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.     

落叶松幼苗光合特性对氮和磷缺乏的响应

为探讨落叶松幼苗光合特性对氮、磷营养缺乏的响应规律,在温室内用砂培方法培养和处理落叶树幼苗,测定了净光合速率和叶绿素荧光等反映其光合能力的参数,分析了落叶松幼苗的光合特性对氮、磷营养缺乏的响应规律.结果表明,氮素供应不足(1mmol·L^-1)时,落叶松幼苗针叶的全氮含量、叶绿素含量和净光合速率与对照相比都显著降低,分别下降了37%、31%和59%,同时,F_v/F_m(反映光系统II最大光能转换效率)和F_v/F_o(反映光系统II潜在活性)也分别下降了22%和57%,而叶片可溶性蛋白含量只有微弱下降.磷素供应不足(1/8mmol·L^-1)时,叶片全氮和全磷含量、叶绿素含量、叶片可溶性蛋白含量和F_v/F_m与对照相比差异均不显著,净光合速率和F_v/F_o下降13%.氮、磷同时缺乏时,上述各项指标的变化与单独缺氮处理的相似,这意味着本实验中缺磷处理(1/8mmol·L^-1)对落叶松幼苗光合特性影响相对较小.     

不同光强下高锰对黄瓜光合作用特性的影响

采用营养液培养的方法,研究了不同光强下高锰对黄瓜植株生长、叶绿素含量、叶绿素荧光参数和光合作用的影响.结果表明,高锰处理抑制了黄瓜植株的生长,与弱光处理相比强光下抑制幅度更加显著.强光下,高锰处理显著降低叶绿素含量,但降低光强却增加其含量.强光下,高锰处理显著降低原初光能转换效率(F_v/F_m)、光合电子传递量子效率(ΦPSII)和光化学猝灭系数(qP);弱光下,高锰处理对F_v/F_m和qP无显著影响.高锰处理使净光合速率(P_n)和气孔导度(G_s)下降.尤其是在强光下下降幅度更大.高锰处理使细胞间CO₂浓度(C_i)在强光下升高,而在弱光下则下降.与C_i相反,高锰处理使气孔限制值(L_s)在强光下下降,而在弱光下上升.因此,强光下高锰胁迫使净光合速率下降可能是由非气孔限制引起的,而弱光下高锰处理使净光合速率下降可能是由气孔因子限制引起的.     

海水处理对不同产地菊芋幼苗光合作用及叶绿素荧光特性的影响

种植抗盐耐海水经济作物是合理开发利用沿海滩涂和海水资源、培育耐盐植物的有效措施之一。该研究以不同产地菊芋(Helianthus tuberosus)为试验材料研究了海水处理对菊芋幼苗生长、光合作用和叶绿素荧光特性的影响。结果表明:1)随着海水浓度的增加,各地菊芋幼苗根、地上部的鲜重和干重均降低,但盐城菊芋幼苗地上部和根鲜重及干重降低的幅度小于武威和烟台菊芋幼苗。2)随着海水浓度的增加,各地菊芋叶片的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、水分利用效率(WUE)、气孔导度(G_s)和气孔限制值(L_s)均降低,而细胞间隙CO₂浓度(C_i)增大,且在各处理下盐城菊芋较武威和烟台菊芋叶片P_n和T_r大,而盐城菊芋在15%海水处理下,WUE和C_i较武威及烟台菊芋低,G_s和L_s较武威和烟台菊芋高。3)随着海水浓度的增加,各地菊芋叶片的初始荧光(F_o)、最大荧光(F_m)、可变荧光(F_v)、恒态荧光(F_s)、恒态荧光与初始荧光差值(ΔF_o)、PSⅡ潜在光化学效率(F_v/F_o)和PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)均降低,且在各处理下盐城菊芋较武威和烟台菊芋叶片F_m、F_v、F_s、F_v/F_o大。随着海水浓度的增加,盐城菊芋叶片电子传递速率(ETR)、光化学荧光猝灭系数(q_P)和光化学速率变化幅度不大,武威和烟台菊芋在30%海水处理下显著下降,较盐城菊芋小,各处理下菊芋叶片的PSⅡ实际光化学效率(Φ_PSⅡ)变化也不一致,盐城和武威菊芋叶片的Φ_PSⅡ在15%海水处理较0和30%海水处理下大,而烟台菊芋叶片的Φ_PSⅡ在0海水处理下最大。4)随着海水浓度的增加,各地菊芋叶片的叶绿素a(Chla)含量均降低,而叶绿素b(Chlb)含量没显著差异,且在各处理下盐城菊芋较武威和烟台菊芋叶片Chla含量大,武威和盐城菊芋叶片的Chla/Chlb比值均降低,烟台菊芋叶片的Chla/Chlb比值在0和15%海水处理下没差异。可见海水处理对菊芋幼苗生长发育、光合作用和叶绿素荧光特性均有影响,随海水浓度的增加,其效应越明显,但对各来源地菊芋幼苗的影响不一致,盐城菊芋幼苗表现为更耐海水。     

