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.     

热锻炼对甘蓝幼苗叶片激发能分配的影响

以喜温凉的蔬菜甘蓝为试材,研究了热锻炼与对照甘蓝幼苗叶片光合速率和叶绿素荧光参数对高温胁迫的响应．结果表明,叶片温度在25-35℃之间,热锻炼苗和对照苗叶片叶绿素可变荧光(Ｆv)、光化学猝灭(qP)、非光化学猝灭(qN)、PSⅡ化学效率(ФPSⅡ)没有明显的变化;当叶温高于35℃时。热锻炼苗的Fv、qP和中ФPSⅡ均明显高于对照,37℃时Fv、qP和ФPSⅡ分别比对照高53％、24％和86％;qN较对照低22％,尤其是与光抑制(光破坏)有关的qNs明显降低,以维持较高的高能态猝灭(qNf)耗散过剩激发能。保护PSⅡ反应中心不受破坏。减轻了光抑制,这与热锻炼幼苗叶片在高温下具有较高的光合能力是一致的。     

外源水杨酸对黄瓜幼苗叶片PSⅡ活性和光能分配的影响

以黄瓜品种‘中农203号’幼苗为试材,采用水培法研究了根际施用0.05、0.10和0.50 mmol/L水杨酸对黄瓜幼苗叶片PSⅡ活性和光能分配的影响,以探讨水杨酸对光合作用的调节机制。结果显示:黄瓜幼苗叶片净光合速率(Pn)、荧光参数和光能分配对水杨酸的响应存在明显的浓度依赖性。0.05和0.10 mmol/L水杨酸处理提高了叶片PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)、PSⅡ潜在活性(Fv/F0)、电子传递速率(ETR)、光化学猝灭系数(qP),降低了非光化学猝灭系数(NPQ),使PSⅡ吸收光能中分配于光化学反应的能量增加,进而提高了Pn,并以0.10 mmol/L水杨酸施用效果最明显,差异达极显著水平(P<0.01);而0.50 mmol/L水杨酸处理降低了ΦPSⅡ、Fv/Fm等,使光能分配于热耗散和荧光耗散的比例升高,导致Pn下降。研究表明,水杨酸对黄瓜叶片光合的正负调节作用与浓度依存下的PSⅡ活性和光能分配改变有关。     

渭北黄土区农林复合系统中大豆辣椒的光合生理特性

研究了农林复合系统不同处理对大豆、辣椒的光合特性和叶绿素荧光参数的影响.结果表明,从单作到距李子1m处,随着距李子树越近,遮光愈多.各处理大豆、辣椒的光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)表现出与光合有效辐射(PAR)基本一致的日变化模式,且与单作相比,各处理大豆、辣椒的光合速率、气孔导度和蒸腾速率均有不同程度的降低.相关性分析结果表明二者的光合速率、气孔导度及蒸腾速率均与光合有效辐射呈正相关关系.随着遮荫程度的提高,大豆、辣椒叶绿素含量和表观量子效率(Ф)升高,光饱和点(LSP)和光补偿点(LCP)降低.二者叶绿素荧光参数最大光能转换效率( Fv / Fm ) 、PSⅡ电子传递量子效率(ФPSⅡ ) 以及光化学猝灭系数( qP)均有不同程度的升高,而非光化学猝灭系数( qN P)却逐渐降低.说明大豆、辣椒能适应弱光环境,在较低的光照条件下正常生长.     

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.     

