木麻黄幼苗对模拟酸雨胁迫的响应和Ca2+的调节作用

随着酸雨pH值的下降,木麻黄幼苗中超氧化物歧化酶(SOD)活性、叶绿素含量和叶绿素a/b值逐渐下降,过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白质含量、丙二醛(MDA)含量和超氧阴离子自由基(O2-·)含量逐渐增加,过氧化氢酶(CAT)活性和脯氨酸含量先升后降.在同一强度酸雨胁迫下,经0.1和1 mmol·L-1Ca(NO3)2处理的SOD活性、CAT活性、叶绿素含量和叶绿素a/b值相对较高,POD活性、蛋白质含量、MDA含量、O2-·含量和脯氨酸含量相对较低,Ca2 可缓解酸雨对木麻黄幼苗的伤害.     

芘对小白菜幼苗生长和一些生理生化指标的影响

采用土培方法探讨芘对小白菜幼苗生长和若干生理生化指标影响的结果表明:芘对小白菜种子发芽率无影响,对幼苗株高、根长和叶面积显著抑制;芘处理的小白菜幼苗叶内叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a b和类胡萝卜素含量显著下降;而丙二醛(MDA)含量和细胞质膜透性则显著提高,且质膜透性随着芘浓度的增加呈现升高一下降一升高的趋势;高浓度芘处理的小白菜幼苗叶内脯氨酸含量和过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性均极显著提高.     

Cd~(2+)胁迫对小麦幼苗生理生化特性的影响

以小麦品种'西旱2号'和'宁春4号'幼苗为材料,采用室内水培实验研究了不同浓度Cd(NO3)2处理对叶绿素含量、抗氧化酶活性及渗透性调节物含量等的影响.结果表明,两小麦品种幼苗的叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)及叶绿素总量在镉胁迫下均比对照降低,且高浓度镉对'西旱2号'幼苗叶片Chl b的破坏程度强于Chl a;两品种镉胁迫幼苗的过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性均比对照不同程度地升高;两品种镉胁迫幼苗的可溶性糖含量均与对照无显著差异,但'宁春4号'幼苗叶片的脯氨酸含量却比对照显著升高,且此效应具有浓度依赖性;镉胁迫下两品种小麦幼苗叶片的MDA含量变化与对照无显著差异.研究显示,两品种小麦幼苗叶片的光合色素在镉胁迫下均受到不同程度的破坏,但它们均能通过增加体内保护酶活性和渗透调节物质含量来缓解膜脂过氧化伤害,从而对镉胁迫均表现出较强的耐受能力.     

硅对连作黄瓜幼苗光合特性和抗氧化酶活性的影响

以‘津研四号’黄瓜品种为试材,研究了叶面喷施不同浓度硅(Si)(0、1、2、3、4、5mmol·L-1)对连作黄瓜幼苗生长、光合特性和抗氧化酶活性的影响.结果表明:在一定浓度(1~3 mmol·L-1Si)范围内,施Si可降低幼苗叶片电解质渗漏率(EL)和丙二醛(MDA)含量;提高叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、类胡萝卜素(Car)和总叶绿素含量,叶片净光合速率(Pn)升高;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和过氧化氢酶(CAT)活性均有所提高;黄瓜幼苗株高、茎粗、叶面积及干物质积累量增加.随施Si浓度的进一步增加(4~5 mmol·L-1),叶片中EL和MDA含量升高,但仍低于对照;抗氧化酶活性和光合作用下降,幼苗生长受到显著抑制.说明外源Si可通过提高黄瓜幼苗叶片抗氧化酶活性来降低膜脂过氧化,通过增加光合作用来提高黄瓜幼苗长势,进而增强对连作障碍的抗性.以2 mmol·L-1Si处理效果最好.     

高温胁迫下三唑酮对黄瓜幼苗某些生理性质的影响

研究了三唑酮浸种对黄瓜幼苗抗热性的影响。结果表明,高温胁迫下黄瓜幼苗子叶叶绿素a、b及可溶性蛋白质含量下降,Chla／b比值、游离脯氩酸和可溶性糖含量增加。20mg／L三唑酮浸种抑制了黄瓜幼苗子叶的叶绿素a、b和可溶性蛋白质含量的下降及可溶性糖含量的增加,但脯氨酸含量降低,Chla／b比值上升。恢复温度后子叶的叶绿素a、b及可溶性蛋白、脯氨酸和可溶性糖含量与胁迫后相比均有不同程度的下降,但三唑酮处理下降的幅度低于对照。综上结果,三唑酮增强了黄瓜幼苗的耐热性。     

