两种化感物质对茄子幼苗光合作用及叶绿素荧光参数的影响

采用基质栽培,研究不同浓度的2,6-二叔丁基苯酚及邻苯二甲酸二甲酯对茄子幼苗光合作用及叶绿素荧光参数的影响.结果表明,两种化感物质使茄子叶片叶绿素含量、光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）下降,细胞间隙CO₂浓度（C_i）先降低后升高;使茄子叶片的初始荧光(F_o)增加,PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、光系统Ⅱ光合电子传递量子效率(Ф_PSⅡ)、光化学猝灭系数(q_P)、天线转化效率(F_v^' /F_m^′)降低.2,6-二叔丁基苯酚使茄子叶片非光化学猝灭系数(q_N)先升高后降低,邻苯二甲酸二甲酯使q_N低于对照,对茄子叶片光合机构造成了伤害.     

硝酸根胁迫对黄瓜幼苗叶片光合速率、PSⅡ光化学效率及光能分配的影响

研究了不同浓度NO₃^-胁迫对黄瓜幼苗叶片光合速率、PSⅡ光化学效率及光能分配的影响.结果表明,当NO₃^-浓度较低时（14～98 mmol·L^-1）,适当增加NO₃^-浓度,可增强黄瓜幼苗叶片对光的捕获能力,促进光合作用.随着NO₃^-浓度的进一步增加（140～182 mmol·L^-1）,PSⅡ光化学效率降低,电子传递受到抑制,净光合速率降低;吸收的光能中,通过天线色素的热耗散增加,用于光化学反应的能量降低,光化学效率下降.140和182 mmol·L^-1 NO₃^-处理黄瓜幼苗叶片6 d后净光合速率(P_n)极显著下降,分别比对照降低了35%和78%;PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、天线转化效率(F_v’/F_m’)、实际光化学效率(Φ_PSⅡ)、光化学猝灭系数(q_P)均低于对照,非光化学猝灭(NPQ)高于对照,激发能在两个光系统间的分配不平衡性(β/α-1)增大.高浓度NO₃^-处理的黄瓜幼苗叶片各荧光参数变化幅度比低浓度大.当光照增强时,高浓度NO₃^-胁迫下黄瓜幼苗叶片吸收的光能中应用于光化学反应的份额(P) 显著降低,天线热耗散的份额(D)显著增加. 天线热耗散是耗散过剩能量的主要途径.     

水杨酸对高温强光胁迫下小麦叶绿体D1蛋白磷酸化及光系统Ⅱ功能的影响

为了研究水杨酸（SA）对高温强光胁迫下小麦叶片类囊体膜D₁蛋白磷酸化和PSⅡ功能的影响,用0.5 mmol·L^-1 SA溶液预处理灌浆期小麦叶片,以水预处理为对照,然后将预处理植株进行高温强光（35 ℃,1 600 μmol·m^-2·s^-1）处理,测定胁迫处理过程中小麦旗叶光合电子传递速率、净光合速率、叶绿素荧光参数及D₁蛋白的变化.结果表明：SA预处理有效抑制了高温强光下D₁蛋白的净降解,保持了较高的D₁蛋白磷酸化水平、全链电子传递速率和PSⅡ电子传递速率,维持了较高的PSⅡ原初光化学效率（F_v/F_m）、实际光化学效率(Ф_PSⅡ)、光化学淬灭系数（q_P）和净光合速率（P_n）.表明外源SA通过调节小麦叶绿体D₁蛋白的周转,减轻了高温强光胁迫对叶片光合机构的损伤,有利于PSⅡ的正常运转.     

