遮荫对两个基因型玉米叶片解剖结构及光合特性的影响

以耐荫性不同的玉米品种郑单958(ZD958,耐荫性较强)和豫玉22(YY22,耐荫性较弱)为材料,研究了苗期50%遮荫对玉米叶片形态结构和光合特性的影响。结果表明:形态结构上,苗期遮荫处理后,玉米叶片变薄,单位面积叶绿体数目减少,基粒数、基粒厚度和片层数增加,但是YY22的叶绿体大部分发育不良,肿胀呈球形,基粒片层和基质片层出现不同程度的松散;而ZD958大部分叶绿体结构良好,各部分发育基本正常。光合特性上,弱光胁迫使玉米叶片叶绿素含量升高,净光合速率(Pn)、PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)和实际光化学效率(Φ_PSⅡ)降低,胞间CO₂浓度(Ci)和非光化学猝灭(NPQ)增加,但是YY22的Pn、Fv/Fm和Φ_PSⅡ显著下降,Ci和NPQ显著升高;而ZD958的Fv/Fm和Φ_PSⅡ下降幅度较小,且NPQ增加亦不显著。研究结果提示,弱光胁迫对玉米叶片形态结构和光合特性影响较大,且存在基因型差异,耐荫性较强的品种对弱光环境的适应性较强。     

遮荫对虎耳草光合生理特性的影响

以盆栽1年的虎耳草为材料,研究遮荫条件下虎耳草叶片抗氧化酶体系活力、叶绿素含量、光合速率以及叶绿素荧光参数的变化,为虎耳草规模化栽培提供理论基础。结果表明：透光率50%条件下,叶绿素含量较高;虎耳草抗氧化酶活力最高;光饱和点（LSP）最大,最大光合速率（A_max）最高,光合速率日变化平均值最高,无“午休”;光系统Ⅱ的实际量子产量(Φ_PSⅡ)、PSⅡ最大量子产量(F_v/F_m)和光化学猝灭系数(qP)最高,非光化学猝灭系数(qN)最低。这表明,虎耳草在怀化地区的最适光照条件是50%左右的透光率。     

施氮量对麻疯树幼苗生长及叶片光合特性的影响

采用盆栽土培的方法,研究了不同施氮量(对照N₀ 0 kg N/hm²、低氮N_L 96 kg N/hm²、中氮N_M 288 kg N/hm²、高氮N_H 480 kg N/hm²)对麻疯树幼苗生长、叶片气体交换及叶绿素荧光参数的影响。结果表明,麻疯树幼苗叶片氮含量、可溶性蛋白含量、株高、地径、叶片数量、叶面积、根长、各组分生物量、叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)和水分利用效率(WUE)均随施氮量的增加先升高后降低,N_M处理下麻疯树幼苗长势最好,各气体交换参数值最高;施氮对麻疯树地上部分的促进作用远大于地下部分,施氮后根冠比显著降低;此外,麻疯树叶绿素含量、PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)、PSⅡ有效量子产量(F'v/F'm)、PSⅡ实际光化学效率(Φ_PSⅡ)、电子传递速率(ETR)和光化学淬灭系数(qP)均随施氮量的增加而升高,非光化学淬灭系数(NPQ)随施氮量增加而降低。适量施氮可通过增强叶绿体光化学活性、气孔导度和羧化能力而提高麻疯树幼苗的光合能力,促进生长;过高施氮对麻疯树幼苗光合与生长的促进效应降低。试验条件下,当年生麻疯树幼苗的最适施氮量为288 kg N/hm²。     

