矮嵩草光合作用与环境因素关系的比较研究

 以青海高原不同海拔地区生长的矮嵩草(Kobresia humilis)为材料,研究高山植物光合作用随海拔梯度的变化特征及对生长环境和低温胁迫的反应。随海拔升高矮嵩草叶绿素含量有降低的趋势,而叶绿素a／b值和类胡萝卜素含量则随海拔升高而增高。生长地区海拔越高矮嵩草光合速率、光补偿点、光饱和点越高;而光合表观量子产额则随海拔升高而降低。光呼吸强度有随海拔升高而降低的趋势。矮嵩草光合作用特性受生长环境因素的影响。低温胁迫导致矮嵩草光合速率、表观量子产额降低,低温下的光照加剧了光合作用抑制的程度。     

不同海拔火绒草光合特性的研究

对生长于青藏高原东北部3个不同海拔地区（2300、2700和3800m）的火绒草叶片的光合特性进行了比较研究。结果发现,随着海拔的升高,叶绿素含量有降低的趋势,而叶绿素a／b比值及类胡萝卜素相对含量呈上升趋势。与海拔2300m处的相比,生长于海拔3800m处的火绒草的净光合速率、表观量子效率和光补偿点较低,但光饱和点较高。研究表明,火绒草在光合特性上的变化是对逆境的一种适应．是青藏高原特殊生态条件长期胁迫的结果。     

宝天曼自然保护区两种优势藓类植物C、N、P生态化学计量特征研究

该研究以宝天曼自然保护区两种优势藓类物种大羽藓(Thuidium cymbifolium)和无边提灯藓(Mnium immarginatum)为对象,测定和分析了不同海拔生境条件下苔藓植物绿色组织和土壤的C、N、P含量及其比值。结果表明:该区域内两种藓类植物绿色组织的C、N、P含量范围是46.81%~49.09%、0.21%~0.25%、0.02%~0.08%;不同元素在海拔间存在较大差异,具体表现为大羽藓的C、N含量在不同海拔间差异显著,无边提灯藓的N、P含量在不同海拔梯度间差异显著,但总体仅N元素随海拔的上升表现出显著下降的趋势;土壤的C、N、N∶P和C∶P比值总体上表现出随海拔升高而增加的变化趋势,而土壤P含量以及C∶N比值随海拔梯度的变化并未表现出一致的变化趋势;同时,随着土壤C含量增加,大羽藓C含量呈现上升趋势,无边提灯藓呈现下降趋势;随着土壤N元素含量的增加,两种藓类物种表现的趋势仍然与前者一致;随着土壤P元素含量的升高,大羽藓的N∶P显著下降,而无边提灯藓的N∶P则显著上升;此外,叶片N∶P均值为8.51,介于14和16之间,说明植物生长受N元素的限制。以上结果说明:两种藓类植物对土壤P元素利用上存在差异,导致两种藓类化学计量学特征的变化,且与全球尺度相比,该区域的藓类植物的生长共同受到了土壤N含量的限制作用。该研究结果为预测藓类植物营养元素的限制情况和生态适应机制提供了参考。     

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。     

氮调控对盐环境下甜菜功能叶光系统Ⅱ荧光特性的影响

采用盆栽试验方法,以NaCl为盐分模拟不同盐度环境,研究了施氮(N)对盐环境下生长的甜菜(Beta vulgaris)功能叶光系统Ⅱ (PSⅡ)荧光特性的影响及光合色素含量的变化.结果表明:在轻度、中度及重度盐环境下,施N均能增大PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、PSⅡ实际光量子产量(Y(Ⅱ))、非调节性能量耗散的量子产量(Y(NO))、相对电子传递速率(ETR)及光化学猝灭系数(qp),且在适宜的施N范围内(0-1.2 g·kg-1)上述参数随施N量的增加而增大.各叶绿素荧光参数光响应的结果表明,随着光强的增加,各处理下调节性能量耗散的量子产量(KNPQ))、ETR及非光化学猝灭系数(NPQ)旱上升趋势,相反,Y(Ⅱ)、Y(NO)及qp则呈下降趋势,在有效的光强范围内(0-1 000 μmol·m-2·s-1)施N提高了甜菜功能叶PSⅡ反应中心的开放程度,并且在高光强下调节PSⅡ耗散掉过剩的光能以避免对其反应中心造成伤害.各盐度环境下施N也显著增加了甜菜功能叶叶绿素与类胡萝卜素含量,增大了叶绿素a/叶绿素b值,且叶绿素与类胡萝卜素含量随施N水平的增加而增加.说明盐环境下施N能够增强甜菜功能叶PSⅡ的活性,提高PSⅡ光能利用率,从而增强其对盐渍环境的适应性.     

