硫对成熟期烤烟叶绿素荧光参数的影响

通通过液培试验,研究了硫浓度(0.01-32 mmol/L)对成熟期烤烟叶片叶绿素含量和叶绿素荧光参数的影响。结果表明,成熟期烤烟叶绿素a和叶绿素b含量随硫浓度的升高而逐渐增加,但各处理差异未达到显著水平。在2-32 mmol/L处理之间,烤烟叶片的有效量子产量（EQY）、最大量子产量（Fv/Fm）、光合电子传递速率（ETR）随硫浓度增加而降低,非光化学猝灭（NPQ）、非光化学过程中的基本量子产量（Fo/Fm）、PSⅡ水裂解端失活程度（Fo/Fv）和PSⅡ反应中心关闭程度（1-qP）随硫浓度增加而升高,2 mmol/L处理的质体醌库（Fv/2）低于4 mmol/L处理外,但其它处理的均随硫浓度升高而降低。0.01 mmol/L处理烤烟叶片的EQY、Fv/Fm和ETR低于2-8 mmol/L处理,但高于16 mmol/L和32 mmol/L处理,其NPQ、Fo/Fm、Fo/Fv和1-qP变化趋势则与之相反;0.01 mmol/L处理的Fv/2低于4 mmol/L处理的,但高于2 mmol/L及8-32 mmol/L处理;低硫处理烤烟EQY、Fv/Fm和ETR的降低可能不是由Fv/2引起的,而是由于1-qP升高引起的。但16 mmol/L和32 mmol/L处理Fv/Fm 、ETR、EQY降低可能是1-qP与 Fv/2共同作用的结果。     

细胞外ATP和水杨酸对烟草光合指标的影响

研究了细胞外ATP(eATP)和水杨酸(SA)对烟草(Nicotiana tabacum)叶片的气孔导度(GH2 O)、蒸腾速率(E)、光合作用速率(A)与叶绿素荧光参数[包括PSⅡ潜在最大光化学量子效率(Fv/Fm)、PSⅡ光适应下实际光化学效率Y(Ⅱ)、电子传递速率(ETR)、非光化学荧光淬灭(NPQ)和光化学荧光淬灭(qP)]的影响。结果表明：SA能导致A、GH2 O和E的下降,而eATP的处理能缓解SA造成的A、GH2 O和E的下降;但SA未对叶绿素荧光参数Fv/Fm、Y(Ⅱ)、NPQ、qP和ETR造成显著影响,eATP的加入也未改变SA处理下叶片叶绿素荧光参数的水平。这说明SA能导致光合作用的抑制,而eATP能明显缓解SA对光合作用的抑制,但以上作用可能均和光反应阶段无关。并对其内在机理进行了探讨。     

五节芒不同种群对Cd污染胁迫的光合生理响应

通过盆栽模拟试验,以分别来自粤北大宝山矿区和惠州博罗非矿区的两个五节芒种群为试验材料,比较研究了两个种群在Cd胁迫下的气体交换参数、叶绿素荧光特性、光合色素含量和叶绿体超微结构变化的差异。结果表明:(1)Cd胁迫下五节芒两种群叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(E)、气孔导度(Gs)、胞间二氧化碳浓度(Ci)、叶绿素含量(Chl)都有不同幅度的下降;叶绿体超微结构遭到破坏。矿区种群随Cd胁迫程度的加深,净光合速率下降较慢,叶绿体的外形及基粒结构受到的影响较小。(2)轻度Cd胁迫下气孔限制是五节芒非矿区种群Pn降低的主要因素,中度和重度Cd胁迫下非气孔限制是Pn降低的主要因素。(3)Cd胁迫下五节芒两种群PSⅡ反应中心最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、PSⅡ有效光化学效率Fv′/Fm′均有所下降。总体上矿区种群降幅较小,PSⅡ利用光能的能力及PSⅡ的潜在活性均较强。PSⅡ光化学猝灭系数(qP)、非光化学猝灭系数(NPQ)的变化表现为Cd胁迫下两种群qP值降低、NPQ值升高,总体上抗性强的矿区种群qP降低的幅度低且NPQ升高幅度大。随着Cd胁迫浓度增加,矿区种群实际光化学反应效率(ΦPSⅡ)和电子传递速率(ETR)变化幅度不大,而非矿区种群显著下降,表明矿区种群PSⅡ反应中心电子传递活性受到的影响小,光合机构的损伤程度低。研究表明,五节芒矿区种群对重金属Cd有较强的耐受能力,适合作为金属矿区植被恢复建设的禾本科先锋物种。     