多氯联苯对桐花树幼苗生长及膜保护酶系统的影响

通过盆栽实验,研究了不同浓度(180、900、1 800和2 700 μg·kg^-1)多氯联苯(PCBs)对红树植物桐花树幼苗生长、叶绿素含量、膜质过氧化产物丙二醛（MDA）以及膜保护酶系统的影响.结果表明：PCBs对桐花树幼苗的生长有一定的促进作用,随着PCBs浓度的提高,桐花树幼苗的茎高、茎径和茎体积均呈升高趋势;在试验PCBs浓度范围内,桐花树幼苗叶片能保持相对正常的叶绿素水平和相对稳定的叶绿素a/b值,叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a+b含量虽然有所降低,但均未低于对照的75%;叶绿素a/b值有所升高,但均未超过对照的10％.随着PCBs浓度的提高,桐花树幼苗叶片SOD活性呈单峰曲线变化,而POD活性和MDA含量呈单谷曲线变化.红树植物桐花树可通过生理生化机制适应一定浓度的PCBs污染,对PCBs有较强的耐受性和适应性,可用于PCBs污染的植物修复.     

UV-B辐射对黄芩幼苗生长及生理生化指标的影响

对经过11.8 μW·cm-2 UV-B连续辐照7 d后黄芩(Scutellaria baicalensis Georgi)幼苗的生长及一些生理生化指标进行了测定和分析.结果表明:经11.8 μW·cm-2 UV-B辐照7 d后,黄芩幼苗的平均株高和单株平均干质量分别为8.1 cm和0.026 g,与对照无显著差异(P>0.05);叶片的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素及类胡萝卜素含量分别为2.89、1.04、3.93和0.48 mg·g-1,均极显著低于对照(P<0.01);叶绿素a/b比值以及类胡萝卜素/总叶绿素比值分别为2.78和0.122, 分别显著或极显著高于对照(P<0.05,P<0.01);叶片中的CAT和POD活性均极显著高于对照(P<0.01),分别为2 412和2 208 U·g-1;SOD活性(1 228 U·g-1·h-1)较对照略有升高,但差异不显著(P>0.05);叶片中的抗坏血酸(ASA)及游离脯氨酸含量均显著高于对照(P<0.05),分别为11.5 mg·g-1和57.7 μg·g-1;MDA含量高于对照,紫外吸收物相对含量和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性均低于对照,但差异不显著(P>0.05).研究结果显示,11.8 μW·cm-2 UV-B连续辐照7 d对黄芩幼苗的生长无显著抑制作用,黄芩幼苗能够通过自身的抗氧化系统有效减轻UV-B辐射产生的氧化损伤,对UV-B辐射表现出一定的耐受能力.     

硅对连作黄瓜幼苗光合特性和抗氧化酶活性的影响

以‘津研四号’黄瓜品种为试材,研究了叶面喷施不同浓度硅(Si)(0、1、2、3、4、5 mmol·L^-1)对连作黄瓜幼苗生长、光合特性和抗氧化酶活性的影响.结果表明: 在一定浓度(1～3 mmol·L^-1 Si)范围内,施Si可降低幼苗叶片电解质渗漏率(EL)和丙二醛(MDA)含量;提高叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、类胡萝卜素(Car)和总叶绿素含量,叶片净光合速率(P_n)升高;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和过氧化氢酶(CAT)活性均有所提高;黄瓜幼苗株高、茎粗、叶面积及干物质积累量增加.随施Si浓度的进一步增加(4～5 mmol·L^-1),叶片中EL和MDA含量升高,但仍低于对照;抗氧化酶活性和光合作用下降,幼苗生长受到显著抑制.说明外源Si可通过提高黄瓜幼苗叶片抗氧化酶活性来降低膜脂过氧化,通过增加光合作用来提高黄瓜幼苗长势,进而增强对连作障碍的抗性.以2 mmol·L^-1Si处理效果最好.     

光质对花生幼苗叶片光合色素含量及光合特性的影响

在单色LED灯光照条件下,以青花6号花生品种为材料,研究了不同光质对花生幼苗光合色素含量及光合特性的影响.结果表明:与自然光照相比,蓝光(445~470 nm)可显著提高花生幼苗比叶面积、叶绿素a/b值和类胡萝卜素含量,净光合速率、气孔导度、蒸腾速率较高,胞间CO2浓度较低,光合效率显著提高;红光(610~660 nm)显著提高了叶片叶绿素含量,降低了比叶面积、叶绿素a/b值和类胡萝卜素含量,光合效率低于自然光照;绿光(515~520 nm)和黄光(590~595 nm)不利于光合色素的积累,显著抑制了花生幼苗叶片的光合作用.     

