毛竹快速生长期茎秆不同节间光合色素和光合酶活性的差异

为揭示毛竹(Phyllostachysedulis)快速生长期茎秆中的光合碳同化特征及其在不同节间的变化规律,以毛竹笋竹茎秆为材料,测定不同节间光合色素含量、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)、苹果酸脱氢酶(NADP-MDH)、NADP-苹果酸酶(NADP-ME)、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)以及丙酮酸磷酸双激酶(PPDK)活性。结果显示,茎秆中叶绿素a、叶绿素b以及类胡萝卜素含量随节间升高均呈下降趋势,叶绿素a/b比值呈逐渐上升趋势;随着节间的升高,茎秆中Rubisco、PEPC和PPDK活性在第1–10节间显著下降,之后酶活性降幅逐渐减缓;NADP-ME活性在第1–13节间呈显著下降趋势,之后酶活性趋于平稳;NADP-MDH活性在第1–25节间显著下降。PEPC/Rubisco活性比值随节间升高而不断增加,其范围介于18.37–65.09之间,明显大于典型C3植物中的活性比值。上述结果表明,茎秆不同节间的光合碳同化能力存在明显差异,中、下部节间生长相对较快;茎秆中存在多种C4酶且活性较高,这为此时期茎秆中存在C4光合途径提供了有力证据。     

毛竹出笋后快速生长期内茎秆中光合色素和光合酶活性的变化

为了探讨毛竹(Phyllostachys pubescens)非同化器官茎秆的光合特性, 测定了毛竹出笋后快速生长期内(2011年4月13日到6月2日)的光合色素含量以及光合酶活性, 并通过激光共聚焦显微镜对其叶绿体分布进行了观察。结果表明: 毛竹茎秆中的叶绿体主要集中分布在表皮以下的基本组织中, 此外维管束鞘周围的细胞内也存在大量的叶绿体, 此特征类似于C₄植物的花环结构。在毛竹出笋后快速生长期内, 随着茎秆不断生长, 叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均极显著(p < 0.01)增加。在出笋10天时, 茎秆中核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)活性、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性和NADP-苹果酸酶(NADP-ME)活性最高, 之后随茎秆生长逐渐降低, 生长30天时酶活性与10天时相比分别降低了88.55% (p < 0.01)、77.46% (p < 0.01)和72.50% (p < 0.01), 而PEPC/Rubisco比值则随茎秆生长逐渐增加, 30天时比值达到12.83, 明显高于C₃植物。这表明毛竹茎秆内可能存在C₄光合途径, 此途径有利于毛竹提高光合效率, 进而促进其出笋后的快速生长。     

杂交水稻及其亲本光合特性的研究 Ⅰ．功能叶片叶绿素含量、叶绿素－蛋白复合物及诱导荧光动力学

研究了杂交水稻青优１５９和广优四号及其亲本功能叶片的光合速率、叶绿素含量、叶绿素－蛋白复合物及诱导荧光动力学特性．这二个杂交水稻的光合速率分别高于其亲本,其超亲优势分别为１８．７２％和１８．２％,平均优势分别为２９．６％和２６．２％．杂交水稻功能叶片的叶绿素－蛋白复合物在６５０ｎｍ和６７５ｎｍ处光密度扫描峰面积具有明显的杂种优势,并与光合速率之间有较密切的正相关关系;叶绿素诱导荧光动力学特征参数Ｆｖ／Ｆｍ和Ｆｖ／Ｆｏ比值超过其高值亲本,具有杂种优势;杂交水稻功能叶片的叶绿素含量没有明显的杂种优势,光合速率与叶绿素含量之间没有明显的相关关系。而杂交水稻功能叶片的叶绿素ａ／ｂ比值均低于其亲本,并且叶绿素ａ／ｂ比值与光合速率呈较为密切负相关．     