铅污染对烤烟光合特性、产量及其品质的影响

为研究土壤中Pb污染对烤烟(Nicotiana tabacum)叶片光合特性、烟叶品质及其产量的影响,对烤烟主栽品种‘云烟85’进行了盆栽条件下的Pb污染实验,实验浓度为0、150、300、450、600、750和1 000 mg·kg^-1(以纯Pb²⁺计),分别于团棵期、现蕾期和采收期测定叶片光合特性的变化,并在采收期测定烟叶产量和烤后烟叶的品质变化。结果表明:在3个生育时期,Pb污染下供试烤烟品种叶片净光合速率(P_n)和气孔导度(G_s)均随Pb浓度的升高而下降,而胞间CO₂浓度(C_i)随Pb浓度的升高先增加后下降;PSⅡ活性(F_v/F_o)、最大光能转换效率(F_v/F_m)、光化学猝灭系数(q_P)、非光化学猝灭系数(NPQ)、电子传递的量子产率(Ф_PSⅡ)、表观电子传递速率(ETR)和烟叶产量均随Pb浓度的升高而下降,不利于烟叶充分地利用捕光色素所吸收的光能,降低其光能利用效率,从而降低了光合速率;烤烟烟叶品质指标糖/碱比和氮/碱比升高,糖/碱比和氮/碱比分别为9.52~11.96和1.05~1.23,分别大于7(优质烟叶标准)和1(优质烟叶标准),不利于烟叶香吃味的形成。     

缺磷强光下脐橙的过剩能量耗散机制

采用营养液培养的方法,对缺磷强光下脐橙的过剩能量耗散机制进行了研究.结果表明,在强光下,用缺磷营养液处理脐橙后,光合色素含量、净光合速率P_n、光呼吸速率P_r、最大荧光F_m、光化学效率F_v/F_m和电子传递速率ETR下降,初始荧光F_o和光呼吸/光合比P_r/P_n升高.叶绿素荧光的非光化学猝灭的快相qNf下降,中间相qNm和慢相qNs升高.用DTT处理后F_o升高,qNm和qNs下降,qNf无明显变化.缺磷强光胁迫加剧了脐橙光合作用的光抑制,进而启动了多种能量耗散机制.     

水分胁迫下山黧豆中ABA及ODAP的积累研究

用PEG、PEG+ABA、ABA分别处理15d龄的山黧豆幼苗,取其叶片为实验材料,测定内源ABA、ODAP、MDA和H₂O₂含量以及几种抗氧化酶活性,结果表明,与对照相比处理材料叶片中ABA和ODAP含量显著增加;外源ABA的加入降低了PEG胁迫引起的MDA和H₂O₂含量的增加,延缓了PEG胁迫引起的CAT活性的衰减,提高了GR活性.用外源ABA长时间处理山黧豆,发现叶片中ABA含量显著增加,随后出现ODAP的积累;ABA处理初期(0～3d)对叶片中活性氧代谢影响不大,随着ABA处理时间的延长(7～15d),可引起叶片中SOD、POD、CAT、GR活性的降低,MDA、H₂O₂含量的增加,表明ABA确实可促进ODAP的积累.     

