3种荒漠植物光合及叶绿素荧光对干旱胁迫的响应及抗旱性评价

利用盆栽试验结合人工浇水后自然耗水的方法测定干旱胁迫对梭梭、白刺、沙蒿3种荒漠植物叶片水分、光合及叶绿素荧光参数的影响,探讨各指标在干旱胁迫过程中的变化特征、响应机制及其与土壤水分的定量关系,并用隶属函数法对其进行抗旱性排序。结果表明：(1)3种植物叶片相对含水量(RWC)随干旱胁迫天数增加持续降低,最大水分亏缺(RWD)呈波动式上升趋势。(2)3种植物总叶绿素含量(Chl)和叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)含量,以及梭梭、白刺类胡萝卜素含量均随胁迫天数增加而降低;沙蒿类胡萝卜素随土壤含水率降低逐渐升高。(3)梭梭、白刺、沙蒿叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、水分利用效率(WUE)等主要光合气体交换参数对土壤水分表现出明显的阈值响应,适宜的土壤含水率分别为8.04%～19.33%、4.17%～19.10%、6.48%～17.51%。(4)3种植物 PSⅡ最大光化学效率(Fv/F_m)、实际光化学效率(F_v′/F_m′)及光化学淬灭系数(qP)均随干旱胁迫天数增加和光照强度增大而降低,非光化学淬灭系数(NPQ)则呈逐渐上升趋势;干旱胁迫中后期,梭梭、沙蒿的F_v/F_m及F_v′/F_m′均下降,光合机构光合活性遭到破坏,电子传递受阻,PSⅡ反应中心受损,表现出光抑制,而白刺调节自身PSⅡ反应中心免受伤害的能力较强。(5)隶属函数法综合分析表明,3种植物耐旱能力大小依次为白刺>梭梭>沙蒿。研究发现,3种荒漠植物均可通过调节 PSⅡ反应中心开放程度与活性,对干旱胁迫表现出较强的耐性,胁迫后期植物PSⅡ反应中心关闭或不可逆失活,表现出光抑制。     

外源硅对自毒作用下黄瓜幼苗生长及光合特性的影响

以‘绿博6号’黄瓜幼苗为试材,采用营养液培法研究不同浓度外源硅(0、0.5、1.0、1.5和2.0 mmol/L)对肉桂酸(cinnamic acid,CA)模拟自毒胁迫(3.0 mmol/L CA)下黄瓜幼苗生长、光合参数和叶绿素荧光参数的影响。结果表明：(1)自毒胁迫显著抑制了黄瓜幼苗的生长、根系形态建成和生物量的积累,显著降低了净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)和叶绿素(Chl a、Chl b和Chl t)含量,并显著降低了叶片中PSⅡ的电子传递速率(ETR)、PSⅡ实际光化学效率［Y_(Ⅱ)］和光化学淬灭系数(qP)。(2)添加适宜浓度外源硅可有效缓解自毒胁迫对黄瓜幼苗生长的影响,并提高其P_n、G_s、T_r和叶绿素含量,在一定程度上维持叶片光合系统的稳定。(3)添加适宜浓度外源硅能使自毒胁迫下黄瓜叶片的F_v/F_m、ETR、Y_(Ⅱ)和qP显著升高,而非光化学淬灭系数(NPQ)则显著下降。研究发现,添加适宜浓度外源硅能提高自毒胁迫下黄瓜幼苗的叶绿素含量、F_v/F_m、ETR、Y_(Ⅱ)和qP,使光合机构趋于稳定,抑制P_n的下降,缓解自毒胁迫对光合系统的损伤,从而增强黄瓜幼苗对自毒胁迫的抗性,并以1.0 mmol/L外源硅处理的效果最佳。     