实生和嫁接槐树的枝梢生长与光合特性

测定槐树实生树和嫁接树叶片的光合光响应特性、比叶重和叶绿素含量及枝梢生长的结果表明,嫁接树枝梢基径和高度增长趋势与实生树一致,但嫁接树一次、二次梢基径和高度增长量均大于实生树。嫁接树的最大净光合速率、光饱和点、比叶重和单位重量的叶绿素含量均显著高于实生树,高的光合能力与其单位面积叶片重量增加和单位重量叶绿素含量增高有关。嫁接槐树的类胡萝卜素与叶绿素比值高于实生槐树,叶绿素a,b比值和单位重量类胡萝卜素含量显著高于实生槐树,表明其对强光的适应性强。     

毛竹茎秆叶绿体超微结构及其发射荧光光谱特征

为了探讨毛竹（Phyllostachys pubescens）茎秆的光合特性,以1龄和3龄毛竹为材料,观察了茎秆和叶中叶绿体的超微结构,测定了光合色素含量以及发射荧光光谱。结果表明：茎秆中叶绿体发育完整,其类囊体垛叠程度高于叶,并含有淀粉粒。茎秆中叶绿素总含量、类胡萝卜素及Chla／b含量显著低于叶（FI〈O．05）。茎秆发射荧光光谱在735nm处没有明显的主峰,1龄和3龄毛竹茎秆光系统lI与光系统I的半峰宽比值分别比叶降低了7．0％和11．3％（P〈0．05）,峰高比值比叶分别增加了6．5％和18．3％（P〈0．05）。四阶导数光谱在650—800nm波长范围内出现了6个极大值,代表LHCII、CP43、CP47、RCI和ILHCI的发射荧光峰以及PSI和PSII的发射荧光副振峰：其中,茎秆中RCI和LHCI特征发射荧光峰与叶相比有不同程度的红移。表明毛竹茎秆叶绿体通过提高Chlb的相对含量和增加类囊体垛叠以及降低LHCI含量,来适应毛竹茎秆以红光为主的光环境。进而协调激发能在2个光系统间的分配。     

杂交水稻及其亲本光合特性的研究：I.功能叶片叶绿素含量,叶…

研究了杂交水稻青优１５９和广西四号及其亲本功能叶片的光合速率、叶绿素含量、叶绿素－蛋白复合物及诱导荧光动力学特性。这二个杂交水稻的光合速率分别高于其亲本,其超亲优势分别为１８．７２％和１８．２％,平均优势分别为２９．６％和２６．２％。杂交水稻功能叶片的叶绿素－蛋白复合物在６５０ｎｍ和６７５ｎｍ处光密度扫描峰面积具有明显的杂种优势,并与光合速率之间的较密切的正相关关系;叶绿素诱导荧光动力学特征参数Ｆ     

林窗面积对香椿生长及光合生理特性的影响

研究了川中丘陵区柏木人工林内人造林窗面积[50 m2(Ⅰ),100 m2(Ⅱ)和200 m2(Ⅲ),旷地(CK)]对香椿生长、光合特性及相关生理特征的影响。结果表明:林窗面积对香椿的树高、地径和冠面积影响显著,以林窗Ⅱ最大,CK最小;随着林窗面积的增加,香椿的日均净光合速率增加,但午时的净光合速率初始量子效率、近光饱和点、最大净光合速率、光氮利用率、光能利用效率都显著降低,光合能力下降;香椿的叶绿素a/b、叶片厚度、比叶鲜重、比叶干重、单位面积叶氮含量、丙二醛、超氧化物歧化酶及可溶性蛋白含量随着林窗面积的增加而增加,而叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量都降低,表明香椿对因林窗面积变化而导致的光强改变有较强的适应性,这在一定程度上促进了生长及光合能力的差异;旷地内香椿的"光合午休"及林窗内日均Pn的降低可归因于非气孔因素限制。说明香椿对生境的变化适应性较强,而且100 m2的林窗在其形成初期能有效促进香椿维持较高的生产力和光合能力。     

