NaCl胁迫抑制玉米幼苗光合作用的可能机理

用NaCl 100mmol/L处理玉米幼苗,216 h内不同时间分别测叶片光合速率及其它生理指标,结果表明随处理时间的延长,光合速率下降,气孔导度减小,细胞间隙CO2浓度先降低后升高(图1);叶片MDA(图5a)、Cl-、Pi(图4)及可溶性糖(图2b)含量增加;质膜透性增大(图2a);Chla/Chl b(图3b)及Fv/Fm(图5b)减小;MDH、PEPC酶活性降低(图6).细胞间隙CO2浓度的变化,说明光合速率下降的原因短时间内以渗透胁迫产生的气孔限制因素为主,长时间时以非气孔因素为主.Cl-多对细胞产生离子毒害,Pi的增多可竞争性地抑制RuBP羧化酶的活性.MDA的增加表明活性氧增多,活性氧通过使酶失活和膜伤害抑制细胞生长,使细胞内糖利用减少,可溶性糖含量增加,进而反馈性地抑制光合作用.活性氧还可以漂白叶绿素、增强光抑制及使与光合作用有关的酶失活,而抑制光合作用.因此,NaCl胁迫下光合作用降低的原因是多因素共同作用的结果,短时间内以气孔限制因素为主,长时间时以非气孔因素为主,在非气孔因素中活性氧的增加是主导因素.     

NaCI胁迫对盐芥和拟南芥光合作用的影响

本研究检测了与盐芥(Ghellungiella halophila)和拟南芥(Arabidopsis thaliana)光合作用相关的叶绿素、净光合速率(photosynthetic rate,Pn)、气孔导度(stomatal conductance,Gs)、胞间隙CO2浓度以及叶绿素荧光参数等指标,观察到随着NaCl浓度逐渐增加,盐芥的叶绿素a／b值(Chl a／Chl b)、类胡萝卜素／总叶绿素值(Car／Chl)显著高于拟南芥,且二比值变化幅度较小并保持较高水平。盐胁迫下拟南芥净光合速率下降、气孔导度下降和胞间CO2浓度减小。气孔因素是引起拟南芥光合能力下降的主要因素。叶绿素荧光参数的变化表明,50-200 mmol·L-1NaCl降低拟南芥叶绿体对光能的吸收能力,而且降低叶绿体的光化学活性,使电子传递速率和光能转化效率大幅度下降,造成光能转化为化学能的过程受阻,进一步加剧了光合放氧和碳同化能力的降低。而50-200 mmol·L-1NaCl胁迫没有使盐芥的光合作用受到不良影响。     

NaCl 胁迫对盐芥和拟南芥光合作用的影响

本研究检测了与盐芥(Ghellungiella halophila)和拟南芥(Arabidopsis thaliana)光合作用相关的叶绿素、净光合速率(photosynthetic rate, Pn)、气孔导度(stomatal conductance, Gs)、胞间隙CO2浓度以及叶绿素荧光参数等指标, 观察到随着NaCl浓度逐渐增加, 盐芥的叶绿素a/b值(Chl a/Chl b)、类胡萝卜素/总叶绿素值(Car/Chl)显著高于拟南芥, 且二比值变化幅度较小并保持较高水平。盐胁迫下拟南芥净光合速率下降、气孔导度下降和胞间CO2浓度减小。气孔因素是引起拟南芥光合能力下降的主要因素。叶绿素荧光参数的变化表明, 50-200 mmol.L-1 NaCl降低拟南芥叶绿体对光能的吸收能力, 而且降低叶绿体的光化学活性, 使电子传递速率和光能转化效率大幅度下降,造成光能转化为化学能的过程受阻,进一步加剧了光合放氧和碳同化能力的降低。而50-200 mmol.L-1 NaCl 胁迫没有使盐芥的光合作用受到不良影响。     