杜鹃花类菌根真菌对桃叶杜鹃幼苗光合性能及叶绿素荧光参数的影响

【目的】研究12株杜鹃花类菌根(Ericoid mycorrhiza,ERM)真菌对2 a生桃叶杜鹃无菌实生幼苗促生效应及叶片叶绿素、光合参数和叶绿素荧光参数的影响。【方法】采用温室盆栽试验,ERM真菌菌株由野生桃叶杜鹃根系分离而得。【结果】表明接种苗侵染率较高。接种处理间在幼苗地上部分、地下部分干重与总生物量指标呈极显著差异(P<0.01)。与不接种对照相比,叶片中叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量、叶片净光合速率Pn、叶片气孔导度Gs和叶片蒸腾速率Tr显著提高,而叶片胞间CO2浓度Ci则降低。接种幼苗叶片中实际量子产量ΦPSⅡ除菌株TY19、TY24和TY34低于对照外,其余均显著增加;PSⅡ电子传递速率ETR、PSⅡ最大光化学量子产量Fv/Fm、潜在活性Fv/Fo和光化学淬灭qP均显著提高;非光化学淬灭NPQ除菌株TY29外其它均高于对照,并与对照差异极显著(P<0.01)。ΦPSⅡ与Pn、Gs的相关性大于Fv/Fm、qP、NPQ;ETR与Fv/Fm、Fv/Fo、NPQ、Pn、Tr的相关性大于qP和Gs;Pn与Gs的相关性大于Tr,与Ci显著负相关(P<0.01)。【结论】通过接种处理,提高了叶片光合性能及叶绿素荧光参数,增强了植株对有效光的利用,显著增加了幼苗生物量。从综合接种效应来看,TY18、TY29、TY35、TY02、TY07和TY12是培育桃叶杜鹃菌根苗优良备选菌株。     

葎草幼苗的生理生化特征对盐胁迫的响应

采用盆栽法研究葎草(Humulus scandens)幼苗的生物量、气体交换参数、叶水势、叶绿素含量、叶绿素荧光参数、抗氧化酶活性及丙二醛(MDA)含量对不同浓度盐(NaCl)(分别为0、100、200、300、400mmol/L)胁迫的响应,以探讨葎草幼苗对盐胁迫的适应机制及耐性机理。结果表明:(1)随着NaCl胁迫浓度的增加,葎草幼苗生长受到严重抑制,显著降低了根、茎、叶的干重、单叶面积、比叶面积(SLA)和根冠比(R/S)。(2)NaCl胁迫后,葎草幼苗的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO_2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)和叶水势(Ψw)均随盐浓度增加呈显著下降趋势,气孔限制值(Ls)和瞬时水分利用效率(WUEi)却显著增加。(3)NaCl胁迫下,叶绿素a(Chl a)和叶绿素b(Chl b)等光合色素含量以及过氧化氢酶(CAT)活性均显著降低,但超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量显著升高,说明植株的抗氧化酶系统对NaCl胁迫具有积极的响应策略。(4)NaCl胁迫显著提高了幼苗最小荧光(F_o)、可变荧光(F_v)、最大荧光(F_m)、表观光合电子传递速率(ETR)和光化学淬灭系数(qP),有效降低了PSⅡ有效光化学量子产量(F_m′/F_o′)、非光化学淬灭系数(q N),并在不同盐浓度梯度下存在着显著的效果差异。研究表明,低浓度(100mmol/L)NaCl胁迫对葎草幼苗生长没有显著影响,但随着浓度的增加,葎草幼苗的气体交换、叶绿素含量、PSⅡ反应能力、抗氧化酶系统均受到抑制,植株的生长发育受到严重影响。     

