转AtNHX1基因杨树Tr品系的耐盐性研究

以不同盐分强度处理欧美107杨(Populus×euramericana‘Neva’)(Wt)和转拟南芥液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白基因AtNHX1欧美107杨新品系(Tr)幼苗,揭示Tr和Wt两品系幼苗耐盐性的差异,探索拟南芥液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白基因AtNHX1对提高杨树耐盐能力的效应。结果表明:低盐处理下,Wt植株生长明显受到抑制,其干重显著低于对照,盐分强度加大后,抑制作用更大,其干重只有对照的50%;而Tr植株在低盐处理下干重与对照差异不显著,高盐处理时其干重为对照的74%。同时,不同盐度处理下,Tr的干重均显著高于Wt,且随着盐度升高,两品系间植株干重差异增大。盐处理后,Tr植株叶片叶绿素和类胡萝卜素的含量均显著高于Wt,并能维持较高的净光合速率(Pn)和PSII最大光化学效率(Fv/Fm);在盐处理下虽然Tr叶片和根系均较Wt积累了更多的Na+,但同时也维持了更高的K+和K+/Na+比率,而且叶片对K+选择性的运输明显高于Wt;同时,Tr叶片MDA含量和电解质渗漏率显著低于Wt。可见,在盐处理下转AtNHX1植株较未转基因植株维持了更高的生长量、光合色素、光合能力和叶片质膜稳定性,说明AtNHX1的转入能够显著提高欧美107杨的耐盐性。     

重金属对盐生草光合生理生长特性的影响

以盐生草幼苗为试验材料,分别设置0(CK)、50、100、200、400μg?g-1的Ni2+、Cu2+处理,研究重金属Ni2+和Cu2+对盐生草光合生理特性的影响.结果表明:盐生草叶片光合色素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度Gs、蒸腾速率Tr、PSⅡ最大光化学效率Fv/Fm、非光化学猝灭系数qN及生长指标(株高、地上部干重和鲜重)在50μg?g-1的Ni2+处理时均达到最大值,后随Ni2+浓度继续增加,其叶片叶绿素a、叶绿素b、Pn、Gs、Tr、Fv/Fm、PSⅡ电子传递量子产率ΦPSⅡ、光化学猝灭系数qP、qN及各项生长指标逐步下降并低于对照水平,而细胞间隙CO2浓度(Ci)较对照呈增加趋势.在50μg?g-1的Cu2+处理时,盐生草叶片光合色素含量、Pn、Gs、Tr、Ci、Fv/Fm、ΦPSⅡ、qP、qN及各项生长指标均达峰值;在100μg?g-1Cu2+处理时,光合色素含量、Pn、Gs、Tr、Fv/Fm、ΦPSⅡ、qN及各项生长指标较对照仍有增加,而后随Cu2+浓度继续增加,其叶绿素a、叶绿素b、各光合参数、叶绿素荧光参数及生长指标均逐步降低并低于对照.可见,盐生草Pn在Ni2+胁迫下的下降主要是由非气孔限制所致,而Cu2+胁迫下的下降主要是由气孔限制所致;低浓度Ni2+和Cu2+对盐生草生长具有一定促进作用,过高浓度Ni2+和Cu2+则会通过抑制盐生草叶片叶绿素合成,影响其光合作用,从而抑制植株生长.     

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.     

根环境供氧状况对盐胁迫下棉花幼苗光合及离子吸收的影响

以溶液培养的棉花(Gossypium hirsutum L.)幼苗为材料,测定了不同盐胁迫程度和不同根环境供氧状况条件下棉花幼苗的叶片气体交换参数、叶绿素荧光参数和植株的Na~+、K~+离子含量等的变化,以探索根环境供氧状况对盐胁迫下棉花光合作用和离子吸收的影响。结果表明,盐胁迫和根环境供氧不足均导致净光合速率下降。在处理后的前期,盐胁迫对棉花叶片光合作用的不利影响大于供氧不足(不通气)的影响,而后期根环境供氧不足的不利影响快速增大,并逐渐超过盐胁迫的影响。在低浓度盐胁迫和根环境不通气处理的初期,棉花叶片光合速率下降的主要原因是气孔因素(气孔关闭或部分关闭引起的CO_2供应不足);随着盐胁迫程度的增大和胁迫持续时间的延长,光合速率下降的原因逐渐转变为非气孔因素(光合系统损伤引起的光合能力下降)。相同程度盐胁迫下,根环境通气处理的棉花叶片的净光合速率和PSⅡ最大光化学效率等均显著高于根环境不通气处理的,说明根环境供氧不足加重了盐胁迫对光合作用的不利影响。对棉花植株各器官离子积累量的测定、分析发现,盐胁迫导致了棉花根系拒Na~+、吸K~+的能力和选择性运输K~+的能力降低,使棉花根系和叶片的Na~+含量增多、K~+含量减少、[Na~+]/[K~+]比值升高;而根环境通气则可显著提高盐胁迫下根系的拒Na~+、吸K~+能力和根系向叶片选择性运输K~+的能力,降低根系和叶片的[Na~+]/[K~+]比值。试验还发现,根系K~+、Na~+含量受盐胁迫的影响较大,而叶片K~+、Na~+含量受根环境通气状况的影响更大一些。综合分析可见,盐胁迫和根环境供氧不足均可导致棉花叶片光合速率下降、光合机构损伤以及离子平衡失调,而根环境通气可以缓解盐胁迫对棉花叶片光合作用的不利影响、增加根系和叶片对K~+的选择吸收和积累、降低[Na~+]/[K~+]比值,从而增强棉花植株对盐胁迫的适应性和抵抗力。     