红芽芋驯化苗对盐胁迫的光合及生理响应

为探讨江西铅山红芽芋的耐盐机制,以其组培移栽驯化苗为材料,研究了盐胁迫对其生物量积累、光合特性、荧光特性等抗逆生理特性的影响。结果表明:（1）红芽芋幼苗生物量和根冠比在低盐胁迫下（50 mmol·L^-1）得到显著促进,而在高盐胁迫下（100～250 mmol·L^-1）受到显著抑制。（2）低盐胁迫幼苗的净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、气孔限制值（L_s）、水分利用效率（WUE）和瞬时羧化效率（CUE）比对照（0 mmol·L^-1）显著增加,细胞间CO₂浓度（C_i）比对照显著下降,蒸腾速率（T_r）与对照无显著差异;高盐胁迫幼苗的P_n、L_s、WUE、CUE和G_s较对照显著下降,C_i比对照显著增加。（3）低盐胁迫幼苗的最大荧光（F_m）、PSⅡ潜在光化学效率（F_v/F₀）和光化学猝灭系数（q_P）比对照显著增加,初始荧光（F₀）较对照显著下降,PSⅡ最大光化学效率（F_v/F_m）、PSⅡ实际光化学效率（Φ_PSⅡ）、开放的PSⅡ反应中心捕获激发能效率（F_v′/F_m′）和非光化学猝灭系数（NPQ）与对照无显著差异;而高盐胁迫幼苗的F₀、F_m、F_v/F_m、F_v/F₀、Φ_PSⅡ、F_v′/F_m′和q_P均较对照显著下降,NPQ比对照显著增加。（4）各盐胁迫幼苗叶片的可溶性蛋白含量以及过氧化物酶、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性与对照相比先升后降,并以低盐下最高;可溶性总糖和脯氨酸含量均比对照显著增加;丙二醛含量和质膜透性相对值在低盐胁迫下无显著变化,而在高盐下显著增加;叶绿素含量和根系活力在低盐胁迫下无显著变化,而在高盐胁迫后开始显著下降。研究发现,江西铅山红芽芋移栽驯化苗的耐盐阈值为 50 mmol·L^-1,其能够诱导提高叶片可溶性蛋白含量和主要保护酶活性,稳定质膜透性、叶绿素含量和根系活力,增加PSⅡ潜在光化学效率,提高PSⅡ的电子传递活性,维持PSⅡ实际光化学效率,有效启动非辐射热能量耗散机制来保护了光合机构,最终提高净光合速率,增加生物量。     

盐胁迫对朴树和速生白榆幼苗光合特性及叶绿素荧光参数的影响

以1年生的朴树和速生白榆幼苗为试材,采用山东省林业科学研究院东营分院34.6‰的地下天然盐水配制所需盐水浓度,定期定量浇灌,使土壤分别达0（CK）、2‰、2.5‰、3.5‰和5‰的含盐量,各处理胁迫45 d后测定其生长量（地径、苗高）、叶绿素含量、光合参数以及叶绿素荧光特性的变化,研究不同盐胁迫处理对朴树和速生白榆生长及光合作用的影响,探究其耐盐能力。结果显示: （1）整个盐胁迫过程中速生白榆的生长量较朴树高,但随着盐胁迫强度的增加朴树幼苗叶绿素含量呈先升高后降低的变化趋势,速生白榆幼苗则低于CK呈下降趋势。（2）朴树和速生白榆初始荧光（F_o）、最大荧光（F_m）和PSⅡ最大光能转化效率(F_v/F_m)均表现出下降趋势,与朴树相比速生白榆的F_o、F_m和F_v/F_m下降不明显,但在＞2.5‰盐胁迫下速生白榆的非光化学猝灭系数（NPQ）较朴树增加更明显。研究表明,朴树叶绿素含量在每个盐胁迫浓度下均显著高于速生白榆,但在大于2.5‰浓度胁迫下速生白榆的荧光参数变化较朴树占优势;在非环境胁迫及较低盐胁迫条件下（≤2.5‰）,朴树较速生白榆具有更好的光化学性能,但在较高盐胁迫条件下（＞2.5‰）,速生白榆光合参数及荧光参数较朴树变化稳定,能更好的适应盐胁迫环境。     

水分胁迫对脂松幼苗叶绿素荧光特征的影响

以2年生盆栽脂松苗木为材料,研究了不同土壤含水量（干旱和水渍胁迫及解除胁迫后）对脂松幼苗的叶绿素荧光参数的影响,旨在为脂松的扩大栽培和管理提供理论依据。结果表明：（1）土壤水分胁迫对脂松苗木针叶初始荧光(F_o)、最大荧光(F_m)、可变荧光（F_v）、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ电子传递量子产率（Φ_PSⅡ）有显著影响（p<0.05）;（2）干旱和淹水胁迫中脂松针叶光化学效率（F_v/F_m）均表现为随胁迫强度增大和时间的延长而降低,总体表现为FC60>FC80>FC>FC40>FC20>FL,解除胁迫后有不同程度的升高,且干旱处理比水淹处理恢复快。（3）60%土壤含水量叶绿素荧光参数水平最佳,据此认为中等轻度干旱立地较适宜脂松苗木生长。     