锰胁迫对垂序商陆光合特性及叶绿素荧光参数的影响

垂序商陆(Phytolacca americana L.)是我国首次发现的锰超富集植物。通过温室营养液培养实验,研究垂序商陆锰耐性与光合特性及叶绿素荧光参数的关系。结果表明,随着生长介质中锰浓度的升高,垂序商陆叶片的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量下降,净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)呈下降趋势,而胞间CO2浓度(Ci)却逐渐升高;叶绿素a/b值和蒸腾速率(Tr)在1 000μmol.L-1锰供应水平时达到最大值;叶片PSⅡ的最大量子产量(Fv/Fm)、PSⅡ有效光化学量子产量(EQY)和光合电子传递速率(ETR)呈下降趋势,而光化学淬灭系数(qP)和光合有效辐射(PAR)高于239μmol photons.m-.2s-1下的非光化学淬灭系数(NPQ)在5 000μmol.L-1锰供应水平时达到最大值。因此,垂序商陆在锰胁迫下可能具有一定的光合保护机制。     

茶多酚对盐胁迫下小麦幼苗叶片生理特性的影响

以春小麦"陇春30号"为实验材料,主要研究了150 mmol/L NaCl和不同浓度(25 mg/L和100 mg/L)茶多酚(tea polyphenols, TP)单独或复合处理对小麦幼苗叶片叶绿素含量、叶绿素荧光参数及过氧化氢(H_2O_2)产生等生理特性的影响。结果表明:(1)150 mmol/L NaCl单独处理导致小麦幼苗叶片叶绿素含量及光适应下实际光量子产量[actual light quantum yield,Y(II)]、光化学淬灭(photochemical quenching, qP)、光合电子传递效率(photosynthetic electron transfer efficiency, ETR)均降低,非光化学淬灭(non-photochemical quenching, NPQ)增大;TP单独处理不影响这些指标。(2)盐胁迫诱导细胞壁过氧化物酶(cell wall-peroxidase, cw-POD)、二胺氧化酶(diamine oxidase, DAO)和多胺氧化酶(polyamine oxidase, PAO)活性显著增高;低浓度TP使cw-POD活性显著增大,而DAO和PAO活性无显著变化;不同的是,高浓度TP不影响cw-POD活性,却使DAO和PAO活性显著减小。(3)与NaCl单独处理相比,TP的添加导致NaCl处理下小麦幼苗叶片叶绿素含量增加,最大光化学效率(maximal photochemical efficiency,F_v/F_m)和ETR值增大,而NPQ值、H_2O_2含量及cw-POD、DAO和PAO三种酶活性均降低。总之,TP有效地缓解了盐胁迫诱导的小麦幼苗叶绿素含量的减少及对PS II光合电子传递效率和光化学反应速率的抑制,增强了植物的光合能力,与此同时降低了cw-POD、DAO和PAO活性,减少了H_2O_2的产生,从而缓解盐胁迫对小麦幼苗造成的伤害,提高小麦幼苗对盐环境的耐受性。     