依赖于叶黄素循环的热耗散对茶树叶片防御强光破坏的相关试验研究

经叶黄素循环抑制剂——二硫苏糖醇(DIT)处理的茶树叶片,以850μmol．m^-2．s^-1的PFD照射120min后,福鼎大白茶的叶黄素循环组分中的环氧玉米黄素(A)和玉米黄素(Z)含量之和降低了76．5％,结果导致非光化学猝灭(NPQ)、光系统Ⅱ(PSⅡ)的光化学效率(Fv／Fm)、光化学猝灭系数(qP)、PSⅡ实际光化学量子效率(ψPSⅡR)和光合电子传递速率(ETR)明显下降,而F0显著上升,暗恢复后Fv／Fm恢复程度小于未经DIT处理的叶片。自然光强下,NPQ与与叶黄素循环的脱环氧化程度(A Z)/(V A Z)比值呈明显的正线性关系(R=0．9488^***)。这些结果充分证明依赖与叶黄素循环的热耗散是茶树叶片光合器官防御强光破坏的主要途径。     

五种木兰科树种在南京地区冬春季节的光合特征

研究了自然分布于亚热带不同区域的5种木兰科常绿园林树种在南京地区的冬春季节光合作用和荧光变量的变化特征,并对影响净光合速率(P_n)的环境因子进行了灰色关联分析.结果表明:冬季5个树种的P_n和水分利用效率(WUE)日变化曲线与春季差异较大,P_n日积累值、表观量子效率(AQY)、羧化效率(CE)均低于春季或与春季相近,初始荧光(F_o)都显著高于春季,而PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ潜在光化学效率(F_v/F_o)、实际光化学效率(Φ_PSⅡ)、有效光化学效率(F_v′/F_m′)、表观电子传递速率(ETR)、光化学猝灭系数(q_P)和非光化学猝灭系数(NPQ)的总体趋势都低于春季.但供试树种间差异较大,其中主要分布于中亚热带(湘、赣、浙等地)的乐东拟单性木兰和阔瓣含笑在冬春季节的P_n日积分值、AQY、CE和光饱和点(LSP)均较高,光补偿点(LCP)较低, F_v/F_m、F_v/F_o、Φ_PSⅡ、F_v′/F_m′、ETR和q_P也都较高,表明其光合效能优良、光强利用范围较广;而主要分布于南亚热带(滇、湘、桂等地)的红花木莲和峨眉含笑的冬季光合效能较差,上述荧光变量也较低.灰色关联分析表明,冬季影响树种净光合速率最大的因子是大气温度(T_a),其次为光合有效辐射(PAR).     

喷施亚硫酸氢钠溶液对缺硫脐橙光合生理特性的影响

用营养液培养的方法,研究了施NaHSO₃溶液对缺硫脐橙光合生理特性的影响.结果表明,与对照相比,缺硫、缺硫+NaHSO₃溶液半程处理的脐橙叶片光合色素含量、可溶性蛋白质含量、净 光合速率(P_n)、初始荧光(F_o)、最大荧光(F_m)、光化学效率(F_v/ F_m)和电子传递速率(ETR)显著下降,处理35 d后光合色素含量分别下降了23.45%和11.32%,可溶性蛋白质含量分别下降了43.43%和25.30%,但缺硫+NaHSO₃溶液全程处理与对照间差异不大,说明可通过叶面喷洒NaHSO₃溶液的方式为植物提供硫元素,但当植株经长时间缺硫胁迫后,这种方式将难以矫正其缺硫症状.     

外源Ca~(2+)对高温强光下西葫芦幼苗形态特征、光合特性及荧光参数的影响

选用西葫芦(Cucurbita pepo)品种"阿兰"一代为试验材料,研究了外源Ca2+处理对高温强光交叉胁迫下西葫芦幼苗生长特征、光合特性及叶绿素荧光参数的影响.结果表明:高温强光胁迫下,5～20mmol·L-1Ca2+处理的西葫芦幼苗具有较高的株高和较大的叶面积,其叶绿素、类胡萝卜素含量及光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)均较高,而胞间CO2浓度(Ci)和非光化学猝灭系数(NPQ)较低,其中以10mmol·L-1Ca2+处理效果最好.说明5～20mmol·L-1Ca2+处理能有效缓解高温强光对西葫芦光合机构的不可逆伤害,使其保持较快的光合电子传递速率和较高的PSⅡ电子传递活性.Ca2+处理浓度超过40mmol·L-1时对高温强光胁迫没有缓解效应.     

