不同光质对烟草叶片生长及光合作用的影响

通过对烟草植株覆盖白、红、黄、蓝、紫色滤膜获得不同光质,研究了光质对烟叶生长及光合作用的影响。结果表明,与白膜处理相比,红膜与蓝膜处理下的烟草叶片较厚,比叶面积较小,叶绿素a/b比值、净光合速率、可变荧光强度（Fv）和最大荧光强度（Fm）的比值Fv/Fm（PSⅡ最大光化学量子效率）、PSⅡ实际光化学量子效率（ΦPSⅡ）、光饱和点和CO2饱和点均较高。黄膜处理下的叶片较白膜处理的更薄,净光合速率、Fv/Fm、ΦPSⅡ、光饱和点、CO2饱和点均较低。紫膜处理的叶片比叶面积比白膜处理的小,净光合速率和Fv/Fm比白膜的大。实验结果表明红光、蓝光和紫光促进了烟叶的生长,这种促进作用是与其高光合效率紧密相连的;而黄光对烟叶的生长有一定程度的抑制作用。     

光质对温室甜椒干物质生产和分配指数的影响

为了研究不同光质对甜椒植株干物质生产与分配指数的影响,以甜椒茎有限生长品种"苏椒13号"为试验材料,于2010年计不同种彩色塑料薄膜(红、黄、蓝、绿、紫,白色为对照)试验。结果表明:不同光质处理的甜椒单位面积干物质生产量(Wt)与冠层截获的太阳光合有效辐射日积分(daily photosynthetic active radiation integral,PARi,MJ·m-2)之间的模型为Wt=22.07×e0.0054λPARi;单位面积植株总干重、果实的干物质分配指数、果实采收指数和单位面积果实产量均以红膜最高,紫膜最低;蓝膜的茎干物质分配指数最高,红膜最低;蓝膜、绿膜和紫膜的植株叶片干物质分配指数明显高于红膜和黄膜;不同光质处理对甜椒植株地上部分干物质分配指数的影响差异不显著;研究认为红膜和黄膜能够促进甜椒植株的干物质积累和果实发育,紫膜和蓝膜则有明显的抑制作用,该研究结果可为温室甜椒栽培的光质选择和环境调控提供决策依据。     

马蔺叶片解剖结构特征与其抗旱性关系研究

通过温室模拟干旱胁迫试验,从中国北方不同生境生长的15份野生马蔺种质材料鉴定出3个不同抗旱性群体(强抗旱、中度抗旱和弱抗旱),从中选择具代表性的不同抗旱级别的4份马蔺种质,进行其叶片组织解剖结构特征的观察和比较,以进一步证实马蔺叶片解剖结构特征及其与抗旱性的关系。结果表明,各种质材料间叶片厚度、上下表皮细胞厚度、角质层厚度、气孔密度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、栅栏组织/海绵组织厚度、CTR值和SR值等结构参数指标均与马蔺种质材料抗旱性存在密切的关系。其中,强抗旱种质材料的叶片厚度、上下表皮细胞厚度和角质层厚度大,气孔密度大,栅栏组织和海绵组织较发达,叶片组织紧密度大、疏松度小,栅栏组织/海绵组织厚度比较高;弱抗旱种质材料的叶片厚度、上下表皮细胞厚度和角质层厚度小,气孔密度小,栅栏组织和海绵组织较薄,叶片组织紧密度小、疏松度大,栅栏组织/海绵组织厚度比较低。     