盐胁迫下AM真菌对沙枣苗木光合与叶绿素荧光特性的影响

为了揭示盐胁迫下AM真菌对苗木光合生理特性的影响,试验采用盆栽法,对接种AM真菌根内球囊霉(Glomus intraradices,GI)与未接种AM真菌(CK)的沙枣幼苗进行浓度为0、100、200、300mmol/L Na Cl处理,测定不同处理沙枣苗木叶片的净光合速率Pn、气体交换参数(蒸腾速率Tr,气孔导度Gs,胞间二氧化碳Ci)、色素含量(叶绿素a、b,叶绿素,类胡萝卜素)、叶绿素荧光参数(最大荧光效率Fv/Fm,光系统Ⅱ效率ФPS Ⅱ,光化学淬灭系数q P,非光化学淬灭系数NPQ,表观电子传递速率ETR,光反应中心PSⅡ潜在活性Fv/Fo,热耗散速率HDR)等指标。结果表明:(1)随着盐浓度的增加,GI和CK处理对沙枣幼苗叶片Pn、Tr、Gs及Ci影响的变化趋势基本一致,均显著下降,但是在同一个盐浓度下,接种GI沙枣叶片的这些指标显著高于CK处理组(P0.05),并且与不加盐处理为对照,其各参数的变化幅度显著低于CK组。(2)接种GI组和CK组的沙枣幼苗叶片随着盐浓度的增加色素含量各参数变化趋势基本一致,均降低或升高,但是与不加盐处理相比,CK处理组的变化幅度显著高于GI处理。(3)随着各处理盐浓度增加,接种GI处理的Fv/Fm、ФPS Ⅱ、q P、ETR、Fv/Fo呈先升高后下降的趋势,NPQ、HDR呈先降低后升高的趋势,相对应的CK处理组各值呈显著下降的趋势,而NPQ和HDR则呈先降低后升高以及逐渐升高的趋势,与不加盐处理为对照,GI处理组的变化幅度显著低于CK组。研究结果进一步揭示了AM真菌在盐生境中通过提高植物的光合和叶绿素荧光特性发挥重要的作用,而盐胁迫强度也是AM真菌发挥这一作用的影响因素。盐生植物与AM真菌共生用于盐碱地的改良具有一定的应用前景。     

濒危植物长序榆(Ulmus elongata)幼苗叶绿素荧光特性的初步研究

用Li-6400XT便携式光合作用仪对濒危植物长序榆幼苗的各叶绿素荧光参数的日变化和快速光响应曲线进行了测定。结果发现,光系统Ⅱ(PSⅡ)的实际光化学效率(ΦPSⅡ)、电子传递速率(ETR)在整个白天阶段较稳定,下午18:00显著下降。光化学淬灭(qP)先增大后减小。非光化学淬灭(NPQ)呈现出与光化学淬灭(qP)相反的变化趋势,中午最低,说明长序榆幼苗光能利用率较高。快速光曲线表明实际光化学效率(ΦPSⅡ)和光化学淬灭(qP)随着光合有效辐射(PAR)的增大而减小,电子传递速率(ETR)和非光化学淬灭(NPQ)随着光合有效辐射(PAR)的增大而增大。使用幂函数能够很好的拟合实际光化学效率(ΦPSⅡ)和电子传递速率(ETR)随光强的变化,而对数函数能较好的拟合实际光化学淬灭(qP)和非光化学淬灭(NPQ)随光强的变化。     

过量合成ALA转基因烟草叶片光合与叶绿素荧光特性的研究

以转酿酒酵母Hem1基因的转基因烟草和野生型植株为材料,用Li-6400光合测定仪和PAM-2100叶绿素荧光仪检测了2种烟草不同叶位叶片光合和荧光参数,并考察了它们的生长情况.结果表明:过量合成ALA的转基因烟草植株具有更强的光合能力,并伴随着气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)提高.暗适应下转基因植株不同叶位叶片的初始荧光(Fo)没有明显差异,而野生型植株下部叶片F0明显升高;转基因植株最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)等参数均显著提高,特别是下部叶片表现得更为明显;在光照下,转基因植株PSⅡ有效光化学效率(Fv′/Fm′)和实际光化学效率(ΦPSⅡ)、荧光猝灭系数(qP)、电子传递速率(ETR)、光化学效率(Pc)以及进入PSⅡ反应中心的能量(Pc Ex)普遍高于野生型,而天线热耗散能量(Hd)以及非光化学荧光猝灭系数(NPQ)等明显低于野生型,且这些差异在基部叶片中表现得尤为突出.可见,过量合成ALA有利于延长烟草叶片光合寿命,提高光化学能量转换效应和光合产物积累,从而促进植株生长.     