热锻炼对甘蓝幼苗叶片激发能分配的影响

以喜温凉的蔬菜甘蓝为试材,研究了热锻炼与对照甘蓝幼苗叶片光合速率和叶绿素荧光参数对高温胁迫的响应．结果表明,叶片温度在25-35℃之间,热锻炼苗和对照苗叶片叶绿素可变荧光(Ｆv)、光化学猝灭(qP)、非光化学猝灭(qN)、PSⅡ化学效率(ФPSⅡ)没有明显的变化;当叶温高于35℃时。热锻炼苗的Fv、qP和中ФPSⅡ均明显高于对照,37℃时Fv、qP和ФPSⅡ分别比对照高53％、24％和86％;qN较对照低22％,尤其是与光抑制(光破坏)有关的qNs明显降低,以维持较高的高能态猝灭(qNf)耗散过剩激发能。保护PSⅡ反应中心不受破坏。减轻了光抑制,这与热锻炼幼苗叶片在高温下具有较高的光合能力是一致的。     

民勤沙生植物园4种云杉属植物光化学特性的趋同适应

采用叶绿素荧光图像分析手段,结合叶绿素含量和主枝生长量测定,研究了沙地云杉、青海云杉、蓝云杉、白扦PSⅡ光化学效率和非光化学能量耗散的光响应特性及对稳态光强的适应性。结果表明:在相同生境和管理条件下,15a苗龄的4种云杉属植物生长势态良好,均能适应民勤荒漠气候环境;蓝云杉针叶的叶绿素含量较高,而青海云杉的叶绿素a、b比值(Chl a/b)较低;4种植物PSⅡ光化学效率的光响应曲线相似,但蓝云杉PSⅡ非光化学猝灭系数(NPQ)的光响应明显有别于其余3种;150μmol m~(-2)s~(-1)低光强下4种植物间NPQ的差异与PSⅡ最大光化学量子效率(Fv/Fm)一致,是内禀光合特性的反映;1500μmol m~(-2)s~(-1)高光强下的NPQ和PSⅡ最大效率(Fv'/Fm')在4云杉属植物间没有差异,呈现光合生理的趋同适应。综合比较分析可知,蓝云杉和白扦在低光强具有略低的PSⅡ非光化学猝灭能力,在高光强具有相对高的PSⅡ运行效率(Fq'/Fm'),光驯化适应能力较大;沙地云杉和青海云杉具有几乎一致的PSⅡ光化学和非光化学猝灭特性,其耐荫性和喜光性相近;4种云杉属植物光合机构对干旱荒漠生境的驯化适应具有趋同性,可作为我国北方防护林建设和城市绿化的重要树种。     

Cd2+胁迫对银芽柳PSⅡ叶绿素荧光光响应曲线的影响

以盆栽银芽柳为材料,利用MINI-IMAGING-PAM荧光成像测定系统,研究了Cd²⁺胁迫下叶片叶绿素荧光参数的变化及其光响应曲线。结果表明,初始荧光Fo与最大荧光Fm随着Cd²⁺浓度的增大而呈现先升后降的趋势,Fo与Fm在200 mg/LCd²⁺处理4周时达到最高值,400 mg/LCd²⁺处理则显著下降;PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)与PSⅡ潜在光化学效率(Fv/Fo)显著受 Cd²⁺胁迫抑制,但随Cd²⁺浓度的增加呈先降后升的变化趋势。Cd²⁺胁迫下各叶绿素荧光参数的光响应结果表明,PSⅡ实际光量子效率Y(Ⅱ)、荧光淬灭系数(qP)随光化光强度的增加呈下降趋势,而同光强下高浓度Cd²⁺ 使Y(Ⅱ)与(qP) 显著降低;PSⅡ调节性能量耗散的量子产额Y(NPQ)、非光化学淬灭系数(qN)与表观电子传递速率(ETR)则随着光强增加呈上升趋势,同光强下高浓度Cd²⁺处理显著提高Y(NPQ)、qN 与ETR。Cd²⁺胁迫下,PSⅡ非调节性能量耗散的量子产额Y(NO)稳定在较低水平,同光强下Y(NO)随Cd²⁺浓度增加略有提高。说明,银芽柳通过调节PSⅡ反应中心开放程度与活性,对Cd²⁺胁迫表现出较强的耐性,高浓度Cd²⁺胁迫导致PSⅡ反应中心关闭或不可逆失活,表现出光抑制。     