不同光质对烟草组培苗生长及生理特性的影响

以‘云烟87号’生根组培苗为试材,以荧光灯为对照(CK),采用LED光源发射的单色光谱红光(R)、蓝光(B)、绿光(G)等不同光质配比组合光照处理,研究光质对烟草组培苗生长和生理特性的影响。结果显示:(1)与CK相比,红蓝绿(RBG)和红蓝白(RBW)组合光质使烟草组培苗植株株高、叶长、叶宽、叶面积、茎粗、根数、根长和干重显著增加,植株叶绿素含量也有提高但差异不显著。(2)RBW组合光质照射的植株可溶性糖含量和C/N比值显著高于其他光质处理,RBG组合光质处理植株的游离氨基酸含量显著高于其他光质处理,且各光质及其组合处理的烟草叶片可溶性蛋白含量显著高于对照,红蓝配光(1RB)使植株可溶性淀粉含量较对照显著提高。(3)各光质及其组合处理的烟草膜脂过氧化物MDA含量较对照均显著降低,而其SOD、POD和CAT活性较对照均显著提高;其中红光处理的植株膜脂过氧化物MDA含量最低,CAT活性最高。研究表明,LED光源不同光质及其组合光照均能够显著降低烟草组培苗的MDA含量,降低膜脂过氧化的伤害,促进烟草组培苗的生长,其主要通过调节抗氧化物酶活性的合成代谢来应对光氧化胁迫;LED光源的RBG和RBW组合光质可作为烟草组培苗生根阶段的最适光质。     

氮添加对二年生三七生长、光合特性及皂苷含量的影响

为探究氮素对药用植物三七[Panax notoginseng (Burkill) F. H. Chen]生长、光合特性及皂苷含量的影响,从而为氮肥合理施用提供理论依据,通过盆栽试验,研究不同氮添加水平(低氮0 kg·hm~(-2),LN;中氮225 kg·hm~(-2),MN;高氮450 kg·hm~(-2),HN)对二年生三七叶片解剖结构、根系形态特征、生物量、光合效率及皂苷含量的影响。结果表明:三七叶片的上表皮厚度、下表皮厚度、栅栏组织厚度和海绵组织厚度在HN水平下最大,总根长、主根长、根系表面积、须根数、须根长、根长密度、根质比、根冠比和比叶面积在LN水平下最大,MN水平根系活力显著高于其他氮素水平(P0.05);光响应和CO_2响应过程中,MN处理的净光合速率、最大光合速率、羧化速率、最大电子传递速率和最大羧化速率均显著高于其他处理(P0.05);单位叶面积氮含量、叶绿素含量和叶氮在光合组织中的分配量在HN处理下最大;光合氮素利用率在LN水平下最高,根部总氮含量在MN处理下最高;三七根的皂苷含量在HN处理下最低。缺氮和高氮均不利于三七生长,光合效率均降低,缺氮下的叶片变薄和高氮下的叶片增厚均能抑制CO_2的扩散;缺氮条件下,需产生更多保护自身生存的皂苷类防御物质;氮富余条件下,C/N比减少,则削弱皂苷的生物合成。     

转录后基因沉默系统研究烟草rbcS基因功能

初步建立了利用病毒载体诱导转录后基因沉默系统研究烟草(Nicotiana benthamiana)1,5-二磷酸核酮糖羧化酶／加氧酶小亚基(Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase／oxylase small subunit,rbcS)基因功能的模式。用携带与1,5-二磷酸核酮糖羧化酶／加氧酶小亚基基因同源的cDNA片段的烟草脆裂病毒载体(pTV．rbcS)侵染烟草(Nicotiana benthamiana),诱导内源rbcS基因沉默并在此基础上建立了研究rbcS基因功能的模式：初步进行了rbcS基因沉默后的表型分析、转录水平分析、蛋白质表达水平分析以及利用HPLC方法定量分析rbcS基因沉默后的光合色素变化。结果表明：病毒诱导基因沉默瞬时表达体系中烟草最佳侵染时期为苗龄21-24d,用于侵染的重组农杆菌的最佳浓度的OD值为1～1．5;烟草Rubisco小亚基的表达量可能调节Rubisco大亚基的表达量;烟草rbcS基因与光合作用中的光能收集无关。对rbcS基因沉默的烟草叶片及对照烟草叶片的部分重要光合作用指标分析表明,运用烟草脆裂病毒载体诱导转录后基因沉默系统研究烟草rbcS基因功能具有可行性,为进一步深入研究rbcS基因功能奠定了基础。     