盐胁迫对扁桃光合特性和叶绿体超微结构的影响

温室条件下,分别用浓度为150、300、350 mmol/L的NaCl和Na2SO4处理‘石头扁桃’和‘桃扁桃’实生苗植株,处理10 d后分别测定其叶片叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、细胞间隙CO2浓度,并观察叶绿体超微结构的变化。研究发现:(1)盐胁迫下,‘石头扁桃’和‘桃扁桃’chl a、chl b均在低浓度盐区含量最高,而在高浓度盐区含量最低,Na2SO4处理区chl a、chl b含量均低于NaCl处理区;(2)‘石头扁桃’和‘桃扁桃’叶片净光合速率随盐浓度的增加而下降,‘石头扁桃’下降的幅度较大;(3)‘桃扁桃’叶片细胞间隙CO2浓度随盐浓度的增加而升高,但‘石头扁桃’叶片细胞间隙的CO2浓度变化没有稳定的规律;(4)2个品种的叶片气孔导度均随盐浓度的增加而降低;(5)盐胁迫后,叶绿体基粒、基质片层扭曲,类囊体肿胀;随盐浓度的增加,形变加剧,叶绿体由椭圆形肿胀成圆形,叶绿体膜解体,且‘石头扁桃’叶绿体对盐胁迫比较敏感。综合分析发现,2种盐胁迫对植物造成伤害的机理不同,‘石头扁桃’的耐盐能力较差。     

不同氮素水平对产油尖状栅藻生长及光合生理的影响

在300μmol photons·m^-2·ｓ^-1光照下,以不同初始氮素营养条件的改良BG-11培养基为基础培养基,在Ø6 cm的玻璃柱状光生物反应器通气(加富1.5% CO₂)培养绿藻尖状栅藻(Scenedesmus acuminatus),分析探讨藻细胞的生长及光合生理与氮素营养的关系。结果表明,不同氮素实验组藻细胞的最大生物量有差异,氮浓度为6mmol/L实验组的生物量最高,为5.19g/L。与初始氮浓度18 mmol/L相比,较低的氮浓度9 mmol/L、和 6 mmol/L 在培养前期对尖状栅藻的生长具有明显的促进作用。藻细胞叶绿素a、b及总类胡萝卜素含量与培养液的氮素营养水平呈正相关。低氮条件有利于总脂积累,总脂含量和单位体积总脂产率显著高于全氮组(P<0.05),3.6 mmol/L实验组的总脂含量最高,为干重的54%,比全氮组高17%(P<0.05)。培养后期随着藻细胞总脂的积累,总碳水化合物和总蛋白含量明显下降(P<0.05)。PSⅡ最大光能转化效率(Fv/Fm)、实际光能转化效率(Yield)以及相对电子传递效率(ETR)均随氮素限制而显著下降(P<0.05),光合速率在不同生长阶段呈先上升后下降的趋势,呼吸速率在培养周期内缓慢上升,说明藻的生长、油脂的积累与细胞光合生理状况以及氮素营养水平直接相关。     

毛白杨幼苗叶片生长及其光合参数和硼转运蛋白基因对高硼胁迫的响应

该研究采用毛白杨(Populus tomentosa)为试验材料,分析了温室条件下沙培幼苗对短期高硼胁迫(1、5、10 mmol/L硼酸)下的叶片生长、光合参数和硼转运蛋白的响应特征。结果显示:(1)与对照(0.05 mmol/L硼酸)相比,1 mmol/L硼酸处理导致毛白杨幼苗叶片叶绿素荧光参数上调,活性氧含量上升,树苗基部叶片出现少量黑色坏死斑;5 mmol/L硼酸胁迫下,叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率下调,胞间二氧化碳浓度上升,叶绿素荧光参数和过氧化氢含量进一步上调,超氧阴离子含量较1 mmol/L硼酸胁迫时下调但仍然高于对照,除顶部叶片之外的其他叶片上出现大量坏死斑;10 mmol/L硼酸胁迫下,气体交换参数、叶绿素荧光参数和活性氧含量与5 mmol/L硼酸胁迫时相似,所有叶片均在平行于次级叶脉的方向出现呈带状分布的坏死斑。(2)毛白杨幼苗根和茎硼含量在硼胁迫条件下与对照相比变化幅度较小,而叶片硼含量在5 mmol/L和10 mmol/L硼酸胁迫下比对照显著上升,此时硼转移系数和生物富集系数均维持较高的水平。(3)硼转运蛋白(BOR)基因家族成员中PtoBOR4和PtoBOR8在根中的表达水平随着外界硼浓度的增加呈先上升后下降的趋势;在茎中,PtoBOR3基因下调表达,PtoBOR5上调表达;在叶片中,PtoBOR4表达先上升后下降,而PtoBOR7和PtoBOR8上调表达。研究表明,毛白杨幼苗叶片叶绿素荧光参数、活性氧、气体交换参数及硼转运蛋白基因家族表达对高硼胁迫较为敏感,硼胁迫症状在较短的时间内在叶片上以坏死斑的形式出现,可能与其较强的控制根系硼浓度的能力和向地上部分迅速运输硼的能力有关。     