追施氮肥时期对冬小麦旗叶叶绿素荧光特性的影响

在大田条件下,研究了不同追氮时期对小麦旗叶叶绿素荧光特性、光合速率及籽粒产量的影响.结果表明,拔节期追肥较起身期或挑旗期追肥,改善了小麦旗叶PSⅡ的活性(F_v/F_o)、光化学最大效率(F_v/F_m)、光化学猝灭系数(qP)、实际量子产量(ΦPSⅡ)及光合速率,降低了籽粒灌浆中前期非辐射能量耗散,有利于叶片所吸收的光能较充分地用于光合作用,提高了籽粒灌浆后期非辐射能量的耗散,减缓了叶片光抑制程度和衰老进程.拔节期追肥可显著增加穗粒数和千粒重,提高产量.     

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。     

子午岭林区山杨-辽东栎混交林的生理生态效应

研究了黄土高原子午岭次生林区山杨林、辽东栎林和山杨-辽东栎混交林3种林分的土壤物理特性和叶片光合特性.结果表明,山杨林地在0～300 cm土层的土壤含水量最大,而在200 cm土层以下,山杨 辽东栎混交林的土壤水分明显改善,并优于辽东栎林;在0～60 cm土层内,山杨林地土壤容重最大、土壤孔隙度最小,而山杨-辽东栎混交林的土壤容重最小、土壤孔隙度最大,且均优于纯林,说明混交林地有深层土壤水分可供利用,同时土壤理化特性得到改善.山杨林和辽东栎林的叶绿素含量较高,且均明显高于山杨-辽东栎混交林.辽东栎林的光合速率和气孔导度最大,其次为山杨林, 二者均明显高于山杨-辽东栎混交林.从叶片水分利用效率来看,辽东栎林>山杨-辽东栎混交林辽东栎>山杨-辽东栎混交林山杨>山杨林.山杨-辽东栎混交林中辽东栎的PSⅡ最大光化学转换效率(F_v/F_m)和PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)值均较大,但与辽东栎林的F_v/F_m和F_v/F_o值差异不显著,而混交林中山杨的F_v/F_m和F_v/F_o值均相对小于山杨林,且与山杨林的F_v/F_m差异显著,山杨林和辽东栎林的荧光光化学猝灭系数和非光化学猝灭系数值均大于混交林地.因此,子午岭林区辽东栎林更趋于稳定且生长优于其混交林,而山杨林群落将逐步被替代,与纯林类型相比较,其混交林类型可能较不利于山杨的生长.     

Photochemical Efficiency of PSⅡand Membrane Lipid Peroxidation in Leaves of indica and japonica Rice (Oryza sativa) Under Chilling Temperature and Strong Light Stress Conditions

Relationships between fluorescence parameters and membrane lipid peroxidation in leaves of indica and japonica rice (Oryza sativa L.) during later growth stage were studied under chilling temperature and strong light stress conditions. Results showed that D1 protein contents of PSⅡ in photosynthetic app aratus dropped, the generation of antheraxanthin (A) and zeaxanthin (Z)of xanthophyll cycle were inhibited partly, PSⅡ photochemical efficiency （Fv/Fm）and non photochemical quenching (qN) were also decreased obviously. In addition, endogenous active oxygen scavenger—superoxide dismutase (SOD) reduced, superoxide anion radical (O[SX(B-*3)-[]·[SX]]2) and malondialdehyde (MDA) accumulated, as a result, photooxidation of leaves occurred under chilling temperature and strong light stress conditions. Obvious differences in the changes of the above mentioned physiological parameters between indica and japonica rice were observed. Experiments in leaves treated with inhibitors under chilling temperature and strong light conditions showed that indica rice was more sensitive to chilling temperature with strong light and subjected to photooxidation more than japonica rice. Notable positive correlation between D1 protein contents and Fv/Fm or (A+Z)/(A+Z+V), and a marked negative correlation between Fv/Fm and MDA contents were obtained by regression analysis in indica and japonica rice during chilling temperature and strong light conditions. According to the facts mentioned above, it was inferred that PSⅡ photochemical efficiency（Fv/Fm） was the key index to forecast for the prediction of photooxidation under stress circumstances and the physiological basis were the synthetic capacity of D1 protein and the protection of xanthophyll cycle.     