ALA对萝卜不同叶位叶片光合作用与叶绿素荧光特性的影响

以盆栽萝卜为材料,研究了叶面喷布100～300mg／L ALA对萝卜植株生长、光合作用以及叶绿素荧光特性的影响。结果表明,ALA促进萝卜植株生长与其促进植株中下部叶片的光合作用有关。ALA处理提高了叶片光合表观量子效率,并降低了光补偿点。叶绿素荧光动力学资料显示,ALA处理不仅降低了叶绿素初始荧光Fv、稳态荧光Fs以及两者的差值ΔFu,还降低了暗适应以及光照下的最大荧光(Fm和Fm′)和可变荧光(Fv和Fv′),但是不影响PSⅡ最大光化学效率(Fv／Fm),对于中下部叶片PSⅡ实际光化学效率(φPSⅡ)还有明显的促进作用。ALA处理植株叶片光合非循环电子传递速率ETR显著提高,300mg／L ALA处理还降低了光合相对限制值L（PFD）。ALA具有促进叶绿素荧光光化学猝灭和非光化学猝灭的双重特性,其中,前者提高了叶片光化学速率,后者增加热耗散量以及提高热耗散速率。另外,本试验结果显示,ALA处理提高了植株基部叶片的叶绿素含量以及中下部叶片类萝卜素含量。以上参数变化说明ALA通过诱导光抑制保护机制来提高叶片光合效率。     

草丁膦对转bar基因水稻GS酶活性和光合功能的影响

喷施草丁膦后,对草丁膦无抗性水稻Cypress(未转bar基因)叶片的谷氨酰胺合成酶(GS)活性先受到抑制,随后叶片内NH 4积累上升,叶绿素含量、PSⅡ原初光化学效率(Fv/Fm)、光能转化效率(ΦPSⅡ)和叶片叶绿素荧光的光化学猝灭系数(qp)下降,光合速率显著降低;最后引起植株死亡.另一方面,Cypress PB-6(转bar基因抗草丁膦水稻)的GS酶活性在喷施草丁膦后虽然先被抑制,但随后能恢复至正常水平,接着NH 4积累下降,草丁膦对叶绿素含量、荧光参数Fv/Fm、ΦPSⅡ、qp的影响被解除,光合速率恢复到正常水平,整个植株生长正常.     

水分亏缺对不同染色体倍性小麦荧光参数的影响

在盆栽条件下,研究了3种染色体倍性小麦的叶绿素荧光参数受水分亏缺的影响.结果表明,水分亏缺下3种小麦灌浆期旗叶的荧光参数表现为F v/Fm(可变荧光与最大荧光比)、qP(光化学猝灭系数)、ETR(表观光电子传递速率)下降,qN P(非光化学猝灭系数)上升,导致3种小麦的光合速率下降,其中四倍体小麦的这些光合参数受影响最大.试验还发现正常供水下小麦随倍性增大光合速率降低,而qP升高,qN P下降,由此推断小麦从二倍体向四倍体、六倍体进化的过程中,PSⅡ(光系统Ⅱ)天线色素吸收的光能用于光化学反应的份额变大,PSⅡ反应中心非辐射能量耗散能力降低,导致用于光化学反应的光能更容易过量,造成光合机构损伤,引发光抑制,这有可能是小麦在进化中光合速率降低的一个原因.     

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.     

玉米全生育期黄化材料的光合性能分析

通过对玉米(Zea mays L.)黄化材料和2份正常自交系的光合特性、光响应曲线及荧光动力学参数进行分析,结果表明,黄化材料yglm1的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)均显著低于正常自交系Mo17和RP128,而蒸腾速率(Tr)却显著高于正常自交系;黄化材料的光补偿点、光饱和点、暗呼吸速率及表观量子效率均高于正常自交系Mo17和RP128,但其净光合速率却低于正常自交系;黄化材料的荧光动力学参数初始荧光(Fo)、最大荧光(Fm)、PSⅡ原初光能转换效率(Fv/Fm)、PSⅡ原初光能捕获效率(Fv'/Fm')、PSⅡ光下实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)均显著低于正常自交系Mo17和RP128,非光化学猝灭系数(qN)显著高于正常自交系。相对于正常自交系,黄化材料具有较低的电子传递潜力、原初光能捕获效率和转换效率、光能分配及利用率,这可能是导致其净光合能力降低的根本原因。     