两个品种烟草叶片发育过程中几种光合参数变化的比较

比较烟草2个品种‘NC89’和‘JYH’叶片发育过程中几个光合参数变化的结果表明,烟草叶片发育过程中光合速率变化表现为上升期、高值持续期（APD）和速降期,叶绿素含量变化经历上升期、相对稳定期（RSP）和速降期。光合功能衰退过程中,核酮糖．1,5-二磷酸羧化酶（RuBPCase）活性比电子传递活性下降快。可逆衰退阶段的2个品种类囊体膜多肽组分和‘NC89’的核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶加氧酶（Rubisco）大亚基基本上无变化;不可逆衰退阶段的2个品种类囊体膜多肽组分、Rubisco大小亚基均快速降解,尤其是光系统Ⅱ（PSⅡ）复合体和Rubisco小亚基。‘JYH’的叶龄为10-40d的叶中各光合参数与‘NC89’的差别不大,但‘JYH’的光合功能期短,光合功能衰退过程中光合电子传递与碳同化失衡较严重,光合功能衰退比‘NC89’早而迅速。     

光质对绿豆幼苗叶片超微弱发光及叶绿素含量的影响

以绿豆幼苗为试材,测定其叶片超弱发光(UBE)及叶绿素含量在不同光质条件下的变化,并探讨两者之间的关系.结果表明,生长在不同光质下绿豆幼苗叶片的UBE及延迟发光衰减参数1/P都随着其生长不断增强,且生长在白光下绿豆幼苗的UBE是生长在其他光质(红、黄、蓝、绿)下幼苗的2倍以上,而红光、黄光和绿光处理之间无显著差异;生长在白光下的绿豆幼苗叶片叶绿素含量显著高于红、黄、蓝、绿光处理幼苗,而红光和黄光处理又显著高于蓝光和绿光处理.研究发现,光质对绿豆幼苗叶片超弱发光和叶绿素含量影响相似,绿豆幼苗叶片超弱发光可能与叶绿体的发育和光合作用有关.     

冬小麦光合作用对开放式空气CO2 浓度增高(FACE)的非气孔适应

在同样CO2浓度下测定时,开放式空气CO2浓度增高(FACE,580 μmol CO2 /mol)条件下生长的冬小麦叶片的净光合速率、气孔导度和羧化效率都显著低于普通空气(380 μmol CO2 /mol)中生长的对照叶片.与此相一致,FACE叶片的可溶性蛋白、二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubisco)和Rubisco活化酶含量也都显著低于对照叶片.这些结果表明,在根系生长不受限制的田间条件下,冬小麦叶片的光合作用对高浓度CO2产生了适应现象,其主要原因可能是碳同化的关键酶Rubisco等含量的降低.     

鼎湖山森林群落不同演替阶段优势种叶生态解剖特征研究

对南亚热带鼎湖山森林群落不同演替阶段8种优势树种进行了叶生态解剖学研究。观察的叶片解剖特征有：叶腹角质膜厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、叶背角质膜厚度及叶总厚度等。马尾松（Pinus massoniana)在针叶林群落和针阔叶混交林群落生境中,针阔叶混交林中叶片厚度变小,主脉管胞、树脂道平均直径变小。从针阔叶混交林演替阶段到季风常绿阔叶林演替阶段,锥栗（Castanopsis chinensis)叶片厚度、海绵组织厚度增加,栅栏组织厚度、P／S值（栅栏组织与海绵组织厚度比）减少;荷木（Schima superba)和黄果厚桂（Cryptocarya concinna)叶片厚度、栅栏组织厚度、叶腹及叶背角质膜厚度差异显著;从针阔叶混交林演替阶段到季风常绿阔叶林演替阶段,锥栗、荷木、黄果厚寺叶片厚度和栅栏组织厚度等差异均显著。不同生境下林内气温、相对湿度、光合有效辐射等小气候特征是叶片结构特征差异的主要影响因子,叶片结构差异反映了叶片结构在一定程度上对生境的适应。     