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。     

一个番茄EMS叶色黄化突变体的叶绿素含量及光合作用

本试验以测序番茄品种‘Heinz 1706’的甲基磺酸乙酯(EMS)诱变所获得的叶色黄化突变体(Y55)为试材,分析了突变体的植株生长、叶片叶绿素含量及光合参数.结果表明: Y55的株高、茎粗、鲜质量均显著降低;叶绿素 a、叶绿素 b 、类胡萝卜素、总叶绿素含量以及叶绿素 a/b均显著降低,Y55叶绿素合成的前体物质含量均显著低于野生型,尤其是粪卟啉原Ⅲ及其后前体物质;且Y55叶片净光合速率、蒸腾速率、胞间CO₂浓度、气孔导度均显著低于野生型,最大光合速率、CO₂饱和点与补偿点、光饱和点与补偿点也显著下降;Y55的PSII最大量子效率显著降低,F_o显著升高,PSII与PSI的光合电子产量和电子传递速率显著降低;Y55处于基态的捕光色素分子、捕光色素分子处于最低激发态的平均寿命均显著降低.表明粪卟啉原Ⅲ的合成受阻可能是黄化突变体Y55叶绿素含量下降的主要原因,黄化突变降低了叶片捕光色素分子数量,影响了叶片的光合作用,进而抑制了植株的生长发育.     

脱水过程中两种结皮藓类植物的光合特性

土生对齿藓(Didymodon vinealis)和真藓(Bryum argenteum)是沙坡头地区用于固沙的生物土壤结皮的两个重要组成部分.本文研究了脱水过程中这2种藓类的光合特性,检测了其光合相关蛋白的表达情况.结果表明:随着水分含量的降低,土生对齿藓和真藓的可溶性蛋白、叶绿素含量、叶绿素a荧光诱导动力学参数及光系统蛋白含量均显著降低,而离子渗漏率和类胡萝卜素的含量则显著升高,且均与水分含量呈正相关.真藓的这些光合参数的变化程度比土生对齿藓更为明显.以上结果说明,脱水导致土生对齿藓和真藓的蛋白质含量减少,胞膜完整性遭受破坏,进而降低PSⅡ反应中心活性,最终导致光合作用能力的下降.     

水体铜污染对苦草生长及叶绿素荧光特性的影响

该文以苦草(Vallisneria natans)为材料,研究了不同浓度铜污染水体对其叶/根长、生物量、光合色素含量、体内重金属含量及叶绿素荧光参数的影响。结果表明:随着水体铜浓度的增加,苦草的叶长、根长、生物量均显著下降;光合色素含量逐渐下降,其中叶绿素a比叶绿素b下降明显,类胡萝卜素下降幅度最小;叶片铜含量随铜浓度的增加显著上升(P0.05),各处理组根铜含量没有显著性差异,在水中铜低于0.5mg·L-1的环境中苦草具有正常的光合活性。除0.5 mg·L-1处理组外,最大荧光(Fm)、最大光化学效率(Fv/Fm)、潜在光化学效率(Fv/Fo)、光化学淬灭系数(qP)与有效量子产量[Y(Ⅱ)]均比对照组显著降低(P0.05),而非光化学淬灭效率(qN)、调节性能量耗散的量子产量[Y(NPQ)]、非调节性能量耗散的量子产量[Y(NO)]均呈上升趋势,其中Fv/Fo对铜污染反应最为灵敏。综合各参数变化情况,随着水体铜浓度的增加,苦草生长受到抑制,叶片利用光能的效率下降,PSⅡ反应中心的电子传递受到明显的抑制;苦草通过自身调节以热的形式将过剩光能耗散,以减轻PSⅡ反应中心受伤害的程度;苦草是铜超富集植物,其可作为低浓度铜污染水体生态修复的备选物种。     