等渗NaCl、干旱胁迫对番茄幼苗光合特性及叶绿体超微结构的影响

为分析等渗盐分和水分胁迫对番茄叶片光合功能的影响,选用耐盐性不同的4种基因型番茄(小果型的辽园红玛瑙、野生醋栗番茄、大果型的金田粉冠、超402)进行等渗的140 mmol·L^-1NaCl和15%PEG6000模拟盐分和水分胁迫.结果表明: 在光合特性方面,处理12 d后,两种胁迫导致4种不同基因型番茄的叶绿素含量(叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量)、光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度、蒸腾效率降低,气孔限制值升高.两种胁迫导致的光合下降由气孔性因素所致.等渗的盐分胁迫对番茄的光合系统损伤大于水分胁迫,这是因为盐分胁迫除了渗透胁迫还会导致离子伤害.4种不同基因型番茄中,耐盐型的辽园红玛瑙具有高光合特性,金田粉冠光合效率最差.在叶绿体超微结构方面,两种胁迫会造成番茄叶片的气孔密度增加,气孔张开率降低,叶绿体长度增加,宽度变小,长宽比增大,叶绿体内基粒数减少,嗜锇颗粒数增多.盐分胁迫下两种番茄叶绿体结构的影响大于水分胁迫,耐盐种醋栗番茄气孔变化小于盐敏感品种金田粉冠.     

番茄黄化曲叶病毒对番茄叶片光合特性和叶绿体超微结构的影响

以番茄为试验材料,研究番茄黄化曲叶病毒(TYLCV)侵染对植株叶片叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和叶绿体超微结构的影响.结果表明:TYLCV侵染番茄后,叶片叶绿素a、b以及总叶绿素含量分别下降50.2%、24.19%和43.84%,叶片净光合速率和气孔导度分别下降43.28%、27.07%,胞间CO2浓度增加13.04%.与健康叶片相比,叶绿体变形,叶绿体基质片层大部分消解,基粒结构消失,叶绿体外膜和内膜剥离,质壁分离和细胞膜内陷,细胞器消解.研究表明,TYLCV侵染破坏了番茄叶片的叶绿体结构,严重影响番茄叶片的光合作用.     

盐胁迫对杨树幼苗叶片光合色素及气体交换特征的影响

以‘小胡24杨’和‘吴屯杨’为材料,研究了盐胁迫对杨树幼苗叶片光合色素及气体交换参数的影响。结果表明:短期盐处理下,2个杨树品种幼苗叶片的Chla、Chlb和Car含量都有所升高,其中,在pH值较低的盐处理下叶片光合色素的增加不明显,而pH值较高的盐处理下叶片Chla、Chlb显著增加,但pH值过高使叶片光合色素有下降趋势;气体交换参数Pn、Tr、Gs随着盐溶液pH值的升高而逐渐降低,Ls先升高后降低,Ci先降低后升高,即低pH值的盐处理下,杨树幼苗叶片光合下降的主要原因是气孔因素,而高pH值的盐处理下,叶片光合下降的主要原因是非气孔因素;相对于‘吴屯杨’,‘小胡24杨’对盐处理溶液的pH值更为敏感。     

不同光照强度下三角叶滨藜光合作用对盐激胁迫的响应

以溶液培养的三角叶滨藜植株为材料研究了不同光照条件下其叶片光合作用对盐(NaCl)激胁迫的即刻反应及变化规律.结果表明,三角叶滨藜光合作用对盐激胁迫的响应有8 min左右的滞后期.在光照强度为100umol·m-2·-1和100 mmol·L-1浓度NaCl共同作用下,三角叶滨藜叶片净光合速率略有上升;但随NaCl浓度和光照强度进一步增加,其净光合速率呈下降趋势,且光照越强,盐胁迫导致的净光合速率下降幅度越大.同时,弱光下或强光低浓度NaCl胁迫下,盐激胁迫导致的净光合速率下降主要是气孔限制引起的;而强光下,高浓度的NaCl胁迫导致的净光合速率下降在盐激胁迫处理的前30-40 min主要由气孔限制引起.40 min后则主要由非气孔限制引起.可见,不同光照强度和NaCl浓度胁迫下三角叶滨藜叶片光合作用响应规律不同,引起净光合速率下降机制各异.     