有色膜遮光对烤烟生长和光合特性及其初烤品质的影响

以自然光为对照,采用红色、白色、蓝色、黄色4种有色薄膜于2010~2011年从团棵期开始对大田烤烟进行遮光处理,研究不同光质对烤烟生长、光合特性及初烤品质指标的影响。结果显示:(1)红膜处理最大叶长宽比最小、叶面积最大,黄膜处理则相反。(2)红、蓝膜处理烟叶净光合速率、气孔导度、蒸腾速率明显高于自然光处理,白、黄膜处理略高于对照或与对照持平,且遮膜处理前期红膜高于蓝膜处理,后期蓝膜高于红膜处理。(3)红、蓝膜处理有利于提高倒5叶SPAD值,黄膜处理则相反。(4)红膜处理显著降低了中部叶蛋白质、总氮含量和氮碱比,提高了施木克值,并显著提高了上部叶可溶性糖含量和氮碱比,降低了施木克值;蓝膜处理显著提高了中部叶烟碱和多酚含量,降低了可溶性糖含量、施木克值及氮碱比,并显著提高了上部叶蛋白质、总氮、烟碱和多酚含量,降低了施木克值,提高了氮碱比;黄膜处理显著降低了中上部叶蛋白质、总氮、烟碱和多酚含量,提高了上部叶施木克值、降低了氮碱比。研究表明,红、蓝膜处理更利于烟叶发育和光合特性的提高,初烤烟叶化学成分更协调,利于优质烟叶的形成。     

不同光质配比对紫叶生菜光合特性和品质的影响

为了探索不同光质配比对紫叶生菜生长发育的影响,本试验以‘中蔬紫生菜’紫叶生菜为研究对象,以LED智能调光台为人工光源,通过在白光的基础上添加不同比例的红蓝光(1:1、2:1、4:1和1:2),研究不同光质配比对紫叶生菜光合特性和品质的影响.结果表明: 红蓝光比例为4:1时,紫叶生菜叶片叶绿素含量、RuBP羧化酶活性最大,电子传递效率最高,净光合速率和生长量也显著高于对照和其他处理,且硝酸盐含量最低.而添加1:2的红蓝光时,叶片可溶性蛋白和维生素C含量最高,花青素、类黄酮、总酚等次生代谢物含量以及总抗氧化能力显著高于对照和其他处理.因此,在白光基础上增加适当比例的红蓝光可提高紫叶生菜的光合特性或改善产品品质.     

Effects of light quality on the chloroplastic ultrastructure and photosynthetic characteristics of cucumber seedlings

To understand how light quality influences plant photosynthesis, we investigated chloroplastic ultrastructure, chlorophyll fluorescence and photosynthetic parameters, Rubisco and chlorophyll content and photosynthesis-related genes expression in cucumber seedlings exposed to different light qualities: white, red, blue, yellow and green lights with the same photosynthetic photon flux density of 100 μmol m^?2 s^?1. The results revealed that plant growth, CO₂ assimilation rate and chlorophyll content were significantly reduced in the seedlings grown under red, blue, yellow and green lights as compared with those grown under white light, but each monochromatic light played its special role in regulating plant morphogenesis and photosynthesis. Seedling leaves were thickened and slightly curled; Rubisco biosynthesis, expression of the rca, rbcS and rbcL, the maximal photochemical efficiency of PSII (Fv/Fm) and quantum yield of PSII electron transport (Ф_PSII) were all increased in seedlings grown under blue light as compared with those grown under white light. Furthermore, the photosynthetic rate of seedlings grown under blue light was significantly increased, and leaf number and chlorophyll content of seedlings grown under red light were increased as compared with those exposed to other monochromatic lights. On the contrary, the seedlings grown under yellow and green lights were dwarf with the new leaves etiolated. Moreover, photosynthesis, Rubisco biosynthesis and relative gene expression were greatly decreased in seedlings grown under yellow and green light, but chloroplast structural features were less influenced. Interestingly, the Fv/Fm, Ф_PSII value and chlorophyll content of the seedlings grown under green light were much higher than those grown under yellow light.     

光强与光质对银杏光合作用及黄酮苷与萜类内酯含量的影响

对2年生银杏（Ginkgo biloba L.)苗进行遮荫和光膜处理,测定光合速率及碳水化合物,银杏黄酮苷与萜类内酯的含量。光合速率在自然光下测定时从大到小依次为：黄膜＞蓝膜和红膜＞绿膜＞紫膜和白膜,在光膜下测定时为：黄膜＞红膜＞蓝膜、紫膜和白膜＞绿膜。光强和光质对碳水化合物含量有显著影响。光质对萜类内酯的生物合成和积累有影响,紫膜处理的银杏萜类内酯含量最高,为3.89mg/g,比白膜（对照） 高85．23％,其次是绿膜,为2．80mg/g。覆膜和蔗荫显著减少银杏黄酮苷含量,这可能与紫外辐射强度减弱有关。     

