝灭系数（q_P）及各项生长指标均呈显著下降趋势,而细胞间隙CO₂浓度（C_i）和非光化学猝灭系数（q_N）呈显著增加趋势,其中P_n的下降主要是由非气孔限制所致;骆驼蓬幼苗叶片的光合色素含量、P_n、G_s、T_r、C_i、F_v/F_m、Φ_PSⅡ、q_P及各项生长指标均在50 mg·kg^-1 Cu处理时达到峰值,叶绿素a和b、P_n、G_s、T_r、C_i、F_v/F_m及各项生长指标值在100 mg·kg^-1 Cu处理时仍微高于对照,而后随Cu浓度的增加,光合色素含量、P_n、G_s、T_r、C_i、 F_v/F_m、Φ_PSⅡ、q_P及各项生长指标均呈下降趋势,q_N呈增加趋势,其中P_n的下降主要是由气孔限制所致.