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。     

外源5-氨基乙酰丙酸对盐胁迫下黄连幼苗光合参数及其叶绿素荧光特性的影响

该实验以2年生黄连幼苗为材料,在100mmol·L-1的NaCl模拟盐胁迫条件下,经不同浓度的外源5-氨基乙酰丙酸(ALA)处理后,测定黄连幼苗光合色素含量、叶绿素荧光参数及气体交换参数等光合生理指标的变化,探寻提高黄连幼苗在盐胁迫条件下抗性能力的途径。结果显示:(1)NaCl胁迫下黄连幼苗的光合生理受到显著抑制,在经过不同浓度的ALA处理后,显著提高了叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素等光合色素的含量。(2)盐胁迫下,黄连植株的的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)及叶片蒸腾速率(Tr)均发生下降,并且随着胁迫时间和胁迫浓度的增加下降幅度逐渐增大,胞间CO2浓度(Ci)则呈上升趋势,说明盐胁迫下黄连净光合速率降低的主要影响因素是非气孔因素。(3)用ALA处理后,黄连的Pn、Gs及Tr均有不同程度的提高,Ci也有不同程度的降低,并且不同的浓度梯度存在着显著的效果差异。(4)ALA处理还提高了最大荧光(Fm,1.234)、最大光化学效率(Fv/Fm,0.849)、PSⅡ有效光化学效率(Fv′/Fm′,0.685)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ,0.545)和光化学淬灭系数(qP,0.872)的水平,有效降低了初始荧光(F0,0.211)和非光化学淬灭系数(NPQ,0.251)的水平。研究表明,外源ALA通过提高黄连幼苗叶片的光合色素含量,减少过剩激发能的耗散,提高光合电子传递效率,有效缓解了盐胁迫对黄连叶片PSⅡ的伤害,提高了植株的抗盐能力。     

盐胁迫对不同种源麻栎叶片光合特征的影响

采用5 个不同盐浓度处理,研究了盐胁迫对山东费县、安徽滁州和四川万源3个种源地麻栎叶片光合特征的影响.结果表明：随着盐浓度的增加,3个种源的麻栎叶片叶绿素a、叶绿素b、净光合速率（P_n）均呈下降趋势,其中叶绿素a在山东种源中降幅最大,下降了21.5%～36.1%,四川种源降幅最小,在3.5%～19.8%之间.所有种源对照组的P_n均成“单峰”曲线,未出现“午休”现象;高盐浓度处理下则有明显的午休现象,经通径分析,P_n主要受饱和水汽压差和叶温的影响,气孔导度、胞间CO₂浓度和光强是次要因子.不同种源对照处理的麻栎叶片光合特征受原种源地环境因子的影响较大.麻栎的耐盐胁迫能力大小为：四川万源种源>安徽滁州种源>山东费县种源.     

气候变化对不同水分条件下柿幼树光合作用的影响

以两年生柿树为试材,研究了高浓度CO₂处理（700 μmol·mol^-1）、高温处理（日平均温度高于正常日平均温度约5 ℃）、高温和高浓度CO₂复合处理及对照（温度为外界环境温度,CO₂浓度380 μmol·mol^-1）对不同水分条件下柿树净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、水分利用效率(WUE)、叶绿素含量和叶绿素荧光参数F_v/F_m、F_v/F_o的影响.结果表明:高温和高浓度CO₂复合处理使处于各水分条件下的柿树T_r、G_s减小,WUE增大;在高、中水分条件(分别为田间持水量的75%～85%和55%～65%)下高温和高浓度CO₂复合处理使柿树P_n增大,在低水分条件(为田间持水量的35%～45%)下使柿树P_n减小.高浓度CO₂处理使处于各水分条件下的柿树P_n、WUE增大,G_s、T减小.高温及高温和高浓度CO₂复合处理下WUE均受土壤水分状况的影响,并随土壤含水量的升高而升高.与对照相比,高浓度CO₂处理还提高了各水分条件下植株叶片水平的水分利用效率、叶绿素a、叶绿素b、叶绿素（a+b）、类胡萝卜素含量及F_v/F_m和F_v/F_o,缓解了水分胁迫,提高了柿树的抗逆能力.     