草莓叶片光合作用对强光的响应及其机理研究

用便携式调制叶绿素荧光仪和光合仪研究了强光下草莓叶片荧光参数及表观量子效率的变化.结果表明,Fm、Fv/Fm、PSⅡ无活性反应中心数量和Q_A的还原速率在强光下降低,在暗恢复时升高;而PSⅡ反应中心非还原性Q_B的比例在强光下增加,在暗恢复时降低.上述荧光参数的变化幅度均以强光胁迫或暗恢复的前10 min最大.强光下Φ_PSII、ETR和qP先升高后降低,但qN先大幅度降低,然后小幅回升.强光处理4 h后,丰香和宝交早生的表观量子效率(AQY)分别降低了20.9%和37.5%;qE(能量依赖的非光化学猝灭)为NPQ(非光化学猝灭)的最主要成分.强光胁迫下丰香的Fo、Fm、Fv/Fm、Φ_PSII、ETR和AQY的变化幅度均明显比宝交早生小.DTT处理后,草莓叶片的Fm和Fv/Fm明显降低,Fo显著升高.可以认为,依赖叶黄素循环和类囊体膜质子梯度两种非辐射能量耗散在草莓叶片防御光损伤方面起着重要作用,丰香的光合机构比宝交早生更耐强光.     

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。     

低氧胁迫下黄瓜植株热耗散途径

采用营养液栽培,研究了低氧(营养液溶氧浓度为0.9～1.1 mg·L-1)胁迫下黄瓜幼苗光合作用热耗散与叶黄素循环的关系.结果表明:低氧胁迫下,黄瓜叶片PSⅡ的实际光化学效率(φPSⅡ)、饱和光强下的净光合速率(Pn)、表观量子效率(AQY)和PSⅡ的最大光化学效率(Fv/Fm)均显著降低,表明黄瓜植株的光合作用受到了光抑制;同时,光化学猝灭系数(qp)降低,而热耗散(NPQ)和天线耗散能量(D)的比值显著升高,说明黄瓜叶片热耗散增强;NPQ与叶黄素脱环氧化状态(DEPS)呈显著正相关,且两者均被抗坏血酸(AsA)所促进,被二硫苏糖醇(DTT)所抑制,说明低氧胁迫下,叶黄素循环是黄瓜植株光合作用热耗散的主要途径.     

叶黄素循环和D1蛋白周转在毛竹叶片光保护中的作用

利用叶绿素荧光技术,对强光胁迫下以及叶黄素循环抑制剂-二硫苏糖醇(DTT)和D1蛋白合成抑制剂-硫酸链霉素(SM)处理后毛竹(Phyllostachys edulis (Carr.) Lehaie)的光抑制特征进行研究。结果显示:在夏季中午强光或人为强光胁迫下,毛竹叶片最大光化学效率Fv/Fm均显著降低;在下午光强减弱或黑暗、弱光条件下,Fv/Fm可有效恢复。DTT和SM均可抑制毛竹叶片非光化学淬灭(NPQ),且DTT效果明显优于SM。另外,在强光下,DTT和SM处理均能使毛竹叶片Fv/Fm、实际光化学效率Y(Ⅱ)和光化学淬灭qP等荧光参数下降幅度增大。研究结果表明毛竹叶片具有完善的光破坏防御机制,NPQ与叶黄素循环和D1蛋白周转紧密关联,在叶片光保护机制中具有重要作用。     

