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。     

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。     

培养基对不同性别水蕨配子体叶绿素荧光特性的影响

研究了MS和改良knop’s培养基条件下水蕨(Ceratopteris thalictroides)两性配子体和雄配子体叶绿素荧光参数的差异,结果表明:MS培养基中两性配子体PSⅡ线性电子传递的量子效率ФPSⅡ和PSⅡ驱动的电子传递速率ETRPSⅡ值显著高于MS培养基中的雄配子体以及改良knop’s培养基中的配子体;各组配子体光化学效率Fv/Fm值无显著差异;外源营养对各组配子体光化学荧光猝灭系数qP和非光化学荧光猝灭系数qN的影响不具明显规律性。综上所述,MS培养基中外源糖类的添加使水蕨配子体PSⅡ的光合活性增强,有利于大量快速生长的两性配子体的形成。     

重金属对盐生草光合生理生长特性的影响

以盐生草幼苗为试验材料,分别设置0(CK)、50、100、200、400μg?g-1的Ni2+、Cu2+处理,研究重金属Ni2+和Cu2+对盐生草光合生理特性的影响.结果表明:盐生草叶片光合色素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度Gs、蒸腾速率Tr、PSⅡ最大光化学效率Fv/Fm、非光化学猝灭系数qN及生长指标(株高、地上部干重和鲜重)在50μg?g-1的Ni2+处理时均达到最大值,后随Ni2+浓度继续增加,其叶片叶绿素a、叶绿素b、Pn、Gs、Tr、Fv/Fm、PSⅡ电子传递量子产率ΦPSⅡ、光化学猝灭系数qP、qN及各项生长指标逐步下降并低于对照水平,而细胞间隙CO2浓度(Ci)较对照呈增加趋势.在50μg?g-1的Cu2+处理时,盐生草叶片光合色素含量、Pn、Gs、Tr、Ci、Fv/Fm、ΦPSⅡ、qP、qN及各项生长指标均达峰值;在100μg?g-1Cu2+处理时,光合色素含量、Pn、Gs、Tr、Fv/Fm、ΦPSⅡ、qN及各项生长指标较对照仍有增加,而后随Cu2+浓度继续增加,其叶绿素a、叶绿素b、各光合参数、叶绿素荧光参数及生长指标均逐步降低并低于对照.可见,盐生草Pn在Ni2+胁迫下的下降主要是由非气孔限制所致,而Cu2+胁迫下的下降主要是由气孔限制所致;低浓度Ni2+和Cu2+对盐生草生长具有一定促进作用,过高浓度Ni2+和Cu2+则会通过抑制盐生草叶片叶绿素合成,影响其光合作用,从而抑制植株生长.     

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。     

短期UV-B辐射对青藏高原美丽风毛菊PS Ⅱ光化学效率的影响

通过短期增补UV-B辐射模拟试验,研究了青藏高原典型天气(晴天、多云、阴天)下高山植物美丽风毛菊叶片的叶绿素荧光参数变化.结果表明:随天气由晴变阴,美丽风毛菊叶片暗适应3 min的PSⅡ最大光化学量子效率(Fv/Fm)显著升高,实际PSⅡ光化学效率(ФPSⅡ)和光化学猝灭系数(qp)也升高,而非光化学猝灭系数(NPQ)则降低,可见光辐射(PAR)是影响PSⅡ光能转化效率的主要因素.增补UV-B辐射后,3种典型天气下,美丽风毛菊叶片的Fv/Fm和NPQ略有降低,ФPSⅡ和qp略微增加,但对光合气体交换过程没有产生负影响.叶片净光合速率Pn和ФPSⅡ的增高趋势与增补UV-B辐射下相对较多的UV-A成分有关,同时也得益于叶片厚度的增加.UV-B辐射对叶片光合机构具有潜在负影响.     

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.     

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。     

草莓叶绿素荧光参数日变化的研究

以草莓（Fragaria ananassa Duch）为材料,研究其叶片叶绿素荧光参数的日变化。在自然光下,草莓叶片的最大荧光（Fm）、PSⅡ光化学效率（Fv／Fm）、PSⅡ光量子效率（Yield）和光化学猝灭系数（qP）从6：00-18：00均先下降后上升,其中在下午14：00最低;而非光化学猝灭系数（qN）先上升后下降,其中在下午14：00最高。表明在中午强光下,草莓叶片遭受了强烈的光抑制,而热耗散是其主要的光保护机制。     