不同钙素水平对厚皮甜瓜叶片光合作用和保护酶活性的影响

采用深液流无土栽培方式,研究不同钙素水平对厚皮甜瓜叶片光合作用和保护酶活性的影响。结果表明,在缺钙、低钙、高钙胁迫下,厚皮甜瓜叶片中的叶绿素和类胡萝卜素含量明显下降,叶绿素a/叶绿素b比值升高;同时叶片中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性及丙二醛(MAD)含量、相对电导率、可溶性蛋白质含量都明显高于正常供钙的植株。缺钙胁迫下,基础荧光(Fo)下降,低钙和高钙胁迫下Fo 升高,但缺钙、低钙、高钙胁迫下叶片叶绿素荧光参数Fv/Fm、Fv/Fo、Fm、Yield和ETR都明显下降。缺钙胁迫下叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)下降,胞间 CO2 浓度(Ci)升高;而高钙胁迫下 Pn、Gs 下降的同时,Ci 也相应下降,表明缺钙胁迫下的光合抑制主要是由于非气孔限制引起,而高钙胁迫下的光合抑制主要是由于气孔限制引起。     

盐胁迫下水稻叶片光合参数对光强的响应

以耐盐性不同的两个水稻品种秋光和辽盐2号为试材,在设定条件下测定长时间NaCl胁迫下水稻剑叶的净光合速率(P_n)、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）和胞间CO₂浓度（C_i）在不同光照强度（PFD）诱导下的反应差异与水稻抗性的关系.结果表明,在不同浓度NaCl胁迫下,随着PFD的升高,两品种的P_n和G_s均呈上升趋势,与对照相比,耐盐品种辽盐2号的P_n增加了14.87%,而秋光的P_n则下降了17.91%.C_i、L_s及P_n/G_s比值的变化趋势表明,气孔因素和非气孔因素对辽盐2号的光合变化起到了积极作用,而气孔因素则是引起秋光光合变化的主要原因.     

The influence of salinity on cell ultrastructures and photosynthetic apparatus of barley genotypes differing in salt stress tolerance

A hydroponic experiment was conducted to elucidate the difference in growth and cell ultrastructure between Tibetan wild and cultivated barley genotypes under moderate (150 mM NaCl) and high (300 mM NaCl) salt stress. The growth of three barley genotypes was reduced significantly under salt stress, but the wild barley XZ16 (tolerant) was less affected relative to cultivated barley Yerong (moderate tolerant) and Gairdner (sensitive). Meanwhile, XZ16 had lower Na⁺ and higher K⁺ concentrations in leaves than other two genotypes. In terms of photosynthetic and chlorophyll fluorescence parameters, salt stress reduced maximal photochemical efficiency (F _v/F _m), net photosynthetic rate (Pn), stomatal conductance (Gs), and intracellular CO₂ concentration (Ci). XZ16 showed relatively smaller reduction in comparison with the two cultivated barley genotypes. The observation of transmission electron microscopy found that fundamental cell ultrastructure changes happened in both leaves and roots of all barley genotypes under salt NaCl stress, with chloroplasts being most changed. Moreover, obvious difference could be detected among the three genotypes in the damage of cell ultrastructure under salt stress, with XZ16 and Gairdner being least and most affected, respectively. It may be concluded that high salt tolerance in XZ16 is attributed to less Na⁺ accumulation and K⁺ reduction in leaves, more slight damage in cell ultrastructure, which in turn caused less influence on chloroplast function and photosynthesis.     

NaCl胁迫对大米草光合·蒸腾等生理特性的影响

研究了NaCl胁迫下大米草净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr),叶片气孔导度(Gs)、细胞问CO_2浓度(Ci)、株高、叶长、叶宽、茎粗、叶绿素含量、气孔限制值和水分利用效率.结果表明:当NaCl浓度高于300mmol/L时,大米草Pn、Tr、Gs、株高、叶长以及叶绿素含量受到显著抑制(P＜0.05),叶宽及茎粗则无显著性差异.NaCl胁迫下,大米革光合速率的降低是气孔因素和非气孔因素综合导致的结果,Pn、Tr、Gs、株高以及叶绿素含量的降低可作为大米草受NaCl胁迫的症状,而WUE则保持在较高的水平,因此在防治大米草蔓延时,排水处理不是最佳选择.     

粤西乡土香根草光合生理生态特征日动态分析

在秋季对粤西乡土香根草的光合等生理特性日动态变化进行了测定.结果表明,香根草的净光合速率(P_n)日变化呈双峰型,蒸腾速率(T_r)和气孔导度(G_s)变化趋势与P_n相似,胞间CO₂浓度(C_i)变化方向则与其相反.P_n与光合有效辐射(PAR)、T_r与PAR、T_a和大气相对湿度(RH)的相关程度都达到了极显著水平(P＜0.01),G_s则与空气温度(T_a)相关程度达到了显著水平(P＜0.05).同一环境因子对P_n、T_r和G_s的影响程度不同,其中PAR是影响香根草光合作用最为强烈的环境因子.T_r是受环境因子控制最为显著的生理参数.