NaCl胁迫对盐桦幼苗生理特性的影响

利用不同NaCl浓度的土壤处理1年生盐桦幼苗,在不同时间分别测定叶片气体交换参数、叶绿素含量及主要渗透物质含量,以探讨盐桦的耐盐机理.结果显示:(1)随着NaCl浓度的增加,净光合速率(P_n)呈下降趋势,当NaCl浓度小于1.6%时,P_n下降以非气孔因素为主,当NaCl浓度大于1.6%时,P_n下降以气孔因素为主;叶片中叶绿素(Chl)含量呈现在1%时有所增加尔后下降的趋势,Chl a/b值则直接降低;相对电导率(Rc)、脯氨酸(Pro)含量、丙二醛(MDA)含量、可溶性糖(Ss)含量均在1.0%～1.8% NaCl呈上升趋势,而在1.8%～2.2% NaCl呈下降趋势;(2)不同盐胁迫时间对气孔导度、胞间CO_2浓度、蒸腾速率、Rc、Ss影响显著,对于P_n、Chl、Pro、MDA影响不显著;(3)盐桦幼苗在1.8% NaCl时能够正常生长,而在2.2% NaCl时全部死亡.     

花期海蓬子对盐胁迫的生理响应

研究了花期阶段不同浓度NaCl(0、10‰、20‰、30‰、40‰、50‰和60‰)对海蓬子(Salicornia bigelovii)生长、光合色素、光合作用参数、抗氧化和离子含量的影响.结果表明:10‰NaCl盐处理下海蓬子株高、茎生物量、叶绿素(Chl)含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)、茎SOD活性和POD活性等指标值均显著高于其它处理,而高盐(40‰NaCl及其以上)胁迫下,上述指标值均表现为下降,同时茎K+含量也显著下降,而茎Na+、Cl、Na+/K+和MDA含量等显著上升.相关分析显示,生物量与Chl a/Chl b呈现显著正相关,与株高、茎Pn、Gs、Ci、Chl、Chl含量、K+含量、SOD和POD活性呈现极显著正相关,与气孔限制值(Ls)、Car/Chl、MDA含量、Cl含量和Na+/K+等均呈极显著负相关.综上所述,10‰NaCl处理是花期海蓬子生长和光合生长的最适宜盐度,而无盐和高盐下海蓬子光合抑制主要是来自气孔因素,同时高盐胁迫下还伴随着非气孔限制.     

黄连木对干旱胁迫的生理响应

研究了自然干旱条件下黄连木（Pistacia chinensis Bunge）的生理变化。结果表明,随土壤含水量的减少,叶绿素b含量、光合速率、叶片相对含水量与叶水势均下降;叶绿素a和可溶性糖含量、叶绿素a和b的比值及总叶绿素含量呈现上升的趋势;超氧化物歧化酶活性先升后降;丙二醛含量干旱胁迫前期升高,后期变化不明显;净光合速率、气孔导度和蒸腾速率随土壤含水量的减少逐步降低。气孔和可溶性糖含量都是影响黄连木光合速率的关键因子,干旱胁迫前12d光合速率主要受气孔限制,之后为非气孔限制。干旱胁迫前期渗透调节物质以可溶性糖为主,干旱胁迫较重时脯氨酸含量急剧升高,与可溶性糖同时起渗透调节作用。     

NaCl胁迫增强杂交酸模(Rumex K-1)幼苗叶片的米勒过氧化反应

200 mmol/L NaCl胁迫对杂交酸模(Rumex K-1)幼苗叶片光系统Ⅱ最大光化学效率(Fy/Fm)没有影响,但是显著降低了光合速率和气孔导度,导致细胞间隙CO2浓度和叶绿素含量增加.同时,盐胁迫引起活性氧清除关键酶超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性上升.在光合作用诱导过程中,无论是对照叶片还是盐胁迫叶片,米勒过氧化反应均维持一部分光合电子流.光合作用达到稳定状态后,盐胁迫叶片仍能够通过米勒过氧化反应维持部分光合电子流.强光下,低氧(2%)抑制米勒过氧化反应对对照叶片光抑制程度没有明显影响,而显著增加盐胁迫叶片的光抑制程度.据上述结果推测:盐胁迫下米勒过氧化反应的增强有助于消耗过剩的激发电子,从而降低强光下杂交酸模幼苗叶片的光抑制程度.     