硅对低温胁迫下黄瓜幼苗生长的影响

采用砂基培养的方法,研究硅对低温胁迫下黄瓜幼苗生长的影响.结果表明加硅处理能使低温胁迫下的黄瓜幼苗超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性显著升高:丙二醛(MDA)含量和超氧阴离子自由基(O₂^-)产生速率显著下降,叶片质膜透性降低;硅提高了低温胁迫下黄瓜幼苗的可溶性蛋白质和叶绿素含量、叶绿素a/b比值及植株生物量.因此,硅可以减弱低温胁迫对黄瓜幼苗的伤害.     

CO2 浓度升高对两种沈阳城市森林树种光合特性的影响

利用开顶式气室, 研究了CO2浓度升高条件下城市森林主要树种油松(Pinus tabulaefomis)和银杏(Ginkgo biloba)主要光合特性的变化。结果表明, 整个生长季, CO2浓度升高(700 mmol.mol-1)条件下2树种叶片的净光合速率、可溶性糖、淀粉和可溶性蛋白含量均接近或高于相应对照(自然CO2浓度)值, 但不同树种增加的幅度不同; 而2树种的叶绿素含量和Chl a/Chl b值对CO2浓度升高反应不一, 表现为CO2浓度升高条件下油松的叶绿素含量较对照值高, Chl a/Chl b值降低, 银杏的叶绿素含量为前期升高, 后期降低, Chl a/Chl b值变化与之正好相反, 说明城市森林组成树种对CO2浓度升高的响应具有复杂性。CO2浓度升高条件下, 两树种均未发生光合适应现象。     

小麦黄化突变体光合作用及叶绿素荧光特性研究

对小麦自然黄化突变体及其突变亲本(西农1718)的叶绿素含量、光合速率及叶绿素荧光动力学参数进行比较分析.结果显示:(1)突变体金黄株、绿黄株、黄绿株的叶绿素含量均显著低于突变亲本,总叶绿素含量分别为突变亲本的17%、24%和58%,表明该突变体为叶绿素缺乏突变体;3个突变体叶绿素a与叶绿素b的比值(Chl a/Chl b)均小于突变亲本,而且突变体叶绿素含量越低,Chl a/Chl b比值越小,说明该突变体Chl a下降幅度大于Chl b.(2)金黄株净光合速率在孕穗期、开花期仅为突变亲本的5.7%、2.4%;绿黄株净光合速率显著低于突变亲本,为突变亲本的57.7%、43.3%;而叶绿素含量仅为突变亲本一半的黄绿株,其净光合速率接近突变亲本,表明该黄化突变体叶绿素含量在一定范围内单位叶绿素含量的光合效率较高.(3)突变体Fo均显著低于突变亲本;金黄株、绿黄株的Fm,Fv,qP,qN显著低于突变亲本;金黄株Fv/Fm比值(0.671)显著低于突变亲本.研究表明,叶绿素含量在一定范围内减少,未引起突变体叶绿素荧光动力学参数(Fo除外)显著改变,而当叶绿素含量较大程度减少时,这些荧光参数会急剧降低.     

沙木蓼和沙枣对地下水位变化的生理生态响应I.叶片养分、叶绿素、可溶性糖和淀粉的变化

 在甘肃民勤沙生植物园内利用植物蒸腾耗水量观测场,研究了两种优势旱生植物沙木蓼(Atraphaxis frutescens)和沙枣(Elaeagnus angustifolia)叶片中的叶绿素、可溶性糖、淀粉和N、P、K含量等对不同地下水深度(1～3.4 m)的响应。结果表明：1) 1.4 m、2.4 m和3.4 m 3种不同的地下水深度处理,产生了3种差异显著的土壤水分梯度;2) 地下水深度的变化导致了这两种旱生植物叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量、叶绿素a与叶绿素b的比值等的显著变化(p<0.01);3) 地下水深度的增加引起了两种植物叶片可溶性糖含量的升高和淀粉含量的降低;4) 地下水深度的增加引起了两种植物叶片中N、P、K含量的降低;5) 不同的地下水深度引起沙枣和沙木蓼叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量、叶绿素a与叶绿素b的比值、N、P、K含量、可溶性糖和淀粉增加或减少的程度不同。沙枣是非豆科固氮植物,两者的差异是否与固氮作用相关还有待于进一步研究。     