强光胁迫对濒危植物金花茶幼苗生长和叶绿素荧光参数的影响

以当年生盆栽金花茶实生苗为材料,研究不同程度的强光胁迫（25％、50％和100％自然光强,以8%自然光强为对照）对其生长、生物量、叶片光合色素含量、叶绿素荧光参数的影响。结果表明：在不同程度的强光胁迫下,金花茶幼苗的生长均受到抑制,随着胁迫程度的增强,金花茶叶片颜色由深绿变为浅绿、黄绿色,叶片灼伤愈来愈严重;植株抽稍时间推迟,抽稍后长出的新叶长势较差;幼苗死亡率越来越高。幼苗根生物量、茎生物量、叶生物量和总生物量均随胁迫程度的升高而显著降低,强光胁迫对叶生物量的影响最大,根生物量次之,对茎生物量的影响最小。随着胁迫程度的增强,叶片叶绿素总量（Chl）、叶绿素a（Chla）、叶绿素b（Chlb）含量均显著降低,Chla/Chlb和Car/Chl显著升高。叶绿素荧光参数F_o、F_m、F_v、F_v/F_m、F_v/F_o均随胁迫程度的升高降低,强光胁迫使PSⅡ受到了伤害,光合作用原初反应过程受抑制,光合电子传递受到影响,从而抑制植株的正常生长。     

建兰叶艺品种光合色素含量及叶绿素荧光特性分析

以建兰栽培品种‘八宝奇珍’Cymbidium ensifolium ‘Ba Bao Qi Zhen’为材料,对其正常绿色叶片及黄化变异叶片的光合色素含量、叶绿素荧光参数进行比较。结果表明,‘八宝奇珍’黄化变异叶片的叶绿素总量、叶绿素a 和叶绿素b 含量均显著低于正常绿色叶片,且随着黄化面积的增大呈现递减趋势;黄化变异叶片的初始荧光量(Fo)、最大荧光产量(Fm)、Kautsky 诱导效应最大荧光(Fp)、稳态光适应光化学淬灭系数(qP)以及光适应稳态荧光产量(Ft_Lss)均显著低于正常绿色叶片;PSⅡ原初光能转化效率(Fv/Fm)与正常绿色叶片无明显差异;稳态非光化学荧光淬灭系数(NPQ)高于正常绿色叶片。     

不同光质对桑树幼苗生长和光合特性的影响

光质可影响植物光合特性、形态以及生理过程。本试验研究了不同光质(白光W、红光R、红蓝混合光RB、蓝光B)对桑树植株生长、形态和光合作用的影响。结果表明:与白光对照相比,红光、蓝光和红蓝混合光处理下植株的生长、干物质积累受到抑制;红光处理下植株的株高、叶面积显著高于白光、红蓝混合光、蓝光处理;而白光、红蓝混合光、蓝光处理下植株的LMA、叶绿素a/b比值、可溶性蛋白含量、蔗糖、淀粉含量和叶片总N含量显著高于红光处理;红蓝混合光处理下植株的Pn、Gs、ΦPSⅡ与白光处理相近,红光、蓝光处理下植株的Pn、ΦPSⅡ低于白光、红蓝混合光处理,同时红光、红蓝混合光、蓝光处理下植株的抗氧化酶活性高于白光处理,而MDA含量低于白光处理;红光处理下植株的叶片厚度、栅栏组织和海绵组织厚度显著小于白光处理。因此,一定比例的红蓝混合光可以使桑树植株的生长、光合特性、生理特征和叶片解剖结构与白光下生长植株相近,并减少单质红光、单质蓝光对植株生长发育的不利影响。     

Increases of chlorophyll a/b ratios during acclimation of tropical woody seedlings to nitrogen limitation and high light