外源水杨酸对黄瓜幼苗叶片PSⅡ活性和光能分配的影响

以黄瓜品种‘中农203号’幼苗为试材,采用水培法研究了根际施用0.05、0.10和0.50 mmol/L水杨酸对黄瓜幼苗叶片PSⅡ活性和光能分配的影响,以探讨水杨酸对光合作用的调节机制。结果显示:黄瓜幼苗叶片净光合速率(Pn)、荧光参数和光能分配对水杨酸的响应存在明显的浓度依赖性。0.05和0.10 mmol/L水杨酸处理提高了叶片PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)、PSⅡ潜在活性(Fv/F0)、电子传递速率(ETR)、光化学猝灭系数(qP),降低了非光化学猝灭系数(NPQ),使PSⅡ吸收光能中分配于光化学反应的能量增加,进而提高了Pn,并以0.10 mmol/L水杨酸施用效果最明显,差异达极显著水平(P<0.01);而0.50 mmol/L水杨酸处理降低了ΦPSⅡ、Fv/Fm等,使光能分配于热耗散和荧光耗散的比例升高,导致Pn下降。研究表明,水杨酸对黄瓜叶片光合的正负调节作用与浓度依存下的PSⅡ活性和光能分配改变有关。     

干旱胁迫对玉米苗期叶片光合作用和保护酶的影响

以玉米品种郑单958(抗旱性强)和陕单902(抗旱性弱)为材料,采用盆栽控水试验,设置3个干旱处理(轻度干旱,中度干旱,重度干旱)和正常灌水,研究了干旱胁迫对玉米苗期叶片光合速率、叶绿素荧光以及相关生理指标的影响。结果表明:(1)干旱胁迫下2个品种叶片净光合速率(P_n)和气孔导度(G_s)显著下降,胞间CO₂浓度(C_i)出现了先下降后上升,而气孔限制值(L_s)上升后下降,说明中度干旱胁迫下叶片P_n下降是气孔因素引起的,重度干旱胁迫下P_n降低主要由非气孔因素引起的。(2)随着干旱胁迫的加剧,2个品种叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)的实际量子产量(φPSⅡ)、电子传递速率(ETR)和光化学猝灭(qP)一直下降,而非光化学猝灭(qN)上升后下降,说明中度干旱下热耗散仍是植株重要光保护机制,重度干旱时叶片光合电子传递受阻,PSⅡ受到损伤。(3)干旱胁迫下2个品种叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性先升高后降低,而丙二醛(MDA)含量一直升高,说明干旱胁迫初期对保护系统酶活性升高有诱导作用,重度胁迫下活性氧清除酶的活性下降,导致细胞膜伤害。这些结果暗示,轻度和中度干旱胁迫下2个玉米品种通过减少光捕获、热耗散和酶活性调节协同作用稳定了光合机构功能,是P_n下降的气孔限制因素;而重度干旱胁迫下光系统Ⅱ和抗氧化酶系统损伤,是P_n下降的非气孔限制因素;郑单958的各生理参数比陕单902受旱影响小,干旱胁迫下仍具有较高的光合效率和较强的保护酶活性是郑单958抗旱的主要生理原因。     

NaCl胁迫下交替呼吸途径对叶绿素含量及其荧光特性的影响

以菜豆幼苗作为试验材料,分析了NaCl胁迫下交替呼吸对叶绿素含量以及叶绿素荧光特性变化特征的影响,以探讨交替呼吸途径在逆境下的生理学作用以及植物在盐胁迫下光系统Ⅱ(PSⅡ)的调节作用机制。结果表明:(1)随着NaCl胁迫浓度(0、100、200、300mmol/L)的增高,菜豆幼苗叶片叶绿素含量显著下降,叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)潜在最大光化学量子效率(Fv/Fm)、光适应下最大光化学效率(Fv′/Fm′)、PSⅡ光适应下实际光化学效率[Y(Ⅱ)]和光化学荧光猝灭(qP)与对照相比均显著性下降,而非光化学猝灭(NPQ)较对照组显著增加,同时交替呼吸容量在NaCl胁迫下也显著上升。(2)与单独NaCl胁迫相比,在NaCl胁迫下施加交替呼吸的抑制剂水杨基氧肟酸(SHAM)会导致菜豆幼苗叶片叶绿素含量、Fv/Fm、Fv′/Fm′、Y(Ⅱ)和qP进一步显著下降、NPQ进一步显著增加。研究认为,NaCl胁迫导致菜豆叶片光系统Ⅱ光化学效率下降和光能耗散增加,交替呼吸途径可有效缓解NaCl胁迫下菜豆叶绿素含量的减少以及光系统Ⅱ光化学反应效率的下降。     