胡杨异形叶叶绿素荧光特性对高温的响应

胡杨(Populus euphratica Oliv)是塔里木极端干旱荒漠区优势乔木树种,由于其生长在荒漠环境中,极端高温远高于其它地区,因此研究胡杨对高温胁迫的响应特征对于解释胡杨的抗逆机理与生态适应策略具有极为重要的意义。以胡杨3种典型的异形叶为材料,研究不同温度对其叶绿素荧光特性和能量分配的影响。结果表明,25-45 ℃温度下胡杨异形叶的F₀、F_m、F_v/F_m与F_v/F₀变化不大,尤其F_v/F_m仍能保持在0.78左右,光合反应正常;高温胁迫下(＞45 ℃)F_m、F_v/F₀、F_v/F_m、F'_v/F'_m、qP、ΦPSⅡ、P和ETR均大幅降低;F₀、qN、E显著上升,而D先上升后下降,说明高温抑制了PSⅡ的功能,使PSⅡ反应中心活性下降,QA^-的还原速率加快,光化学电子传递速率降低,某些能量耗散途径受阻,影响了PSⅠ和PSⅡ激发能的平衡分配,最终导致光合机构受损、光合速率降低。胡杨3种异形叶的叶绿素荧光参数随温度升高变幅不同,高温处理下锯齿阔卵形叶各参数均高于卵形叶与条形叶,表明锯齿阔卵形叶比卵形叶和条形叶具有更强的高温耐受能力。用模糊数学的隶属度函数对胡杨3种异形叶的耐热性进行综合评价,锯齿阔卵形叶的耐热性最强。     

信号分子水杨酸减缓干旱胁迫对紫御谷光合和膜脂过氧化的副效应

为研究信号分子水杨酸(SA)对干旱胁迫下紫御谷光合和膜脂过氧化的影响,为SA应用于紫御谷抗旱育苗提供理论依据,测定分析了SA处理对干旱胁迫下紫御谷幼苗叶片光合和膜脂过氧化相关指标的变化。结果表明:(1)干旱胁迫破坏了紫御谷叶绿体的膜结构,使基粒数量明显减少,垛叠不明显,排列比较松散,而SA处理能在一定程度上保护叶绿体的膜结构。(2)干旱胁迫降低了紫御谷幼苗叶片的叶绿素b和总叶绿素含量,而SA处理能提高干旱胁迫下紫御谷幼苗叶片的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和胡萝卜素含量。(3)干旱胁迫降低了叶片的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、光饱和点和暗呼吸速率,增加了叶片的光补偿点、CO₂饱和点、CO₂补偿点和光呼吸速率,而SA处理则增加了紫御谷幼苗叶片的净光合速率、气孔导度、光饱和点和暗呼吸速率,降低了紫御谷幼苗叶片的光补偿点、CO₂饱和点、CO₂补偿点和光呼吸速率。(4)干旱胁迫降低了紫御谷幼苗叶片的F_v/F_m和Φ_PSⅡ,显著增加了叶片的相对电导率和丙二醛含量,而SA处理则增加了幼苗叶片的F_v/F_m和Φ_PSⅡ,降低了叶片的相对电导率和丙二醛含量。表明:信号分子水杨酸能够有效减缓干旱胁迫对紫御谷光合和膜脂过氧化的影响。     