锶对油菜幼苗叶片光合作用的影响

锶对植物光合作用影响尚未见系统研究报道。通过叶绿素荧光诱导动力学和光合气体交换参数详细研究了不同浓度的锶(1、5、10和20 mmol·L^–1SrCl₂)对油菜(Brassica napus)叶片光合作用的影响。荧光诱导动力学分析结果表明, 光系统II(PSII)的潜在活性(F_v/F_o)、实际光化学效率(Y(II))、表观光合电子传递速率(ETR)和光化学淬灭(qP)在低浓度(1和5 mmol·L^–1)锶处理时显著上升, 在高浓度(10和20 mmol·L^–1)锶处理时显著下降; 初始荧光强度(F_o)和非光化学淬灭(NPQ)在低浓度锶处理时变化不明显, 但在高浓度下显著上升。光合气体交换参数分析结果表明, 叶片的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)在低浓度锶处理时显著上升, 而在高浓度锶处理时显著下降; 气孔导度(G_s)随锶处理浓度的增加一直呈显著下降趋势; 胞间CO₂浓度(C_i)在低浓度锶处理时轻微下降, 高浓度锶处理时显著增加。此外, 叶绿素含量在低浓度锶处理时显著增加, 在高浓度处理时则显著下降。这些结果均表明, 低浓度锶处理可以改善油菜叶片的光合功能, 增加叶片光合效率; 而高浓度锶则会妨碍叶片光合功能, 导致光合效率显著下降。     

烤烟叶片光合气体交换参数对滤减UV-B辐射强度的响应

以烤烟品种'K326'为试验材料,通过覆盖不同的透明薄膜滤减UV-B辐射处理方式,并应用多元统计的岭回归分析方法,研究了100%(CK)、75%(A)、50% (B)、35%(C)自然UV-B辐射处理下烤烟成熟初期叶片的光合气体交换参数与50 cm和150 cm高度UV-B辐射强度的关系.结果表明:对于净光合速率,不同高度的UV-B辐射对A、B、C处理的抑制强度都是A>C>B;3个处理的瞬时水分利用效率(WUE)受UV-B辐射抑制强度为B>C>A;在A、C处理条件下,影响烟叶净光合速率变化的主要是气孔因素,而B处理条件下却主要是非气孔因素.可见,'K326'烤烟叶片的光合气体交换参数对不同的UV-B辐射强度响应区间的敏感性存在一定的差异.     

Modifications in photosystem II photochemistry in senescent leaves of maize plants

Analyses of CO2 exchange and chlorophyll fluorescence were carried out to assess photosynthetic performance during senescence of maize leaves. Senescent leaves displayed a significant decrease in CO2 assimilatory capacity accompanied by a decrease in stomatal conductance and an increase in intercellular CO2 concentration. The analyses of fluorescence quenching under steady-state photosynthesis showed that senescence resulted in an increase in non-photochemical quenching and a decrease in photo-chemical quenching. It also resulted in a decrease in the efficiency of excitation energy capture by open PSII reaction centres and the quantum yield of PSII electron transport, but had very little effect on the maximal efficiency of PSII photochemistry. The results determined from the fast fluorescence induction kinetics indicated an increase in the proportion of QB-non-reducing PSII reaction centres and a decrease in the rate of QA reduction in senescent leaves. Theoretical analyses of fluorescence parameters under steady-state photosynthesis suggest that the increase in the non-photochemical quenching was due to an increase in the rate constant to thermal dissipation of excitation energy by PSII and that the decrease in the quantum yield of PSII electron transport was associated with a decrease in the rate constant of PSII photochemistry. Based on these results, it is suggested that the decrease in the quantum yield of PSII electron transport in senescent leaves was down-regulated by an increase in the proportion of QB-non-reducing PSII reaction centres and in the non-photochemical quenching. The photosynthetic electron transport would thus match the decreased demand for ATP and NADPH in carbon assimilation which was inhibited significantly in senescent leaves.Key words: Chlorophyll fluorescence, gas exchange, maize (Zea mays L.), photochemical and non-photochemical quenching, photosystem II photochemistry.      