链霉素处理对玉米叶片叶绿素荧光参数和叶黄素脱环氧化水平的影响

利用叶绿素荧光分析技术和高效液相色谱研究了链霉素(SM,叶绿体基因编码蛋白的抑制剂)处理玉米叶片的叶黄素循环及依赖叶黄素循环的热耗散。与对照相比,强光下SM处理叶片的最大光化学效率(Fv／Fm)降低且不能完全恢复,同时电子传递速率(ETR)显著下降。而且,SM处理叶片的非光化学淬灭(NPQ)和叶黄素循环的脱环氧化水平增加。但是,NPQ的主要组分高能态(qE)淬灭减小。因此,推测qE的降低可能与电子传递速率降低有关。     

Effects of Exogenous Putrescine on Chlorophyll Fluorescence Imaging and Heat Dissipation Capacity in Cucumber (Cucumis sativus L.) Under Salt Stress

The objective of this study was to identify the effects of exogenous putrescine on photosynthetic performance and heat dissipation capacity in cucumber seedlings under salt stress. The stress of 75 mM NaCl for 7 days caused a significant decrease in net photosynthetic rate (P _N ). The experiment employed a chlorophyll fluorescence imaging technique and demonstrated that the maximal quantum yield of photosystem II photochemistry (Fv/Fm) and the actual photochemical efficiency of photosystem II (ΦPSII) were reduced by salt stress. Moreover, salt stress markedly reduced the photochemical quenching coefficient (qP) and non-photochemical quenching coefficient (qN), and significantly increased non-regulated heat dissipation (ΦNO). However, stressed plants supplied with exogenous putrescine exhibited higher P _N and ΦPSII, which indicated that putrescine can alleviate the detrimental effects on photosynthesis induced by salt stress. Putrescine sprayed on stressed plants significantly enhanced the regulated energy dissipation (ΦNPQ) and decreased ΦNO. Application of exogenous putrescine also changed the levels of xanthophyll cycle components and further enhanced the de-epoxidation state of xanthophyll cycle pigments under salt stress. Under control conditions, putrescine exerted little influence on the photosynthetic parameters in cucumber leaves. In conclusion, the application of exogenous putrescine may improve the heat dissipation capacity by promoting the xanthophyll cycle to reduce the damage caused by excess excitation energy, thus enhancing the salt tolerance of cucumber seedlings.     

The Xanthophyll Cycle,Protein Turnover,and the High Light Tolerance of Sun-Acclimated Leaves

Changes in photosynthesis rate and photochemical characteristics in response to high irradiance, followed by recovery at low irradiance, were determined in four groups of sun-acclimated leaves of spinach (Spinacia oleracea L.). These four groups were untreated control leaves, leaves treated with either an inhibitor of energy dissipation associated with the xanthophyll cycle (dithiothreitol, DTT) or an inhibitor of chloroplast-encoded protein synthesis (chloramphenicol, CAP), as well as leaves treated with a combination of DTT + CAP. In these sun leaves, treatment with either CAP or DTT alone did not result in an inhibition of the recovery from high-light-induced decreases in photochemical efficiency. Only the treatment with a combination of CAP + DTT caused a strong and irreversible depression of photochemical efficiency. We suggest that in the presence of DTT (and in the absence of xanthophyll cycle-associated energy dissipation), protein turnover may be involved in the recovery process. We further suggest that the reversible depression of photochemical efficiency in CAP-treated sun leaves reflects xanthophyll cycle-associated energy dissipation. In the leaves treated with CAP + DTT a slowly developing decrease in the maximal yield of chlorophyll fluorescence in high light may indicate an alternative, xanthophyll cycle-independent dissipation process in the photochemical system. Moreover, CAP treatments did not cause any changes in the deepoxidation state of the xanthophyll cycle. However, CAP-treated leaves, but not those treated with CAP + DTT, exhibited some decrease in the pool size of the xanthophyll cycle during the exposure to high light.