水分胁迫下臭柏（Sabina vulgaris Ant.）光合特性和色素组成的季节变化

在室内砾耕栽培条件下,通过培养液中加入PEG(Polyethylene glycol 分子量为6000)以调节溶液渗透势,设置对照、弱水分胁迫和强水分胁迫3种处理 (培养液渗透势分别为0.02,-0.1,-0.34 MPa), 从1997年开始对臭柏进行长期干旱胁迫模拟实验.2003年测定了臭柏叶片光合色素和光合特性的季节变化.结果表明:对照区气孔导度季节变化在5月和9月份形成了典型的双峰曲线.尽管对照区的气孔导度明显高于其他两个处理,但日光合量却低于弱水分胁迫区.3个处理Chl a/b的比值在11月至翌年3月的低温期内均升高,以强水分胁迫区的增幅最大,其它月份该比值在3个处理之间没有显著的差异.3个处理的叶绿素总量(Chl a+b)在生长季的5～9月份均有不同程度的上升,但其中以强水分胁迫区增幅最小.在11月至翌年3月的低温期,各处理均大幅提高叶黄素总量(V+A+Z)和热耗散色素比例(A+Z)/(V+A+Z) (V:紫黄质、A:单环氧玉米黄质、Z:玉米黄质);在5～7月份的生长高峰期,各处理则明显降低了叶黄素总量和热耗散色素比例.这种趋势在强水分胁迫区表现的更为显著.     

Effect of clinorotation on growth and pigment biosynthesis in etiolated barley plants

Altered gravity conditions (hyper- or hypogravity) leads to changes in metabolic processes in living organisms (Kordyum, 1997). One important subject of plant space biology is the investigation of the effects of microgravity conditions on the development of the photosynthetic apparatus. The impact of microgravity on the photosynthetic apparatus of plants has been studied in a number of space-flight experiments. Particularly, the Chl (a+b) content and Chl a/b ratio were determined in several experiments, however the results did not allow understanding how microgravity affects pigment apparatus of the plants since presented contradictory results [Laurinavichius et al. 1984; Volovik et al, 1999]. To elucidate how clinorotation affects pigment apparatus formation in etiolated plants, we studied morphological characteristics and pigment (chlorophyll and carotenoids) biosynthesis in the first period of greening of barley plants.     

沙木蓼和沙枣对地下水位变化的生理生态响应Ⅰ.叶片养分、叶绿素、可溶性糖和淀粉的变化

在甘肃民勤沙生植物园内利用植物蒸腾耗水量观测场,研究了两种优势旱生植物沙木蓼（Atraphaxis frutescens)和沙棘（Elaeagnus angustifolia)叶片中的叶绿素、可溶性糖,淀粉和N、P、K、含量等对不同地下水深度（1－3．4m）的响应。结果表明：1）1.4m,2.4m和3．4m 3种不同地的地下水深度处理,产生了3种差异显著的土壤水分梯度;2）地下水深度的变化导致了这两种旱生植物叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量、叶绿素a与叶绿素b的比值等的显著变化（P＜0．01）;3）地下水深度的增加引起了两种植物叶片可溶性糖含量的升高和淀粉含量的降低;4）地下水深度的增加引起了两种植物叶片中N、P、K含量的降低;5）不同的地下水深度引起沙棘和沙木蓼叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量、叶绿素a与叶绿素b的比值、N、P、K含量,可溶性糖和淀粉增加或减少的程度不同。沙棘是非豆科固氮植物,两者的差异是否与固氮作用相关还有待于进一步研究。     

Differences in pigment composition, photosynthetic rates and chlorophyll fluorescence images of sun and shade leaves of four tree species.