荒漠藓类植物齿肋赤藓对4年积雪深度变化的生理生化响应

冬季降雪作为古尔班通古特沙漠最主要的降水形式,在荒漠生物土壤结皮的稳定和发育发挥重要作用。全球的持续变暖和极端气候事件的频繁发生导致荒漠冬季的积雪格局发生重大变化。荒漠藓类植物作为荒漠重要地被类型生物土壤结皮的重要组成成分,在生理生化层面将如何响应长期的积雪深度变化还不清楚。因此,通过野外设置去除积雪(-S)、自然积雪(S)、2倍积雪(2S)和3倍积雪(3S) 4个积雪梯度,探讨经历4年积雪深度变化下齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)的生理生化特征。结果表明,积雪深度变化显著影响了齿肋赤藓的植株含水量、最大光化学量子产量(F_v/F_m)、实际光化学效率(Y(II))、渗透调节物质含量和抗氧化酶活性。与去除积雪处理相比,随着积雪深度的增加,齿肋赤藓的植株含水量、F_v/F_m和Y(II)呈现增加趋势,而植株内的游离脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖、丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)及过氧化氢酶(CAT)活性呈现降低趋势。相关性分析显示,齿肋赤藓的F_...     

海拔对高山栎光合气体交换和叶性状的影响

理解影响植物分布的式样及过程是生态学研究的中心内容之一,但对许多物种而言,限制其分布的原因还不清楚。为了认识高山栎分布与生理生态特性的关系,我们在不同海拔的4个观测点研究了帽斗栎的光合气体交换、叶氮含量、叶绿素含量和比叶重。由于高的水气压亏缺和气温,帽斗栎的光合作用和蒸腾作用在午间表现出明显的降低现象。帽斗栎的饱和光合速率、水分利用效率、最大羧化速率、最大电子传递速率和氮利用效率在海拔中部比低海拔或高海拔处的为高。不同海拔的叶氮含量在5月份有差异,8月份则没有明显不同。叶片厚度随海拔增加,但叶绿素含量及光合最适温度随海拔升高而降低。帽斗栎光合作用的海拔变化与叶片的生化效率和氮含量有关,而与比叶重无关。研究结果说明,温度的海拔变化对高山栎的光合作用和叶性状有明显影响,最适宜帽斗栎光合碳获取及生长的海拔范围是3180～3610m。     

海拔对高山栎光合气体交换和叶性状的影响

理解影响植物分布的式样及过程是生态学研究的中心内容之一,但对许多物种而言,限制其分布的原因还不清楚。为了认识高山栎分布与生理生态特性的关系,我们在不同海拔的4个观测点研究了帽斗栎的光合气体交换、叶氮含量、叶绿素含量和比叶重。由于高的水气压亏缺和气温,帽斗栎的光合作用和蒸腾作用在午间表现出明显的降低现象。帽斗栎的饱和光合速率、水分利用效率、最大羧化速率、最大电子传递速率和氮利用效率在海拔中部比低海拔或高海拔处的为高。不同海拔的叶氮含量在5月份有差异,8月份则没有明显不同。叶片厚度随海拔增加,但叶绿素含量及光合最适温度随海拔升高而降低。帽斗栎光合作用的海拔变化与叶片的生化效率和氮含量有关,而与比叶重无关。研究结果说明,温度的海拔变化对高山栎的光合作用和叶性状有明显影响,最适宜帽斗栎光合碳获取及生长的海拔范围是3180~3610m。     