不同小麦进化材料生育后期光合特性和产量

以二倍体野生一粒小麦(Triticum boeoticum)、栽培一粒小麦(T. monococcum)、节节麦(Aegilops tauschii)和黑麦(Secale cereale)、四倍体野生二粒小麦(T. dicoccoides)、栽培二粒小麦(T. dicoccum)、硬粒小麦(T. durum)、六倍体普通小麦(T. aestivum)‘扬麦9号’和‘扬麦158’及八倍体小黑麦(Triticale)为材料,采用盆栽试验研究了不同小麦进化材料生育后期旗叶光合特性的演变及产量的差异。结果表明,与六倍体普通小麦和八倍体小黑麦相比,二倍体和四倍体材料在开花前具有较高的光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、最大光能转换效率(F_v/F_m)和实际光化学效率(Φ_PSⅡ)。开花以后,二倍体和四倍体材料受非气孔因素的影响,光合能力下降较快;除黑麦外,旗叶光合速率在开花10 d后都低于普通小麦和小黑麦,胞间CO₂浓度(C_i)迅速增加,F_v/F_m、Φ_PSⅡ和叶绿素含量快速下降。二倍体和四倍体材料开花前单株总叶面积和旗叶叶面积较大,花后下降迅速,功能期短;单株穗数也较多,但穗粒数、千粒重、产量和收获指数却显著低于普通小麦。因此,小麦长期进化过程中,普通小麦花后较高的光合能力及较长的光合持续期是提高千粒重,进而提高产量的重要生理基础。     

钙与脱落酸对干旱胁迫下黄瓜幼苗光合及相关酶活性的影响

为探讨在干旱胁迫下钙与脱落酸对黄瓜幼苗光合作用及相关酶活性的影响,以黄瓜为试材,正常营养液栽培为对照,利用PEG-6000(聚乙二醇)营养液添加模拟干旱胁迫,设干旱胁迫条件下幼苗叶片喷施清水、脱落酸(ABA)、CaCl₂+ABA、LaCl₃(钙离子通道抑制剂)+ABA及EGTA(钙离子螯合剂)+ABA等5个处理.结果表明: 干旱胁迫抑制了黄瓜幼苗的营养生长、降低了幼苗叶片的抗氧化酶和硝酸还原酶活性,以及光合作用和荧光参数等,通过叶面喷施ABA减小了幼苗叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,以及光合作用(P_n、g_s)和荧光参数(F_v′/F_m′、q_P和ETR)的下降幅度,有效缓解了干旱胁迫对植株造成的伤害;喷施CaCl₂+ABA显著促进了ABA的这种正向缓解作用,而喷施LaCl₃+ABA和EGTA+ABA都没有表现出促进作用.     

5-羟色胺在红树植物秋茄幼苗抗寒中的作用

5-羟色胺(5-HT)不仅能参与植物的生长发育,还可以延缓衰老及应对非生物胁迫。为探明5-HT在调控红树林抗寒中的作用,以红树植物秋茄为试验材料,研究抗寒锻炼和喷施DL-4-氯苯丙氨酸(p-CPA, 5-HT合成抑制剂)对低温胁迫下秋茄幼苗叶片气体交换参数、CO₂响应曲线(A/Ca)和内源植物激素含量的影响。结果表明：低温胁迫显著降低了秋茄幼苗叶片5-HT、叶绿素、内源生长素(IAA)、赤霉素(GA)和脱落酸(ABA)含量,减弱了其利用CO₂的能力,降低了净光合速率,抑制了初始羧化效率。低温胁迫下施用外源p-CPA降低了秋茄幼苗叶片光合色素、内源各激素和5-HT含量,加剧了低温胁迫对秋茄幼苗叶片光合功能的伤害。抗寒锻炼可有效降低低温胁迫下秋茄幼苗叶片内源IAA含量,促使植株产生更多的5-HT,提高了叶片光合色素、GA、ABA含量和初始羧化效率,提升了光合碳同化能力,最终提高了秋茄幼苗叶片的光合作用;抗寒锻炼下喷施p-CPA会显著抑制秋茄幼苗叶片5-HT合成,促进IAA产生,同时降低光合色素、GA、ABA含量和初始羧化效率,减弱抗寒锻炼对红树林...     

Drought and Oxidative Load in the Leaves of C3 Plants: a Predominant Role for Photorespiration?