The differential pigment composition and photosynthetic activity of sun and shade leaves of deciduous (Acer pseudoplatanus, Fagus sylvatica, Tilia cordata) and coniferous (Abies alba) trees was comparatively determined by studying the photosynthetic rates via CO(2) measurements and also by imaging the Chl fluorescence decrease ratio (R(Fd)), which is an in vivo indicator of the net CO(2) assimilation rates. The thicker sun leaves and needles in all tree species were characterized by a lower specific leaf area, lower water content, higher total chlorophyll (Chl) a+b and total carotenoid (Cars) content per leaf area unit, as well as higher values for the ratio Chl a/b compared to the much thinner shade leaves and needles that possess a higher Chl a+b and Cars content on a dry matter basis and higher values for the weight ratio Chls/Cars. Sun leaves and needles exhibited higher rates of maximum net photosynthetic CO(2) assimilation (P(Nmax)) measured at saturating irradiance associated with higher maximum stomatal conductance for water vapor efflux. The differences in photosynthetic activity between sun and shade leaves and needles could also be sensed via imaging the Chl fluorescence decrease ratio R(Fd), since it linearly correlated to the P(Nmax) rates at saturating irradiance. Chl fluorescence imaging not only provided the possibility to screen the differences in P(N) rates between sun and shade leaves, but in addition permitted detection and quantification of the large gradients in photosynthetic rates across the leaf area existing in sun and shade leaves.     

不同透光环境下红松光合色素含量的季节变动及应对策略

研究了辽东山区天然次生林内3种不同透光环境(强度透光、中度透光和弱度透光)下红松针叶光合色素(叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、类胡萝卜素(Car)和叶绿素总量(Chl T))应对光环境季节变动做出的适应性调整。结果表明,随季节的变动(从春季至秋季),林分透光孔隙度逐渐减小。春季,透光度越大,红松叶绿素含量越高,Chl a/b值升高,Car/Chl T值降低;夏季,不同透光条件对红松光合色素含量无影响;秋季,各类透光条件下红松光合色素含量总体表现为升高的趋势,强度透光与中度透光条件红松针叶Chl a/b显著大于弱度透光,3种透光条件下红松Car/Chl T均降低。在春季红松开始生长前进行适当抚育,能提高光合色素含量,增强光合作用能力,促进生长。     

竹柏2种颜色叶片的光合特性研究

为了解竹柏(Podocarpus nagi)的光合特性,以3 a生全绿叶和花叶竹柏为材料,测定其光合色素含量和气体交换参数。结果表明,全绿叶竹柏叶片的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、叶绿素a+b、叶绿素a/b和叶绿素a+b/类胡萝卜素均显著高于花叶竹柏;全绿叶竹柏叶片的初始量子效率、最大光合速率和暗呼吸速率均显著高于花叶,而光饱和点和光补偿点均显著低于花叶;全绿叶竹柏叶片的初始羧化效率、光合速率、CO2饱和点和光呼吸速率均高于花叶,而CO2补偿点低于花叶。2种颜色叶片的气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率均随着光合有效辐射的增大而增大,且均表现为全绿叶花叶,而胞间CO2浓度则相反,表现为花叶全绿叶。因此,全绿叶竹柏利用弱光的能力强于花叶竹柏,而花叶竹柏利用强光的能力更强,在园林绿化配置中,可根据2种颜色叶片的光合特性合理配置。     

Low growth temperature-induced changes to pigment composition and photosynthesis in Zea mays genotypes differing in chilling sensitivity

The effects on pigment composition and photosynthesis of low temperature during growth were examined in the third leaf of three chilling-tolerant and three chilling-sensitive genotypes of Zea mays L. The plants were grown under a controlled environment at 24 or 14 °C at a photon flux density (PFD) of 200 or 600 μ mol m^–2 s^–1. At 24 °C, the two classes of genotypes showed little differences in their photosynthetic activity and their composition of pigments. At 14 °C, photosynthetic activity was considerably reduced but the chilling-tolerant genotypes displayed higher photosynthetic rates than the chilling-sensitive ones. Plants grown at 14 °C showed a reduced chlorophyll (Chl) a + b content and a reduced Chl a / b ratio but an increased ratio of total carotenoids to Chl a + b . These changes in pigment composition in plants grown at low temperature were generally more pronounced in the chilling-sensitive genotypes than in the tolerant ones, particularly at high PFD. Furthermore, at 14 °C, all the genotypes showed increased ratios of lutein, neoxanthin and xanthophyll-cycle carotenoids to Chl a + b but a reduced ratio of β -carotene to Chl a + b , especially at high PFD. At 14 °C, the chilling-tolerant genotypes, when compared with the sensitive ones, were characterized by higher contents of β -carotene and neoxanthin, a lower content of xanthophyll-cycle carotenoids, a lower ratio of xanthophylls to β -carotene, and less of their xanthophyll-cycle carotenoid pool in the form of zeaxanthin. These differences between the two classes of genotypes were more pronounced at high PFD than at low PFD. The results are discussed in terms of the relationship that may exist in maize between pigment composition and the capacity to form an efficient photosynthetic apparatus at low growth temperature.