Cr^6＋胁迫对槐叶苹叶片光合生理特征及超微结构的影响

采用不同浓度Cr6 的10%Hoagland营养液,于人工培养箱进行Cr6 胁迫培养槐叶苹,第7天测定其叶片光合色素含量、叶绿素荧光参数、活性氧产生速率、膜脂过氧化产物的含量、抗氧化系统等的变化,并观察其细胞超微结构。结果显示:随着Cr6 处理浓度的增加,(1)总叶绿素(Chl)、叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、叶绿素a/b(Chl a/Chl b)和荧光参数(Fv/Fm和Fv/F0)呈不同程度的下降趋势;超氧阴离子(O2-.)、丙二醛(MDA)和可溶性糖(SS)显著增加。(2)超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)先升高后降低;抗坏血酸(AsA)、谷胱甘肽(GSH)和游离脯氨酸(Pro)也呈先升后降趋势,且始终高于对照。(3)超微结构主要表现为:叶绿体膨大、解体,被膜断裂、消失;线粒体嵴突消失、空泡化;核膜断裂、消失,核仁分散、核质散出。研究表明,Cr6 胁迫破坏了槐叶苹正常生理生化活动,并对叶片超微结构造成不可逆损伤,从而对槐叶苹产生毒害。     

水飞蓟萌发期和苗期对盐胁迫的生长生理响应

为了探讨水飞蓟萌发期和苗期对盐胁迫的响应,比较不同水飞蓟类型耐盐性的强弱,以黑色果皮（SD）和白色果皮（HW）2个类型水飞蓟为材料,用不同浓度NaCl（0、0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%）溶液处理种子和幼苗,观察种子发芽势、发芽率和芽苗和幼苗生长及其生理生化特征。结果表明:（1）NaCl胁迫下,水飞蓟种子发芽率、发芽势下降,芽苗生长表现为低浓度促进高浓度（HW为≥0.5%,SD为≥0.3%）抑制,且盐分对子叶长、胚轴长和鲜重影响较大,对干重无显著影响。（2）盐胁迫下水飞蓟幼苗叶片中MDA含量升高,光合色素（Chl a、Chl b、Car）含量下降,幼苗生长表现为低浓度促进高浓度（HW为≥0.9%,SD为≥0.7%）抑制;植株体内可溶性蛋白、可溶性糖含量及保护酶（SOD、POD、CAT）活性先升高后降低,脯氨酸含量则持续增加,其中保护酶活性在0.7% NaCl处理下较对照显著下降,可溶性蛋白和可溶性糖含量在0.9% NaCl处理下较对照显著下降。研究发现,在水飞蓟种子萌发期,盐分主要通过改变种子吸涨能力来影响芽苗生长;在苗期,水飞蓟幼苗主要通过提高渗透物质含量和保护酶活性来缓解盐分造成的伤害;水飞蓟萌发期和苗期耐盐性有所差别,萌发期耐盐能力明显低于苗期,2个类型水飞蓟耐盐性强弱表现为白色果皮类型＞黑色果皮类型。     

干旱胁迫与复水对块根紫金牛生理特性的影响

以岩溶特有药用植物块根紫金牛为试材,研究土壤水分胁迫及复水条件下其叶片光合参数、相对含水量、质膜透性、渗透调节物质含量的变化特性。结果表明:水分胁迫下,块根紫金牛的叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均几乎接近零点,但胞间CO2浓度上升,即非气孔因素限制是光合速率下降的主要原因。水分胁迫不影响块根紫金牛单位面积的总叶绿素和类胡萝卜素含量,但干旱处理的Chl a/b和Car/Chl分别显著低于和高于对照。水分胁迫下,块根紫金牛的叶片相对含水量、相对电导率和丙二醛含量显著增大,即膜系统受到一定的伤害;块根紫金牛叶片脯氨酸含量显著降低,可溶性蛋白含量无显著变化,可溶性糖含量显著增大,但增大幅度不大,说明其在干旱胁迫下的渗透调节能力较弱。复水处理后,块根紫金牛全部指标均能恢复到对照水平,说明其对干旱胁迫较为敏感,主要采取避旱策略。