外源硫对镉胁迫下马齿苋光合性状和矿质元素吸收的影响

从光合反应系统揭示外源硫(S)诱导马齿苋镉(Cd)耐受性的生理机制,为外源S缓解重金属毒害提供理论依据.采用营养液培养,研究外源S供体(NH4)2SO4对100 mg/L Cd胁迫下马齿苋叶片光合色素、光合特性、叶绿素荧光参数和矿质营养元素的影响.结果表明,Cd胁迫可显著降低马齿苋叶片中叶绿素a和叶绿素b含量;净光合速率、蒸腾速率、气孔导度均显著降低,而胞间二氧化碳浓度上升,表明非气孔因素是Cd胁迫诱导马齿苋光合抑制的主要因素;同时,PSⅡ实际光化学效率(ФPSII)、电子传递效率(J)、化学猝灭系数(qP)显著下降,而非化学猝灭系数(qN)显著上升,表明Cd胁迫影响马齿苋PSⅡ反应系统的正常运行.外施400 mg/L(NH4)2SO4显著提高马齿苋叶片叶绿素a含量、叶绿素b含量和叶绿素a/b比值,增强马齿苋叶片光合作用和PSⅡ原初光化学反应量子效率.对5种与光反应系统密切相关的矿质元素含量进行分析发现,Cd处理显著增加马齿苋叶片中的Ca和Fe含量,显著抑制马齿苋对Mg、Mn和Cu的吸收.Cd胁迫下马齿苋叶片的变黄与Mg、Mn的亏缺有关,而与Fe缺乏无关;添加外源S可显著提升马齿苋叶片中Ca、Mg、Fe、Cu和Mn含量,从而增强Cd胁迫下马齿苋叶片的PSII反应系统功能.     

Mechanisms of Enhancing Photosynthetic Gas Exchange in Date Palm Seedlings (<Emphasis Type="Italic">Phoenix dactylifera</Emphasis> L.) under Salinity Stress by a 5-Aminolevulinic Acid-based Fertilizer

Photosynthetic gas exchange characteristics, salt uptake, pigment contents, and electrolyte leakage were examined in date palm seedlings (Phoenix dactylifera L.) subject to seawater treatments at 1-, 15-, and 30-mS cm⁻¹ salinity levels in the presence or absence of 0.08% ALA-based (5-aminolevulinic acid-based) functional fertilizer commercially known as Pentakeep-v. Date palm seedlings accumulated significant amounts of Na⁺ in the foliage with increasing salinity, about a threefold increase in the accumulated Na⁺ between the control and 30-mS cm⁻¹salinity treatment. Electrolyte leakage indicated a significant reduction in membrane integrity as salinity increased. A strong linear correlation was observed between the chlorophyll (chl) a/b ratio and assimilation rate throughout salinity treatments. The slope (b) and the correlation coefficient between the chl a/b ratio and assimilation suggested that salinity reduced assimilation predominantly via the reduction in chlorophyll a contents (r ² = 0.885 and b = 1.77, P < 0.05). Plants treated with Pentakeep-v showed a similar response with increasing salinity but at higher levels of both chl a/b ratios and assimilation rates. Mechanistic analysis of A:Ci response curves showed that photosynthetic gas exchange in seedlings of the date palm was significantly reduced with increasing salinity due to gas phase limitation (S _L) as evident by stomatal conductance (g _s) values. Salinity did not induce any change in the carboxylation efficiency of the rubisco enzyme (Vc,max), or in the rate of electrons supplied by the electron transport system for ribulose 1,5-bisphosphate (RuBP) regeneration (Jmax). Accelerated carbon loss through respiration has significantly contributed to the described reduction in assimilation and increased CO₂ compensation point (Γ). Only at the 30-mS cm⁻¹ salinity level did treatment with Pentakeep-v reduce Na⁺ accumulation in the leaves, and caused a reduction in K⁺ selective uptake, leading to a concomitant reduction in K⁺/Na⁺ ratios. Pentakeep-v significantly improved chl a contents in all treatments, which was subsequently reflected in total chlorophyll and chl a/b ratios. The non-gas-phase components of the photosynthetic process (biochemical factors limiting gas exchange) were significantly improved by Pentakeep-v applications. Specifically, Pentakeep-v enhanced the biochemical efficiency of carbon fixation (Vc,max) and the rate of electron transport required for RuBP regeneration (Jmax) by 37.4% and 17.8%, respectively, over untreated plants at a salinity level of 15 mS cm^–1. In addition, Pentakeep-v reduced S _L to values similar to those of control plants (9.07%) and lowered CO₂ compensation points by reducing respiratory CO₂ loss, with increasing salinity to 30 mS cm⁻¹. We, therefore, conclude that the ALA-based fertilizer Pentakeep-v improves salt tolerance in date palm seedlings by increasing photosynthetic assimilation. The latter is mediated via boosting light-harvesting capabilities of the treated plants by increasing chl a content and by reducing stomatal limitation to photosynthetic gas exchange.     