不同海拔短肋羽藓叶绿素含量与光合效率研究

以云南高黎贡山百花岭不同海拔梯度(1500～3100 m)的短肋羽藓(Thuidium kanedae)为材料,通过测定其叶绿素含量和实际光合量子产量,研究其光合特性随海拔梯度变化的规律。结果表明,短肋羽藓的实际光合量子产量Y(Ⅱ)与叶绿素总量、叶绿素a、叶绿素b含量及叶绿素a/b比值之间都呈负相关关系。随着海拔升高,其叶绿素总含量、叶绿素a及叶绿素b含量都呈先升高而后下降的“单峰”分布模式,但随着海拔进一步升高,叶绿素总含量及叶绿素a含量变化不明显,而叶绿素b含量呈现明显上升趋势。叶绿素a/b比值随着海拔升高先呈现“单峰”分布模式,然后随着海拔继续升高呈现缓慢下降的趋势。实际光合量子产量Y(Ⅱ)整体表现出随海拔升高而增加的趋势,并在高海拔处出现急剧上升的趋势。本研究为揭示苔藓植物在不同海拔梯度下适应生态环境的生理机制提供参考。     

SO_2处理对油桐叶片光合能量传递效率的影响

0．8571mg／m^3SO2处理油桐后对其光合能量传递效率进行了测定。结果表明：长期低浓度SO2熏气处理引起叶绿素含量和类胡萝卜素含量的下降,类胡萝卜素与总叶绿素比值升高,这导致了色素分子所吸收的总的光合能量的下降。引起光系统Ⅱ和光系统I最大光能转换效率和潜在活性的下降,导致了光系统所传递和转换的光合电子总量的下降。引起了光合速率下降和呼吸速率的升高,并导致了单位面积叶片鲜重和干重的下降。我们得出结论：长期低浓度SO2熏气处理以后油桐生长减缓是由于色素含量减少所导致的捕光能力下降,光系统的光能转换效率和电子传递效率下降、光合电子流向发生变化、固定能量的减少和能量消耗的增加所导致的。     

水分胁迫对冬小麦光合特性及产量的影响

对不同水分条件下小麦叶片叶绿素含量、叶绿素荧光参数及光合速率的变化进行了研究．结果表明,随着胁迫的加剧．其叶绿素含量降低,且叶绿素a的含量下降比叶绿素b的含量要快。住不同水分条件下,叶片叶绿素含量及光合速率随生育进程的变化趋势基本一致．拔节期到抽穗期迅速上升,灌浆期后迅速下降,且叶绿素含量与光合速率呈显著的正相关。在水分胁迫下旗叶的T12值减少．旗叶光系统Ⅱ(PSⅡ)原初光能转化效率(Fv／Fm)和潜在活性(Fv／Fo)降低．胁迫程度越大其值降低幅度越大,轻度胁迫与对照相比其值降低幅度小。而重度胁迫其值急剧下降,这些值的降低,导致了光合作用的潜在活力降低,影响了光合电子的传递和CO2同化的正常进行,最终导致产量降低。     

N^＋注入对紫薇光合特性和叶绿素含量的影响

采用离子注入诱变育种技术对紫薇种子进行处理,正常播种后测两年生植株叶片的光合特性和叶绿素含量,结果表明：与对照相比,经离子注入处理后,各处理的净光合速率都有不同程度的增加,光合速率饱和时所需要的光合有效辐射均较未注入处理的低。叶绿素a和b的绝对含量呈现双峰型变化趋势,但叶绿素a的增加量受注入剂量的影响较大,叶绿素a/b比值变化不明显,离子注入处理能提高紫薇幼苗的潜在光合能力和耐荫性。     