Although active oxygen species are produced at high rates inboth the chloroplasts and peroxisomes of the leaves of C₃ plants,most attention has focused on the potentially damaging consequencesof enhanced chloroplastic production in stress conditions suchas drought. This article attempts to provide quantitative estimatesof the relative contributions of the chloroplast electron transportchain and the glycolate oxidase reaction to the oxidative loadplaced on the photosynthetic leaf cell. Rates of photorespiratoryH₂O₂ production were obtained from photosynthetic and photorespiratoryflux rates, derived from steady-state leaf gas exchange measurementsat varying irradiance and ambient CO₂. Assuming a 10 % allocationof photosynthetic electron flow to the Mehler reaction, photorespiratoryH₂O₂ production would account for about 70 % of total H₂O₂ formedat all irradiances measured. When chloroplastic CO₂ concentrationrates are decreased, photorespiration becomes even more predominantin H₂O₂ generation. At the increased flux through photorespirationobserved at lower ambient CO₂, the Mehler reaction would haveto account for more than 35 % of the total photosynthetic electronflow in order to match the rate of peroxisomal H₂O₂ production.The potential signalling role of H₂O₂ produced in the peroxisomesis emphasized, and it is demonstrated that photorespiratoryH₂O₂ can perturb the redox states of leaf antioxidant pools.We discuss the interactions between oxidants, antioxidants andredox changes leading to modified gene expression, particularlyin relation to drought, and call attention to the potentialsignificance of photorespiratory H₂O₂ in signalling and acclimation.     

短期CO2加富对凤梨光合作用及生长发育的影响

 研究了CO₂加富对丹尼斯凤梨（Guzmania`Denise’）和吉利凤梨（Guzmania `Cherry’）叶片光合速率、植株生长、开花和光合相关酶活性的 影响。结果表明,处理30 d期间,处理(600±40)、(900±40) μmol CO₂&;#8226;mol^-1的净光合速率分别比同期对照增加了6.24%～31.91%和11.92%～ 41.48%;CO₂加富下促进了叶片中可溶性糖和淀粉的积累, 蒸腾速率和气孔导度下降,Rubisco活性增加,乙醇酸氧化酶活性则明显下降。(600 ±40)μmol CO₂&;#8226;mol^-1处理下的株高、叶面积分别比同期对照下增加了6.94%～14.63%和1.66%～7. 06%,而处理(900±40) μmol CO₂&;#8226;mol^-1下 分别增加了9.71%～20.85%和2.87%～11.62%;CO₂加富下促进了干重和鲜重的积累。此外,CO₂加富提前了吉利凤梨的花期。     

Na2CO3胁迫下星星草幼苗活性氧及保护酶活性的变化

对低浓度Na₂CO₃胁迫下星星草幼苗相对电导率、O^-₂产生速率、H₂O₂含量以及保护酶CAT、SOD和POD活性的研究结果表明,低盐胁迫1 d后,星星草幼苗细胞膜的通透性、O^-₂产生速率、H₂O₂含量及保护酶活性都随着盐胁迫的加剧而升高,其具体的变化规律与盐胁迫强度和幼苗细胞膜的受损伤程度密切相关,但相关关系的性质上具有差异。     

青海省三江源区人工草地生态系统CO2通量

 了解三江源人工草地净生态系统CO₂交换(Net ecosystem CO₂ exchange, NEE)的季节变化规律和主要生物因子及环境因子对这些过程的影响将有助于认识青藏高原人工草地生态系统碳循环、生态价值、功能,以及对三江源区的生态安全的重要意义。该研究利用涡度相关技术,于2005年9月1日至2006年8月31日对位于青海腹地的垂穗披碱草（Elymus nutans）人工草地的NEE及生物和环境因子进行观测, 阐明NEE及其组分的动态变化特征和影响因子。三江源区人工草地生态系统的日最大吸收量为2.38 g C·m^－2·d^－1,出 现在7月30日。日间最大吸收率和最大排放率都出现在8月,分别为-6.82和2.95μmol CO₂·m^－2·s^－1。在生长季, 白天的NEE主要受光合有效辐射(Photosynthe tically active rad iation, PAR)变化控制,同时又与叶面积指数和群落多样性交互作用,共同调节光合速率和光合效率的强度。最大光合同化速率为2.46～10.39μmol CO₂·m^－2·s^－1,表观初始光能利用率为0.013～0.070μmol CO₂·μmol^－1 PAR。 在碳交换日过程中,NEE并不完全随着 PAR的增加而增大,当PAR超过某一值（>1 200μmol ·m^－2·s^－1）时,NEE随PAR的增加而降低。受温度的影响,生长季的生态系统的呼吸商Q₁₀（1.8）小于非生长季节的 2.6）。 生态系统呼吸主要受温度的控制,同时也受到叶面积指数的显著影响。生长季昼夜温差大并不利于生态系统的碳获取。 三江源区人工草地生态系统是一个较强的碳汇,为-49.35 g C·m^－2·a^－1。     