外源水杨酸对镉胁迫甜瓜幼苗生长与光合气体交换和叶绿素荧光特性的影响

以甜瓜品种‘哈密绿’为试验材料,采用基质栽培方式,研究了10~200μmol·L-1外源水杨酸(SA)对镉胁迫(100mg·L-1 Cd2+)下甜瓜幼苗生长、叶绿素含量、光合气体交换参数和叶绿素荧光参数的影响,以探讨外源SA调控Cd2+胁迫伤害的可行性。结果显示:Cd2+胁迫能显著影响甜瓜幼苗的生长和相关光合指标。适宜浓度外源SA能不同程度缓解甜瓜幼苗所受Cd2+胁迫伤害,并以100μmol·L-1 SA处理效果最好,其显著促进了幼苗生长,提高了叶片叶绿素含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs),以及PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ天线转化效率(Fv′/Fm′)、实际光化学效率(ФPSⅡ)、光化学荧光猝灭系数(qP)和光化学反应能量(P);显著降低了初始荧光(F0)、非光化学荧光猝灭系数(NPQ)、天线热耗散能量(D)和非光化学反应耗散能量(E)。研究表明,外源SA缓解甜瓜幼苗Cd2+胁迫伤害具有剂量效应,以100μmol·L-1 SA的效果最好,有利于甜瓜幼苗在Cd2+胁迫下光合作用的维持,提高光合电子传递效率和对光能的捕获与转换,降低Cd2+胁迫对植物的损伤,从而促进生长。     

花后不同时期弱光和高温胁迫对小麦旗叶荧光特性及籽粒灌浆进程的影响

在田间试验条件下研究了花后不同时期弱光和高温胁迫对小麦旗叶荧光特性及籽粒灌浆进程的影响.结果表明,弱光处理3 d后,旗叶PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）和光合速率（Pn）显著降低,但PSⅡ实际光化学效率（ΦPSⅡ）、荧光光化学猝灭系数（qP）和非光化学猝灭（NPQ）与对照相比差异较小;高温处理3 d后,Fv/Fm、Pn、ΦPSⅡ和qP均极显著降低, NPQ升高幅度较小.胁迫解除后,灌浆前期（花后8～10 d）弱光和高温处理后的旗叶荧光参数和光合速率略有恢复,但灌浆中期（花后15～17 d）处理后的各参数始终呈下降趋势, 说明前期处理效应是可逆的,而中期处理加速其衰老进程.用Logistic方程对各处理的籽粒灌浆过程模拟明,弱光和高温处理后籽粒粒重的降低主要是平均灌浆速率、最大灌浆速率和渐增期灌浆速率显著降低所致.灌浆持续期、最大灌浆速率出现时间、缓增持续期和缓增期灌浆速率受弱光和高温影响较小.     

不同品种美国山核桃叶绿素荧光参数日变化的研究

以湖南省永州市冷水滩采穗圃中的美国山核桃为试材,研究了叶绿素荧光参数的日变化规律。结果表明:初始荧光(Fo)、最大荧光(Fm)、PSII原初光能转化效率(Fv/Fm)、光合量子产额(Yield)、光化学猝灭系数(qP)、非光化学猝灭系数(qN)和表观电子传递速率(ETR)均存在着明显的日变化。其中Fv/Fm、Fm、Yield、qP均呈先下降后上升的趋势,在中午强光下降低到最低值;qN则呈先上升后下降的趋势,在中午时分达到峰值;Fo呈下降趋势,部分品种傍晚稍有回升,但仍比早晨低;ETR日变化呈双峰曲线。不同品种间Fv/Fm、Yield、ETR、qP、qN对光强和温度的响应也存在着明显差异,可作为鉴定品种耐光抑制能力大小的指标。     

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.     

绿斑病藻寄生对夏橙叶片光合作用特性的影响

以盆栽的2年生奥灵达夏橙为试材,研究了绿斑病藻寄生对夏橙叶片光合作用特性的影响.结果表明,轻度病叶对叶绿素总量（Chl a+b）、类胡萝卜素含量（Car）、净光合速率（P_n）、胞间CO₂浓度（C_i）、原初光能转换效率（F_v/F_m）、光合电子传递量子效率（ΦPS Ⅱ）和光化学猝灭系数（qP）无显著影响;中度病叶和重度病叶的Chla+b、Car、P_n、F_v/F_m、ΦPS Ⅱ和qP较对照分别下降了23.85%、26.49%、43.3%、4.5%、35.1%、22.5%和37.61%、44.04%、64.5%、8.6%、63.6%、40.1%,与对照差异显著,而C_i较对照显著上升.绿斑病藻的大量寄生减弱了夏橙叶片的光合作用,而净光合速率的下降主要是由非气孔因素限制引起.     

两种化感物质对茄子幼苗光合作用及叶绿素荧光参数的影响

采用基质栽培,研究不同浓度的2,6-二叔丁基苯酚及邻苯二甲酸二甲酯对茄子幼苗光合作用及叶绿素荧光参数的影响.结果表明,两种化感物质使茄子叶片叶绿素含量、光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）下降,细胞间隙CO₂浓度（C_i）先降低后升高;使茄子叶片的初始荧光(F_o)增加,PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、光系统Ⅱ光合电子传递量子效率(Ф_PSⅡ)、光化学猝灭系数(q_P)、天线转化效率(F_v^' /F_m^′)降低.2,6-二叔丁基苯酚使茄子叶片非光化学猝灭系数(q_N)先升高后降低,邻苯二甲酸二甲酯使q_N低于对照,对茄子叶片光合机构造成了伤害.     