ALA对萝卜不同叶位叶片光合作用与叶绿素荧光特性的影响

以盆栽萝卜为材料,研究了叶面喷布100～300mg／L ALA对萝卜植株生长、光合作用以及叶绿素荧光特性的影响。结果表明,ALA促进萝卜植株生长与其促进植株中下部叶片的光合作用有关。ALA处理提高了叶片光合表观量子效率,并降低了光补偿点。叶绿素荧光动力学资料显示,ALA处理不仅降低了叶绿素初始荧光Fv、稳态荧光Fs以及两者的差值ΔFu,还降低了暗适应以及光照下的最大荧光(Fm和Fm′)和可变荧光(Fv和Fv′),但是不影响PSⅡ最大光化学效率(Fv／Fm),对于中下部叶片PSⅡ实际光化学效率(φPSⅡ)还有明显的促进作用。ALA处理植株叶片光合非循环电子传递速率ETR显著提高,300mg／L ALA处理还降低了光合相对限制值L（PFD）。ALA具有促进叶绿素荧光光化学猝灭和非光化学猝灭的双重特性,其中,前者提高了叶片光化学速率,后者增加热耗散量以及提高热耗散速率。另外,本试验结果显示,ALA处理提高了植株基部叶片的叶绿素含量以及中下部叶片类萝卜素含量。以上参数变化说明ALA通过诱导光抑制保护机制来提高叶片光合效率。     

崖柏与侧柏光合特性和叶绿素荧光参数的比较研究

以盆栽的中国特有濒危植物崖柏及其近缘广布种侧柏幼苗为材料,测定了二者的光照和二氧化碳响应特征参数、光合作用气体交换参数和叶绿素荧光参数,比较分析两者间差异并探讨崖柏异地保存的可行性。结果显示:(1)在光响应参数方面,崖柏和侧柏的表观量子效率分别为0.039和0.027 mol.mol-1,但二者差异不显著;崖柏的光补偿点(81.04μmol.m-2.s-1)显著高于侧柏(59.72μmol.m-2.s-1),但二者的最大净光合速率(Pmax)、光饱和点(LSP)和暗呼吸速率(Rd)均无显著差异;崖柏的CO2补偿点(129.17μmol.mol-1)显著高于侧柏(95.86μmol.mol-1),而光呼吸速率则崖柏略高于侧柏,但二者的羧化效率相当。(2)气体交换参数方面,崖柏的叶片气孔导度和蒸腾速率均低于侧柏,而瞬时水分利用效率和气孔限制值则略高于侧柏;随着光照强度增加,崖柏和侧柏的净光合速率和胞间CO2浓度增加,而气孔限制值则降低。(3)2个树种的叶绿素荧光参数,如初始荧光、最大荧光、可变荧光、光系统Ⅱ原初光能转换效率、光系统Ⅱ实际光化学量子效率、非光化学猝灭等均无显著差异,但崖柏光化学猝灭系数(0.218)显著低于侧柏(0.322)。研究表明,崖柏与侧柏在光合特性和叶绿素荧光参数方面具有较大的相似性,也表明崖柏在生长季对北迁环境具有较强的适应性。     