光质对烟草叶片生长发育过程中抗氧化系统的影响

以云烟87植株为材料,通过覆盖白、红、黄、蓝、紫色滤膜获得不同光质,于大田条件下研究了光质对烟草叶片生长发育过程中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)、谷胱甘肽还原酶(GR)等抗氧化酶活性,抗氧化剂谷胱甘肽(GSH)和抗坏血酸(AsA)以及丙二醛(MDA)含量的影响.结果表明,在烟草植株第11片叶生长发育的7~70 d内,其抗氧化酶活性和抗氧化物质含量呈现先升高后下降的变化趋势.与白光(对照)相比,黄光诱导烟草叶片SOD、CAT、APX和GR活性升高,以及AsA和GSH含量增加;而红光诱导APX和GR活性上升,以及GSH和AsA含量升高;但紫光却使SOD、CAT、POD、GR和GPX活性下降,GSH和AsA含量降低,而蓝光则使所有抗氧化酶活性和抗氧化物质含量降低.紫光和蓝光处理的烟草叶片中MDA含量较高,而黄光和红光处理的则较低.总体而言,在大田条件下,相对红光和黄光而言,蓝光和紫光处理下的烟草叶片更容易发生光氧化胁迫.     

烟草叶片对不同光质短期应答的代谢轮廓

在烟草上部叶片生理成熟期给以白、紫外A、蓝、绿、黄、红6种LED灯光处理,研究了烟草叶片对不同光质的短期应答.结果表明: 采用非靶标检测方法共检测到68种GC/MS(气相色谱/质谱)稳定的代谢产物,在PLS-DA得分图中,6种光处理的样品被明显分开;有61种在质谱库中得到鉴定,其中45种代谢物质含量在不同光处理间存在显著性差异,主要为有机酸类、糖类、TCA循环中间产物、氨基酸类等初级代谢产物;采用差异性代谢物的热力图及聚类分析将其分为5类,同时也将6个处理明显分开,其中红、蓝光处理差异最为明显,除B类物质外,其他4类均以红光处理高于蓝光处理.采用靶标性检测方法测定了3种生物碱、5种多酚及茄尼醇的含量,4种(加上非靶标测定到的烟碱)生物碱在不同光质处理间的变化趋势一致,红光和黄光明显促进了生物碱积累;莰菲醇基芸香苷和芸香苷在不同处理之间的变化趋势一致,以蓝光处理最低、黄光最高,光质对其他3种多酚的影响各异;黄光明显抑制了茄尼醇的积累,蓝光处理的叶片中茄尼醇含量最高.说明光质变化对烟草脂肪酸代谢、糖代谢、生物碱代谢、氨基酸代谢、TCA循环和莽草酸途径等多条代谢途径均有显著的影响.     

The effect of light quality on leaf production and development of in vitro-cultured plants of Alternanthera brasiliana Kuntze

We investigated the influence of light quality on the leaf development of Alternanthera brasiliana Kuntze (Amaranthaceae) grown in vitro. Growth parameters including specific leaf mass, thickness, and leaf density were lowest in plants grown under red light. Blue light induced the largest number of leaves/plant, and the largest thickness and area of the leafblade. Green and red lights induced the smallest leaf areas. The thickness of the abaxial-face epidermis and spongy parenchyma of the plants was significantly reduced in plants grown under red light. The thickness of the palisade parenchyma and upper epidermis were significantly increased in plants grown under blue light, compared to the other fluorescent-light treatments. The specific spectral band also influenced the differentiation of mesophyll cells. In the dark and under red light, the mesophyll was homogenous; and in the dark and under green light, the leaves were more compact. Under blue light, the cells displayed the characteristic palisade morphology. The results showed that the increase of a specific parenchyma type was related to a specific spectral band. All spectral-quality treatments reduced the numbers of stomata and trichomes. The results for green light were in some respects similar to those for red light, and in other respects similar to those for blue light, probably because phytochromes and cryptochromes are green-light receptors. This study indicated that Alternanthera plants have strong morphological plasticity induced by light. The results suggest that high-quality Alternanthera can be achieved by culturing the plants in vitro under a combination of blue and red light.