不同干旱胁迫条件下丛枝菌根真菌对 木棉叶绿素荧光参数的影响

为了探明丛枝菌根真菌(AMF)与木棉(Bombax ceiba Linn.)抗旱性的关系,采用盆栽法对不同干旱胁迫条件下接菌组(1 g土壤含100个AMF孢子)和未接菌组木棉叶绿素荧光参数进行了比较分析.结果表明:中度干旱胁迫(土壤相对含水量45%~50%)和重度干旱胁迫(土壤相对含水量30%~35%)条件下接菌组的初始荧光(Fo)均低于未接菌组;与对照(土壤相对含水量65%~70%)相比,重度干旱胁迫5、15和35 d,接菌组的Fo值分别升高了10.39%、20.93%和14.14%,未接菌组的Fo值分别升高了26.95%、48.75%和71.35%.接菌组的PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)在中度和重度干旱胁迫5、15和35 d均高于未接菌组.与对照相比,重度干旱胁迫5、15和35 d,接菌组的Fv/Fm值分别降低了9.09%、6.85%和22.06%,未接菌组的Fv/Fm值分别降低了10.67%、16.21%和52.78%;接菌组的Fv/Fo值分别降低了28.14%、22.43%和46.01%,未接菌组的Fv/Fo值分别降低了28.38%、48.20%和75.96%.总体来看,在中度和重度干旱胁迫条件下,接菌组的PSⅡ实际光量子产量〔Y(Ⅱ)〕、PSⅡ非调节性能量耗散的量子产量〔Y(NO)〕、光化学淬灭系数(qP)和光合电子传递速率(ETR)高于对照,而PSⅡ调节性能量耗散的量子产量〔Y(NPQ)〕和非光化学淬灭系数(qN)低于对照;未接菌组的Y(Ⅱ)、qP、qN和ETR值低于对照,而Y(NO)和Y(NPQ)值则高于对照.研究结果显示:AMF能够减轻干旱尤其是重度干旱胁迫条件下木棉受伤害和光抑制的程度,并提高其叶片PSⅡ反应中心的活性,从而增强木棉在干旱胁迫条件下的生存能力.     

Tolerance of gametophytes of Acrostichum aureum (L.) to salinity and water stress

Tolerance of gametophytes of Acrostichum aureum to NaCl and dehydration was investigated under controlled conditions following the changes in chlorophyll fluorescence parameters (Fv/Fm, qP, qN). Salt tolerance was increased by growing gametophytes in low concentrations of NaCl. However, such treatment could not increase the tolerance of gametophytes to dehydration. Under water stress, a decrease in photochemical quenching (qP) was accompanied by an increase in non-photochemical quenching (qN). Under salt stress, qP also decreased, but qN did not change significantly in salt-hardened gametophytes.     

根际高温胁迫对5种瓜类作物生长及叶片光合和叶绿素荧光参数的影响

采用营养液栽培法,比较分析了根际高温(35℃)处理0、3和5 d以及恢复5 d后黑籽南瓜(Cucurbita ficifolia Bouché)、‘春秋王2号’黄瓜(Cucumis sativus‘Chunqiuwang No.2’)、‘兴蔬’丝瓜(Luffa cylindrica‘Xingshu’)、‘五叶香’丝瓜(Luffa cylindrica‘Wuyexiang’)和‘傲美’苦瓜(Momordica charantia‘Aomei’)幼苗的生长及叶片光合和叶绿素荧光参数的变化。结果表明:与对照(25℃)相比,在高温处理期间及恢复期间,黑籽南瓜、‘春秋王2号’黄瓜和‘傲美’苦瓜的株高、茎粗、叶面积、叶绿素相对含量(SPAD)以及叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、PSⅡ的光能捕获效率(Fv’/Fm’)、PSⅡ的实际光化学效率(ΦPSⅡ)、实际光化学量子产量(Yield)、表观光合电子传递速率(ETR)、光化学猝灭系数(qP)及PSⅡ用于光化学反应的能量比例(P)总体上均显著低于对照;而‘五叶香’丝瓜的上述指标大多无明显变化,但其非光化学猝灭系数(qN)及PSⅡ用于天线色素热耗散的能量比例(D)均低于对照;‘兴蔬’丝瓜的各项指标在高温处理期间均有不同程度的降低或升高,但在恢复5 d后各项指标均接近或高于对照。研究结果表明:5种瓜类作物对根际高温的耐受性有明显差异。其中,黑籽南瓜和‘春秋王2号’黄瓜对根际高温的耐性最差;2个丝瓜品种特别是‘五叶香’丝瓜的耐性较强,可作为耐高温瓜类作物的砧木。