硝酸镧对碱胁迫下黑麦草幼苗生长和光合生理的影响

在150 mmol·L^-1 NaHCO₃胁迫下,研究了不同浓度硝酸镧对黑麦草幼苗生长的影响及其对叶片光合生理响应的调节作用。结果表明,叶面喷施低浓度硝酸镧(0.05 mmol·L^-1)预处理显著减小了碱胁迫下黑麦草幼苗生物量、叶片叶绿素和类胡萝卜素含量、叶绿体希尔反应、光合电子传递、光合磷酸化、Mg²⁺ ATP酶、RuBP羧化酶活性和光合效率的下降幅度,却对光呼吸调节酶乙醇酸氧化酶活性无明显影响。而高浓度硝酸镧(0.5 mmol·L^-1)预处理不仅对碱胁迫没有缓解作用,反而加重了碱胁迫伤害。因此,适宜浓度硝酸镧可以通过改善光合功能从而缓解碱胁迫对黑麦草幼苗生长的抑制作用。     

CO2浓度增加和不同氮肥水平对冬小麦根系呼吸及生物量的影响

 依托FACE(Free-air CO₂ enrichment)研究平台, 利用特制分根集气生长箱, 采用静态箱-GC(Gas chromatography)法, 连续两年研究 了大气CO₂浓度升高和不同氮肥水平对冬小麦拔节期、孕穗抽穗期和灌浆末期的根系呼吸及生物量的影响。两季结果表明, CO₂浓度升高和高氮 肥量均不同程度地增加了3个阶段的地上部和地下部的生物量, 这有利于增加根茬的还田量; CO₂浓度升高对冬小麦不同生长阶段的根系呼吸影 响不同, 在拔节期影响较小;孕穗抽穗期显著增加了根系呼吸, 2004~2005季分别增加33.8%(148.1 mg N&;#8226;kg^-1 干土, HN)和43.9%(88.9 mg N&;#8226;kg^-1 干土, LN), 2005~2006季分别为23.8%(HN)和28.9%(LN); 而灌浆末期显著降低了根系呼吸, 2004~2005季分别降低31.4%(HN)和23.3% (LN), 2005~2006季分别为25.1%(HN)和18.5%(LN); 高施氮量比低施氮量促进了根系呼吸; 随着作物生长根系呼吸与地下生物量呈显著线性负相 关, 高CO₂环境中的R²变小,表明随着作物生长发育高CO₂浓度降低了作物根系呼吸与地下部生物量积累间的相关性.     

C3和C4植物光合途径的适应性变化和进化

 高等植物大多为C₃植物, C₄植物和景天酸代谢(Crassulacean acid metabolism, CAM)植物是由C₃植物进化而来的。C₄途径的多源进化表明, 光合途径由C₃途径向C₄途径的转变相对简单。该文分析研究了植物光合途径的进化前景, 指出C₄植物是从C₃植物进化而来的高光效种类, 且地质时期以来降低的大气CO₂浓度和升高的大气温度以及干旱和盐渍化是C₄途径进化的外部动力。C₃植物的C₄途径的发现说明植物的光合途径并非是一成不变的, C₃和C₄植物的光合特征具有极大的可塑性, 某些环境的变化会引起植物光合途径在C₃和C₄途径之间转变。C₃植物具有的C₄途径是环境调控的产物, 是对逆境的适应性进化结果, 因而光合途径的转变也适用于干旱地区植被的适应性生存机理研究。该文还利用国外最新的C₄光合进化模型介绍了植物在进化C₄途径中所经历的7个重要时期(从分子基础到形态基础、结构基础, 再到物质代谢水平、光合酶活水平, 直到C3和C4途径协调运转时期, 最后达到形态与功能最优化阶段), 并结合全球气候变化的特点对国内外相关领域的研究进行了分析, 总结了植物光合途径的适应性转变和进化的研究成果, 为今后的相关工作提出建议。     

高温胁迫下外源钙对菊花叶片光合机构与活性氧清除酶系统的影响

以切花菊品种‘神马’为材料,研究了高温胁迫下外源Ca²⁺对菊花光合系统及活性氧清除酶系统的影响,探讨了Ca²⁺可能的作用机制.结果表明：高温胁迫下外源Ca²⁺抑制了净光合速率(P_n）与实际量子效率（Φ_PSⅡ）的大幅度降低,24 h后,二者分别比对照高出31.11％与21.88％,而初始荧光（F_o）比对照降低了13.19％;Ca²⁺明显激活了高温胁迫下叶片超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）的活性,活性氧得到及时清除,24 h后,膜脂过氧化产物丙二醛（MDA）的积累量与相对电导率（REC）分别比对照降低29.20％与35.81％,缓解了短期高温胁迫对菊花光合系统的破坏.     