极小种群野生植物崖柏的生殖物候、传粉及胚胎发育研究

以濒危植物崖柏（Thuja sutchuenensis Franch.）为对象,对其生殖物候、传粉机制进行观察,并采用石蜡切片法对其胚胎发育过程进行研究。结果显示：崖柏于8月分化出大、小孢子叶球,次年3月传粉,为花粉无气囊、具传粉滴、胚珠直立型传粉机制,球果于10月开裂;显微观察发现,传粉期花粉进入珠孔后,贮藏在珠心上方的贮粉室内,同时珠心组织中分化出孢原细胞,进入雌配子体发育阶段,5月中旬,花粉管开始萌发,6月初完成受精,进入胚胎发育阶段,10月初,胚胎发育成熟。研究表明崖柏从大、小孢子叶球形成至种子成熟的整个发育过程中均存在败育,而胚珠败育及雌配子体游离核时期至幼胚发育期间的败育是其生殖障碍的主要原因。本研究获得了崖柏生殖生物学的基础资料,为其人工繁育和制定保护策略提供了重要依据。     

Chloroplast genome of an extremely endangered conifer Thuja sutchuenensis Franch.: gene organization,comparative and phylogenetic analysis

Physiology and Molecular Biology of Plants - Thuja sutchuenensis is a critically endangered tertiary relict species of Cupressaceae from southwestern China. We sequenced the complete chloroplast...     

干旱和复水对崖柏光合特性及水分利用效率的影响

以4年生崖柏(Thuja sutchuenensis Franch.)盆栽实生苗为材料,试验干旱和复水对崖柏光合特性及水分利用效率的影响。结果显示,在自然干旱处理过程中,叶片相对含水量(LRWC)在土壤相对含水量(SRWC)降至30%之后开始出现下降;净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、胞间CO₂浓度(C_i)、光饱和点(LSP)和最大光合速率(P_max)随着土壤可利用水分的减少而逐渐降低;而表观量子效率(Q)、表观量子需要量(1/Q)及光补偿点(LCP)未发生明显变化;水分利用效率(WUE)则随着SRWC的下降而逐渐提高。在停止浇水50 d后(SRWC下降约95%),叶片萎蔫,净光合速率接近零,复水后3 d,净光合速率(P_n)恢复至对照的88.59%,WUE降至对照的88.63%。通过干旱-复水一系列生理指标的变化分析认为,崖柏为干旱避免型植物。     

Lindera melissifolia responses to flood durations and light regimes suggest strategies for recovery and conservation

Passive management to preserve endangered plant species involves measures to avoid anthropogenic disturbance of natural populations, but this approach may not sustain plants that require disturbance-maintained habitats. Active management is often necessary to maintain existing habitats or provide new habitats for endangered species recovery. Our objective was to examine the effects of two disturbances in floodplain forests, soil flooding and light availability, on survival, stem length, stem diameter and ramet production of endangered Lindera melissifolia (Walt.) Blume. We used a water impoundment facility to control the timing and duration of flooding (0, 45 or 90 days) and shade houses to vary light availability (70, 63 or 5 % ambient light). Hydroperiod had little direct effect on steckling survival, stem length growth and stem diameter growth, supporting indications that soil flooding may be important for reduction of interspecific competition in L. melissifolia habitat. Greater ramet production by stecklings receiving no soil flooding likely resulted from longer periods of favorable soil conditions during each growing season. Positive stem length growth and stem diameter growth under all light levels demonstrates the plasticity of this species to acclimate to a range of light environments, though, greatest survival and stem length growth occurred when L. melissifolia received 37 % light, and stem diameter growth was greatest beneath 70 % light. Further, female clones produced more ramets as light availability increased. These results indicate that passive management absent natural disturbance could jeopardize sustainability of extant L. melissifolia populations, and this species would respond favorably to active management practices that create canopy openings to increase understory light availability.     