外源NO对NaHCO3胁迫下黑麦草幼苗光合生理响应的调节

采用营养液砂培方法,研究了外源一氧化氮(NO)对100 mmol/L NaHCO3胁迫下黑麦草幼苗叶片叶绿素含量、光合气体交换和叶绿素荧光参数、光能分配及叶黄素循环的影响。结果表明:(1)外施60μmol/L NO供体硝普钠(SNP)显著缓解了NaHCO3胁迫下叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和气孔限制值(Ls)的下降及胞间CO2浓度(Ci)的升高,提高了光系统Ⅱ(PSⅡ)的潜在活性(Fv/Fo)、最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭(qP),降低了初始荧光(Fo)和非光化学猝灭(NPQ)。(2)NaHCO3胁迫下,外施SNP显著抑制了天线转换效率(Fv’/Fm’)的下降,降低了光系统间激发能分配的不平衡性(β/α-1)和天线热耗散的比例(D),提高了吸收光能中用于光化学反应的比例(P),而对PSⅡ反应中心的过剩光能(Ex)无明显影响。(3)外施SNP显著降低了NaHCO3胁迫下叶黄素循环库(V+A+Z)下降和叶黄素循环脱环氧化状态(A+Z)/(V+A+Z)上升的幅度。但SNP对NaHCO3胁迫的缓解效应可被NO清除剂血红蛋白(Hb)部分或完全地逆转,SNP的分解产物NaNO2处理对NaHCO3胁迫无明显改善。表明外源NO可能通过提高光化学效率,缓解了碱胁迫引起的光抑制对光合机构的破坏,从而提高黑麦草的光合效率。     

不同氮营养水平下草莓叶片光合作用对高CO2浓度的适应

研究了不同氮素水平（12mmol／L,4mmol／L,0、4mmol／L）下生长的‘丰香’草莓在富C02（700μL/L）和大气CO（390μL/L）下的光合作用。结果表明,高氮（12mmol／L）下,在富CO2环境中生长的‘丰香’草莓叶片未出现光合作用下调,富CO2下草莓叶片的净光合速率、最大羧化速率（Vc.max）、最大电子传递速率（Jmax）、碳同化的电子传递速率（Jc）和光化学猝灭系数（qp）等均显著提高;而在中氮（4mmol／L）、低氮（0．4mmol／L）下,富CO2下生长的草莓叶片的上述参数均出现不同程度的下降。富CO2下,无论氮素水平如何,草莓叶片的光呼吸电子传递速率（Jo）均降低高氮草莓叶片的非光化学猝灭系数（qN或NPQ）降低,光抑制降低,而低氮则相反。上述结果说明,氮素供应不足时草莓叶片在富CO2下光合作用出现下调,因此生产上进行CO2施肥时应适度增加氮素的供应。