毛竹出笋后快速生长期茎秆色素含量与反射光谱的相关性

为了探讨毛竹出笋后快速生长期茎秆色素含量与反射光谱特性间的相互关系,测定了毛竹茎秆在快速生长期内的色素含量与反射光谱参数,并对两者进行了相关性分析.结果表明:(1)在毛竹出笋后快速生长期内,随着茎秆不断生长,叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量也随之增加,在60 d时含量最高.(2)反射光谱参数GNDVI、PSDNa、PSSDa、PSSDb、PSDNb、mND705、mSR705、CRI1、ARI1和PRI等均随着茎秆生长而增加,NPCI、SIPI和RGI则随生长而降低;Sred随着茎秆生长基本呈现出不断增大的趋势.各参数在20 d到30 d时的变化均达到极显著水平(P＜0.01).(3)GNDVI、PSSRa、PSSRb、PSSRc、PSNDa、PSNDb、PSNDc、NPCI、mSR705、mND705、CRI2、PRI、Dλred和λred等反射光谱参数与叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量之间的相关性均达到极显著水平(P＜0.01),其中PSSRb、mSR705、CRI2、PRI、ARI1和ARI2与叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量之间的相关性高于或接近0.9,说明毛竹出笋后快速生长期反射光谱特征及其参数可用来估算叶绿素和类胡萝卜素含量,并为利用反射光谱监测其生长趋势提供了可能.     

小麦旗叶黄化转绿突变体的生理分析及细胞学研究

叶色突变体是研究植物光合作用机理的理想材料。该研究以小麦旗叶黄化转绿突变体LF2090及其野生型H_261为材料,对其主要农艺性状、光合色素含量、光合参数和叶绿体超微结构进行比较分析。结果显示:突变体在旗叶黄化期叶绿素b含量显著降低,叶绿体结构基本正常,光合速率无显著变化;在旗叶转绿期,突变体叶绿素b相对含量提高,但各色素含量均显著下降,叶绿体内基粒大部分消失,细胞间CO_2浓度及光合速率均显著下降。研究表明,叶绿素a与叶绿素b间的比例变化导致突变体旗叶叶片颜色发生由黄转绿的变化;突变体LF2090旗叶气孔部分关闭是该突变体光合速率降低和农艺性状较差的主要原因,同时色素含量降低导致叶绿体结构的改变也影响着旗叶的光合效率。     

两种光照下木质藤本和树木幼苗的生理生态学特征

对比研究生长在两种光照环境（4％和35％）下的7种热带木质藤本和5种常见的雨林冠层树种幼苗叶片的光合能力、色素含量和形态解剖特征。结果表明：（1）与树木相比,低光下木质藤本光合能力（Pmax）较弱,光强升高,木质藤本光合能力提高86．4％,树木提高61．5％,且木质藤本具有更高的光合能力。其光合作用光补偿点（LCP）和饱和点（LSP）较高。（2）木质藤本和树木正午光化学效率（Fv／Fm）下降,非光化学耗散（NPQ）升高。相同处理条件下,木质藤本光化学效率高于树木,正午光系统Ⅱ受到光抑制的程度较小。（3）光强升高,木质藤本和树木单位叶面积叶绿素含量减少。木质藤本比树木单位面积均具有更高的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量和类胡萝卜素含量,以及更高的叶绿素a／b的比值。（4）与研究树木相比,木质藤本具有更大的叶片厚度,并且具有更大的比叶面积（SLA）,反映出其较低的叶片密度。     

梭梭和多枝柽柳的枝干光合及其主要影响因子

荒漠植物长期演化过程中保留了枝干光合(Pg)的特性,枝干光合有效减少局部碳损失,且在维持植物正常生理代谢方面发挥重要作用.本研究以古尔班通古特沙漠南缘荒漠植物梭梭和多枝柽柳为对象,利用Li-Cor 6400便携式光合仪与特制叶室相结合监测枝干与叶片光合速率,同时辅以枝干/叶片功能性状(叶绿素含量、含水量、叶/枝面积、碳...     