Simultaneous and independent effects of abscisic acid on stomata and the photosynthetic apparatus in whole leaves

(±)-Abscisic acid (ABA) at 10^-5 M was added to the transpiration stream of leaves of 16 species (C₃ and C₄, monocotyledons and dicotyledons). Stomatal responses followed one of three patterns: i) stomata that were wide and insensitive to CO₂ initially, closed partially and became sensitive to CO₂; ii) for stomata that were sensitive to CO₂ before the application of ABA, the range of highest sensitivity to CO₂ shifted from high to low intercellular partial pressures of CO₂, for instance in leaves of Zea mays from 170–350 to 70–140 bar; iii) when stomata responded strongly to ABA, their conductance was reduced to a small fraction of the initial conductance, and sensitivity to CO₂ was lost. The photosynthetic apparatus was affected by applications of ABA to various degrees, from no response at all (in agreement with several previous reports on the absence of effects of ABA on photosynthesis) through a temporary decrease of its activity to a lasting reduction. Saturation curves of photosynthesis with respect to the partial pressure of CO₂ in the intercellular spaces indicated that application of ABA could produce three phenomena: i) a reduction of the initial slope of the saturation curve (which indicates a diminished carboxylation efficiency); ii) a reduction of the level of the CO₂-saturated rate of assimilation (which indicates a reduction of the ribulose-1,5-bisphosphate regeneration capacity); and iii) an increase of the CO₂ compensation point. Photosynthesis of isolated mesophyll cells was not affected by ABA treatments. Responses of the stomatal and photosynthetic apparatus were usually synchronous and often proportional to each other, with the result that the partial pressure of CO₂ in the intercellular spaces frequently remained constant in spite of large changes in conductance and assimilation rate. Guard cells and the photosynthetic apparatus were able to recover from effects of ABA applications while the ABA supply continued. Recovery was usually partial, in the case of the photosynthetic apparatus occasionally complete. Abscisic acid did not cause stomatal closure or decreases in the rate of photosynthesis when it was applied during a phase of stomatal opening and induction of photosynthesis that followed a transition from darkness to light.Abbreviations and symbols A rate of CO₂ assimilation - ABA (±)-abscisic acid - c _a partial pressure of CO₂ in the ambient air or in the gas supplied to the leaf chambers - c _i partial pressure of CO₂ in the intercellular spaces of a leaf - e _a partial pressure of H₂O in the air - g conductance for water vapor - J quantum flux - T ₁ leaf temperature     

Acclimation of nitrogen uptake capacity of rice to elevated atmospheric CO2 concentration

Background and Aims: Nitrogen (N) is a major factor affecting yield gain of cropsunder elevated atmospheric carbon dioxide concentrations [CO₂].It is well established that elevated [CO₂] increases root mass,but there are inconsistent reports on the effects on N uptakecapacity per root mass. In the present study, it was hypothesizedthat the responses of N uptake capacity would change with theduration of exposure to elevated [CO₂]. Methods: The hypothesis was tested by measuring N uptake capacity inrice plants exposed to long-term and short-term [CO₂] treatmentsat different growth stages in plants grown under non-limitingN conditions in hydroponic culture. Seasonal changes in photosynthesisrate and transpiration rate were also measured. Key Results: In the long-term [CO₂] study, leaf photosynthetic responsesto intercellular CO₂ concentration (Ci) were not affected byelevated [CO₂] before the heading stage, but the initial slopein this response was decreased by elevated [CO₂] at the grain-fillingstage. Nitrate and ammonium uptake capacities per root dry weightwere not affected by elevated [CO₂] at panicle initiation, butthereafter they were reduced by elevated [CO₂] by 31–41% at the full heading and mid-ripening growth stages. In theshort-term study (24 h exposures), elevated [CO₂] enhanced nitrateand ammonium uptake capacities at the early vegetative growthstage, but elevated [CO₂] decreased the uptake capacities atthe mid-reproductive stage. Conclusions: This study showed that N uptake capacity was downregulated underlong-term exposure to elevated [CO₂] and its response to elevated[CO₂] varied greatly with growth stage.