青藏高原不同海拔地区唐古特山莨菪叶片光合色素含量和抗氧化酶活性的比较研究

以青藏高原东北隅的西宁和海北(海拔分别为2 300 m和3 200 m)人工栽培唐古特山莨菪为材料,对两不同海拔地区间各叶层叶片光合色素含量和抗氧化酶活性等生理指标进行比较分析.结果显示:(1)生长在海北的唐古特山莨菪叶片厚度极显著高于西宁(P<0.01),且两地区植物的叶片厚度从第1层到第4层均呈显著增加趋势;海北唐古特山莨菪叶片的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、类胡萝卜素含量以及紫外吸收物质的含量均显著高于西宁地区(P<0.05),从第1层到第4层,两地植株叶片的光合色素和紫外吸收物质的含量都呈降低的趋势,且两地区让差异显著;叶绿素a/b的层间差异显著(P<0.05),但两海拔地区间差异不显著;类胡萝卜素/叶绿素比值海北高于西宁,从第1层到第4层叶片呈降低趋势.(2)生长于海北的唐古特山良菪叶片组织中的SOD、CAT活性和MDA含量比西宁的高,POD、APX则相反;从第1层叶片到第4层,西宁和海北唐古特山莨菪叶片中的SOD活性显著增高(P<0.05),但两地区各层间的CAT、POD、APX活性和MDA含量无明显的变化.研究表明,不同海拔对唐占特山莨菪叶片的生理特性有影响,同一海拔不同叶层叶片之间差异也较为明显;生长在高海拔地区的植物尽管表现出诸多生理适应特征,但膜系统依然有一定受损.     

不同海拔华北落叶松针叶三种抗氧化酶活性与光合色素含量

通过分析庞泉沟国家级自然保护区不同海拔(1 600～2 800 m)梯度华北落叶松针叶中3种抗氧化酶及光合色素含量的变化,探讨了高山林木适应环境的生理机制.结果表明,华北落叶松针叶中超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶的活性随海拔梯度的变化规律相一致,即中海拔区(1 900～2 400 m)的3种抗氧化酶活性相对较低,而低海拔区(1 600～1 800 m)和高海拔区(2 500～2 800 m)活性相对较高.低海拔区3种酶活性分别比中海拔区提高62.79%、42.13% 和 7.87%,高海拔区分别提高75.20%、14.49% 和 63.38%,但临近森林垂直分布上限活性降低.膜脂过氧化产物丙二醛含量在低海拔区和高海拔区分别达9.27和14.06 μmol·g^-1 FM,而在中海拔区平均含量为5.58 μmol·g^-1 FM.叶绿素和类胡萝卜素含量随海拔梯度升高而降低,相关系数分别为-0.969和-0.986;但叶绿素a/b比值及Car的相对含量(Car/Chl)随海拔梯度升高而增加,相关系数分别为0.962和0.877.     

天山南坡高寒草地海拔梯度上的植物多样性变化格局

山地气候随海拔梯度变化使山地成为研究生物多样性的热点区域。在天山南坡巴音布鲁克高寒草地,对不同海拔梯度下的物种多样性进行了研究。结果表明共调查样地9个,出现植物34种,分属17科29属;物种丰富度随海拔升高呈明显的偏峰格局,在海拔3060m的天山羽衣草(Alchemilla tianschanica)草甸,物种组成最为丰富,出现植物17种,分属12科17属;Shannon-Wiener指数的变化范围为2.02~2.40,最小值出现在海拔2760m以紫花针茅(Stipa purpurea)为优势种的高寒草原,峰值则出现在3060m的天山羽衣草草甸,Shannon-Wiener指数随海拔梯度的变化趋势与物种丰富度基本相同,呈明显的偏峰格局;随海拔升高,Cody指数表现出明显的单峰格局;Shannon-Wiener指数与生长季温度存在显著负相关,而与生长季湿度和土壤含水量存在显著正相关。     