不同生育时期断根对花生光合特性及产量的影响

在田间试验条件下,以青花5号花生品种为材料,研究了不同生育时期断根对花生功能叶片光合特性及产量的影响。结果表明:适期断根(花后20d)可促进花生叶片生长,显著提高叶面积指数,且维持较高的叶面积指数和叶绿素含量的时间较长;植株功能叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率较高,胞间CO2浓度较低,光合效率显著提高;可增加花生结果数量和果重,提高单株生产力,显著提高荚果产量和经济系数。过早断根(花后5d至10d)叶面积增长慢、峰值低、后期下降快,叶绿素含量低;功能叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率峰值低且峰值过后下降速度快,而胞间CO2浓度一直维持在较高水平;断根时间越早,产量越低。过晚(花后25d)断根不利于叶面积指数的发展和较高叶绿素含量的维持,基本不影响花生叶片各光合性能指标,对产量影响较少。研究认为,开花后20d断根可作为花生栽培中的一项技术措施。     

超氧阴离子对水稻幼苗光合色素含量的影响

分别用不同浓度的铜试剂和百草枯对水稻幼苗进行叶面喷施后,于４,２４,４８,７２ｈ分别测定叶片中叶绿素和类胡萝卜素含量的动态变化．结果表明,处理后叶片中光合色素含量降低．铜试剂及百草枯对叶绿素和类胡萝卜素含量的影响有相似的规律．在处理后的４ｈ,光合色素含量开始发生变化,铜试剂处理后幼苗叶片中光合色素含量在７２ｈ最低,百草枯处理后幼苗叶片光合色素含量在４８ｈ达最低,降低的幅度与铜试剂及百草枯的浓度成正相关．     

六种叶状体苔藓植物叶绿素含量和光合效率研究

以六种叶状体苔藓为材料,通过测定叶绿素含量及实际光合量子产量,检验叶状体苔藓植物叶绿素含量与实际光合量子产量之间的关系。结果表明,六种叶状体苔藓总叶绿素含量中值6.06 mg·g-1,其中花叶溪苔Pellia endiviifolia最高(9.72 mg·g-1),楔瓣地钱Marchantia emarginata最低(4.46 mg·g-1);叶绿素a/b值变化范围1.61～2.04,林氏黄角苔Phaeoceros carolinianus最高,毛地钱Dumortiera hirsuta最低;紫背苔Plagiochasma rupestre、楔瓣地钱和蛇苔Conocephalum conicum实际光合量子产量明显高于毛地钱、花叶溪苔和林氏黄角苔。叶状体苔藓叶绿素含量与其实际光合量子产量之间并非简单的线性关系,气室结构及生境可能影响其实际光合效率。这一结论进一步丰富了苔藓植物对光照的生态适应理论。     

古尔班通古特沙漠白梭梭枝干光合及其影响因素

植物枝干光合（P_g）固定其自身呼吸所释放的CO₂，有效减少植物向大气的CO₂排放量。以古尔班通古特沙漠优势木本植物白梭梭（Haloxylon persicum）为研究对象，利用LI-COR 6400便携式光合仪与特制光合叶室（P-Chamber）相结合，观测白梭梭叶片、不同径级枝干的光响应及光合日变化特征；同时监测环境因子（大气温湿度、光合有效辐射、土壤温度及含水量等）与叶片/枝干性状指标（叶绿素含量、含水量、干物质含量、碳/氮含量等），揭示叶片/枝干光合的主要影响因子；采用破坏性取样，量化个体水平上叶片与枝干的总表面积，阐明枝干光合对植株个体碳平衡的贡献。研究结果显示：（1）白梭梭叶片叶绿素含量是枝干叶绿素含量的12-16倍，各径级枝干叶绿素含量差异不显著；（2）枝干光饱和点低于叶片，枝干不同径级（由粗至细），暗呼吸速率和枝干光合逐渐减小；（3）光合有效辐射、土壤含水量和空气温湿度是影响叶片光合的主要因子，对枝干光合无显著影响；（4）枝干光合可以固定其自身呼吸产生CO₂的73%，最高可达90%，枝干光合固定CO₂约占个体水平固碳量的15.4%。研究结果表明，忽视枝干光合的贡献来预测未来气候变化背景下荒漠生态系统碳过程，可能存在根本性缺陷，并且在估算枝干呼吸时，需要考虑枝干是否存在光合作用，以提高枝干呼吸的准确性。     

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。