中国珍稀濒危孑遗植物珙桐种群的保护

珙桐(Davidia involucrata Baill.)为我国特有的珙桐科单型种,第三纪孑遗植物,素有"活化石"之称,是国家一级重点保护珍稀濒危植物,其特殊的分类地位决定它在全球生物多样性保育中具有不可替代的作用。从珙桐濒危状况和原因、保育技术、保护策略3个方面回顾和总结了珙桐种群保护的研究,并对未来研究方向提出一些建议。     

Growth and photosynthetic responses of the federally endangered shrub, Lindera melissifolia (Lauraceae), to varied light environments

Photosynthetic, morphological, and growth responses to light environment can be useful measurements to determine favorable habitat conditions for the conservation of endangered species. For Lindera melissifolia (Walt.) Blume, we compared morphological and photosynthetic responses under natural and controlled light regimes, and growth under three light treatments: 100%, 42%, and 19% full sunlight. Typical sun-shade morphological responses to decreasing light levels included decreased stomatal density, increased specific leaf area, and increased leaf area ratio. Photosynthetic capacity (3-6 μmol CO(2) · m(-2) · s(-1)) was consistent with other shade-tolerant species. Light-saturated rates of photosynthesis of experimental plants increased with increasing light up to 42% sunlight, but declined at 100% sunlight. The 100% light treatment also resulted in lower plant biomass, primarily from a reduction in root biomass. Results indicate that canopy conditions at levels below 40% sunlight are optimal for plant growth and should be considered in management and reintroduction efforts for this species.     

热带雨林不同生态习性树种幼苗光合作用和抗氧化酶对生长光环境的反应

于雨季研究了西双版纳热带雨林后期演替树种思茅木姜子(Litsea pierrei var.szemaois)、五桠果叶木姜子(L．alilleniifolia)和先锋树种毛果桐(Mallotus barbatus)幼苗的光合、荧光特征和抗氧化酶等对3种光水平(50％、25％和8％)的适应特性。结果表明,毛果桐的最大光合速率(Pmx)随光水平升高呈增加趋势,而两种木姜子则在50％光水平下Pmax最小,Fv／Fm的日变化表明,3个种在25％和50％光水平下发生可逆光抑制,两种木姜子较重,50％光水平下,五桠果叶木姜子受到长期光抑制．思茅木姜子和毛果桐的丙二醛(MDA)和H2O2含量,以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性随光水平升高而增加,表明光水平升高,致使植物受光胁迫的影响加剧,增强抗氧化酶系统则减轻了其伤害,两种木姜子的濒危现状可能和它们对强光生境的适应性较差有一定关系。     

不同遮荫条件下梓叶槭幼苗生长与光合特征的种源差异

梓叶槭是我国特有的野生濒危植物,目前尚缺乏对其光合特性及濒危机制的研究.以梓叶槭集中分布地都江堰、大邑、峨眉山和雷波当年生梓叶槭幼苗为材料,分析在遮光率为50%、80%的遮阴条件下幼苗的光合作用能力和生长量.结果表明:不同种源梓叶槭幼苗的净光合速率(P_n)、气孔导度(g_s)、蒸腾速率(T_r)和水分利用效率(WUE)随着光照强度的下降而显著降低.光照强度减弱时,都江堰和峨眉山幼苗光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)均降低,而大邑幼苗均提高,雷波幼苗无显著变化.P_n、WUE与株高和冠幅生长量均呈显著正相关.不同遮光条件下梓叶槭幼苗的光合作用和生长量差异显著,光照不足可能是大邑梓叶槭幼苗林下自然更新的限制因子.雷波地区梓叶槭幼苗较其他地区幼苗喜荫,而都江堰和峨眉山幼苗具有较好的光适应能力,生长性状表现良好,可作为移植保护的优质种源.     

Structural investigation of the glandular trichomes of endemic Salvia smyrnea L.

The morphology, anatomy and distribution of glandular trichomes on the aerial organs of Salvia smyrnea L. endemic to Turkey have been investigated with light microscopy (LM) and scanning electron microscopy (SEM). This species is evaluated in endangered (EN) category. Two morphologically distinct types of glandular trichomes were determined. Various types of capitate glandular trichomes consist of a 1–4 celled base, a 1–8 stalk celled or no stalk and a uni- or bicellular head.