祁连圆柏光合色素与非结构性碳水化合物含量对海拔变化的响应

以祁连山林线附近(海拔2 860～3 323m)祁连圆柏(Sabina przewalskii)为研究对象,于7月下旬对不同海拔祁连圆柏成年树(胸径20cm左右)及幼树(胸径10cm左右)当年生叶的光合色素(叶绿素和类胡萝卜素)和非结构性碳水化合物(NSC,包括可溶性糖和淀粉)含量变化进行研究。结果显示:(1)祁连圆柏幼树叶片总叶绿素含量呈升高-降低-升高的趋势,成年树呈先降低再升高的趋势,但二者最低值均出现在海拔3 120m;类胡萝卜素含量成年树最高值出现在海拔3 320m处,幼树的最高值则出现在低海拔2 980m处。(2)NSC含量随海拔升高呈升高-降低-升高的变化趋势,最低值出现在海拔3 120m,而且幼树的NSC平均含量在各海拔显著高于成年树。研究说明,祁连圆柏随着海拔升高光合能力可能并未降低,而且在高海拔地的NSC供应充足,这暗示在全球气候变化背景下祁连圆柏林线具有沿海拔上升的潜力。     

1,4—二取代酰氨基硫脲化合物A导致黄瓜增产的生理基础的初步研究

用0.1ppm的1—异烟酰—4-(4′-氯代苯基)—氨基硫脲(以下用A代表)喷施3—4叶期的黄瓜(Cucumis sativus L.)幼苗,可以提高叶片光合速率并导致黄瓜增产。进一步的实验结果表明:经0.1ppm A处理后,黄瓜叶片的叶绿素含量(a+b)增加约50%,叶绿素a/b比值降低约30%,叶黄素含量增加近2倍,光合磷酸化活性增强。这些变化可能是黄瓜增产的生理基础。     

新疆天山南坡中段种子植物区系垂直分布格局分析

对植物多样性垂直分布格局及其维持机制的研究可以有效揭示植物物种多样性分布特征及其环境影响因子。本文通过野外调查、查阅标本并结合相关文献资料,对天山南坡中段种子植物区系沿海拔梯度的分布格局进行了系统研究。结果显示,在大区域尺度上,科属种的物种丰富度随海拔升高均呈先增加后减少的趋势,且最高值出现在中低海拔1900~2000 m处;不同生活型植物沿海拔梯度的变化格局有所不同,其中,乔木、一年生草本、藤本及寄生植物表现出随海拔升高物种丰富度逐渐降低的趋势,灌木、多年生草本及二年生草本植物物种丰富度则呈先增加后减少的变化趋势;从植物区系地理成分来看,世界分布所占的比重沿海拔梯度升高呈先增加后减少的趋势;温带地理成分所占的比重沿海拔梯度升高呈缓慢上升趋势;古地中海地理成分所占的比重沿海拔梯度升高呈先增加后减少然后再增加的变化趋势;热带地理成分所占的比重沿海拔升高呈逐渐下降的趋势;东亚地理成分所占的比重沿海拔梯度升高呈先增加后减少然后再增加的变化趋势。对该分布格局与当地干旱的气候条件及海拔梯度上热量和水分条件的变化相适应。     

CaCl_2对UV-B辐射下菠菜叶片光合特性的影响

以"丹麦旺盛菠菜"为材料,通过UV-B和CaCl2复合处理,测定光合色素含量、Hill反应活力、叶绿素荧光、MDA含量和抗氧化酶活性等参数,探讨了CaCl2对UV-B辐射下菠菜叶片电子传递链和光合膜酶保护系统的影响。结果表明,UV-B处理下,光合色素含量、chl/car、类囊体膜上PSII潜在活性(Fv/Fo)、光化学淬灭系数(qP)、非光化学淬灭系数(qN)、PSII光量子产量(ΦPSⅡ)、原初光能转化效率(Fv/Fm),以及Hill反应活力等降低,chla/chlb和MDA含量升高;喷洒CaCl2可不同程度缓解UV-B的伤害。不同处理下,POD、SOD和CAT活性的变化呈现补偿效应。UV-B强度与菠菜叶片PSII功能受损程度呈正相关,CaCl2则主要通过提高chlb含量、类囊体膜上的光量子产量和POD活性,以缓解伤害。重度UV-B辐射下,CaCl2使chlb含量显著提高可能是导致PSII捕光效率提高的重要因素。