According to the theory of optimal nitrogen partitioning within a leaf, the chlorophyll (Chl) a/b ratio is expected to increase when leaf N content decreases. Here, we report the first empirical support for this prediction. The Chl a/b ratio increased while Chl content decreased in response to N limitation in photosynthetic cotyledons and leaves of seedlings of four tropical woody species in the Bignoniaceae. The responses of all four species were in the same direction, but differed in magnitude. For Tabebuia rosea, the species that exhibited the greatest increase in Chl a/b ratios (up to values of 5.9), detailed photosynthetic characteristics were also examined. Light and N availability were positively correlated with the light- and CO2-saturated photosynthetic O2 evolution rate, as well as with leaf carboxylation capacity (Vcmax) and electron transport rate (Vj). Severe N limitation and high light did not cause chronic photo-inhibition (i.e. no change in quantum yield or in dark-acclimated Fv/Fm). The observed change in the ratio of Vcmax to leaf N in response to N availability was consistent with likely functional reasons for change in the Chl a/b ratio. Adjustment of the Chl a/b ratio was apparently an integral feature of acclimation to high light conditions and low N availability.     

外源甜菜碱对盐胁迫下枸杞光合功能的改善

研究了外源甜菜碱对盐胁迫下枸杞扦插苗叶片光合功能的影响。结果表明,外源甜菜碱能使盐胁迫下的枸杞叶片叶绿素荧光动力学参数Fo、Fm、Fv、Fv／Fm、Fm／Fo和Fv／Fo增高,使光合色素叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)和类胡萝卜素(Car)含量明显增加,叶绿素a与b的比值(Chla／Chlb)升高,类胡萝卜素与叶绿素的比值(Car／Chl)降低,说明外源甜菜碱有利于植物对光能的捕获、吸收、传递和转换,提高叶片的光合活性,降低盐胁迫对植物的抑制作用。     

Age-dependent response of maize leaf segments to cadmium treatment: effect on chlorophyll fluorescence and phytochelatin accumulation

The relationship between the age of leaf tissue and response of the photosynthetic apparatus and phytochelatin accumulation to Cd treatment was studied. Studies were carried out with seedlings of Zea mays L. cv. Hidosil grown in the presence of 100-200 mumol/L Cd for 14 days under low light conditions. The third leaf was divided into 3 segments of equal length differing in the stage of tissue maturity and used for measurements of chlorophyll content, chlorophyll fluorescence, glutathione and phytochelatin content and Cd accumulation. A close relationship between the age of leaf tissue and response of the photosynthetic apparatus to Cd was shown. Cadmium (200 mumol/L) reduced photochemical processes more in older than younger leaf segments as seen in the Chl fluorescence parameters Fv/F0, and t1/2, while the chlorophyll fluorescence decrease ratio (Rfd) was inhibited more strongly in younger ones. Fv/Fm was slightly affected. Cd-induced enhancement of GSH content was correlated with higher phytochelatin accumulation to a greater extent in younger than in older leaf segments. Phytochelatin level corresponded to changes of photochemical processes in older leaves. The peptide thiol:Cd molar ratio for the phytochelatins varied depending on Cd concentration and age of leaf segments. The protective role of phytochelatins for the photosynthetic apparatus is discussed.     

光照强度对广西地不容光合特性和生长的影响

以盆栽当年生广西地不容为材料,研究不同光照强度(100%、50%、30%和15%自然光强)对其光合特性和生长的影响。结果表明:随着光照强度的降低,广西地不容最大净光合速率(P_(max))、光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)先减小,而后稍有增大;表观量子效率(AQY)在30%和50%光强下显著高于100%和15%光强处理;叶片叶绿素总量(Chl)、叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、类胡萝卜素(Car)含量随光强的减弱而增大,Car/Chl随光强的减弱而减小,Chla/Chlb比值在各处理间无显著差异;单叶面积随生长光强的减弱而增大,比叶重(LMA)则随着生长光强的减弱而减小;30%光强下广西地不容块根生物量最高,光照过强和过弱都不利于其生物量的积累。广西地不容对光强的适应范围较广,但光照过强或过荫均对生长造成不良影响,光合速率降低,生长减缓,块根生物量积累下降,30%光强是其当年生苗生长的最佳光强。     

Light and VPD gradients drive foliar nitrogen partitioning and photosynthesis in the canopy of European beech and silver fir

While foliar photosynthetic relationships with light, nitrogen, and water availability have been well described, environmental factors driving vertical gradients of foliar traits within forest canopies are still not well understood. We, therefore, examined how light availability and vapour pressure deficit (VPD) co-determine vertical gradients (between 12 and 42 m and in the understorey) of foliar photosynthetic capacity (Amax), 13C fractionation (∆), specific leaf area (SLA), chlorophyll (Chl), and nitrogen (N) concentrations in canopies of Fagus sylvatica and Abies alba growing in a mixed forest in Switzerland in spring and summer 2017. Both species showed lower Chl/N and lower SLA with higher light availability and VPD at the top canopy. Despite these biochemical and morphological acclimations, Amax during summer remained relatively constant and the photosynthetic N-use efficiency (PNUE) decreased with higher light availability for both species, suggesting suboptimal N allocation within the canopy. ∆ of both species were lower at the canopy top compared to the bottom, indicating high water-use efficiency (WUE). VPD gradients strongly co-determined the vertical distribution of Chl, N, and PNUE in F. sylvatica, suggesting stomatal limitation of photosynthesis in the top canopy, whereas these traits were only related to light availability in A. alba. Lower PNUE in F. sylvatica with higher WUE clearly indicated a trade-off in water vs. N use, limiting foliar acclimation to high light and VPD at the top canopy. Species-specific trade-offs in foliar acclimation to environmental canopy gradients may thus be considered for scaling photosynthesis from leaf to canopy to landscape levels.     

大穗型小麦产量形成过程中光合特性的动态变化

在大田条件下,对8个大穗型小麦新品系和多穗型品种西农979(对照)的产量性状以及不同生育期叶片光合速率、叶绿素荧光参数、叶绿素含量(Chl)和叶面积指数(LAI)进行研究.结果表明:除单位面积穗数低于对照外,8个新品系的穗粒数、穗粒重和千粒重均显著高于对照,大穗型小麦新品系2036、2037、2038、2039和2040的产量显著高于对照;8个新品系的平均光合速率(Pn)与对照差异不显著,而PSⅡ最大光能转换效率、PSⅡ实际量子效率、光化学猝灭系数和PSⅡ反应中心活性均高于对照;品系2037、2040、2039、2038和2036的Chl比对照分别提高17.5％、19.1％、15.3％、13.9％和7.9％;大穗型小麦品系的LAI明显高于对照,且在生育后期下降缓慢.     

超高产杂交稻‘华安3号’冠层不同衰老程度叶片的光合功能

 较系统地研究了抽穗期超高产杂交稻‘华安3号’（`X075’×`紫恢100’）冠层顶部5片叶片的光合功能。结果表明,‘华安3号’剑叶的光系统Ⅱ（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′）、PSⅡ电子传递量子效率（ΦPSⅡ）、光化学猝灭系数（qP）、表观电子传递效率（ETR）、光合色素尤其是叶绿素（Chl）和类胡萝卜素（Car）中的新黄素、黄体素和β-胡萝卜素（β-Car）的含量等均优于其下的各叶,而PSⅡ的激发压力（1-qP）低于其它叶片。经对叶片低温（77K）荧光发射光谱的Gaussian解析,与其它各叶片相比,剑叶PSⅡ核心天线复合物CP47和光系统Ⅰ（PSⅠ）的含量较高,而非活性的PSⅡ捕光色素蛋白复合体（LHCⅡ）聚集态含量较少。研究证明：1）水稻在决定籽粒产量的生育后期,其干物质的积累主要是由冠层最上面的3片叶的光合作用所提供;2）在叶片衰老过程中,光合反应中心的衰老早于天线系统;3）杂交稻的光保护途径之一,可能在于光抑制条件下通过增加PSⅠ含量及其对光能的吸收并刺激环式电子传递高速运转,从而对光合器起保护作用;4）水稻叶片在衰老过程中,可能通过部分Chl b还原为Chl a,以降低LHCⅡ的含量,从而减少对光能的捕获,达到降低光抑制的伤害。