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。     

干旱胁迫对燕麦生长及叶片光系统Ⅱ活性的影响

以‘燕科2号’燕麦品种为试验材料,采用盆栽控水的方式分别设置正常供水(75%田间持水量)、中度干旱胁迫(60%田间持水量)、重度干旱胁迫(45%田间持水量)3个水分处理,利用叶绿素荧光技术研究了不同水分梯度下燕麦生长和叶片光反应系统Ⅱ(PSⅡ)功能的变化,探讨干旱胁迫对燕麦叶片光合性能的影响。结果表明：(1)干旱胁迫导致燕麦株高变矮,叶片数、主茎数、穗数减少,叶片失绿发黄及籽粒产量显著下降。(2)与正常供水相比,重度干旱胁迫下燕麦叶片最大光化学效率(F_v/F_m)和光合性能指数(PI_ABS)显著降低。(3)重度干旱胁迫导致燕麦叶片单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)和单位反应中心耗散掉的能量(DI₀/RC)明显下降,单位反应中心用于电子传递的能量(ET₀/RC)和单位反应中心捕获的光能(TR₀/RC)明显升高;有活性反应中心的开放程度(Ψ₀)和电子传递链的量子产额(φ_E0)明显下降、非光化学淬灭最大量子产额(φ_D0)明显升高,V_J、V_K、V_L 3个位点的相对荧光强度明显升高,OJIP曲线初始斜率M_o明显升高。研究发现,燕麦叶片PSⅡ对中度干旱胁迫具有较强的适应能力,而重度干旱胁迫严重伤害其叶片PSⅡ反应中心,导致其反应中心能流分配失衡,电子传递受阻和PSⅡ稳固性减弱,进而影响燕麦光合作用,最终导致燕麦生长受到抑制。     

交替呼吸途径对CuCl2胁迫下菜豆叶片光系统Ⅱ的保护作用

以“农普”12号菜豆幼苗为材料,采用1mmol·L^-1的水杨基氧肟酸（SHAM）抑制交替呼吸途径活性,探讨了在CuCl₂胁迫下交替呼吸途径对菜豆幼苗叶片光系统Ⅱ的保护作用。结果表明,随着CuCl₂胁迫浓度的增加,菜豆幼苗叶片潜在最大光化学效率F_v/F_m、光适应下叶片的最大光化学效率F_v'/F_m'、PSⅡ的实际光化学效率Y（Ⅱ）以及光化学猝灭系数qP、叶绿素含量均呈下降趋势,而非光学猝灭系数NPQ和交替呼吸途径的容量水平则呈上升趋势。较之在CuCl₂处理下的菜豆幼苗,用交替呼吸途径抑制剂预处理后的菜豆再置于CuCl₂的胁迫下,则会导致F_v/F_m、F_v'/F_m'、Y（Ⅱ）、qP以及叶绿素含量的进一步下降和NPQ的进一步上升。上述观察表明,在CuCl₂胁迫下交替呼吸途径可以缓解PSⅡ光化学效率的下降、维持PSⅡ反应中心的开放程度、减少天线色素的热耗散以及缓解叶绿素含量的降低,从而保护菜豆叶片光系统Ⅱ免受CuCl₂胁迫的伤害。     

混合盐胁迫对栾树光合生理指标的影响

该研究以2年生栾树扦插苗为材料,采用盆栽实验方法,设置梯度为0(CK)、100(S100)、200(S200)、300(S300)、400(S400)和500(S500)mmol·L-1的摩尔质量比1∶1配制成的NaC1和NaHCO3混合盐溶液,分析混合盐胁迫对栾树幼苗光合作用和叶绿素荧光特性的影响,以探讨栾树对混合盐...     

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。     

干旱胁迫下三种三角梅的生理反应

该研究对勤花三角梅(Bougainvillea buttiana‘Miss Manila’)、樱花三角梅(B.glabra‘Imperial Delight’)和金心鸳鸯三角梅(B.peruviana‘Thimma’)三个三角梅品种的幼苗进行人工干旱胁迫,分析了干旱胁迫对三角梅品种的外观形态和生理生化水平的影响,探讨了不同品种三角梅对干旱胁迫的适应能力。结果表明:随着干旱时间的延长,三角梅品种的叶片出现下垂、皱缩、变黄、脱落,最后植株死亡;过氧化物酶POD活性先升高后降低,而超氧化物歧化酶SOD活性则逐渐降低,降低速度因品种而异;qP值降低、qN值升高、PSⅡ反应中心光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)均呈现降低。该研究结果为三角梅的栽培应用和品种选择提供了依据。     

NaCl胁迫对祁连山野生黄瑞香叶片光合叶绿素荧光特性的影响

以4片真叶黄瑞香幼苗为材料,设置不同浓度(0、50、100、150、200mmol·L~(-1))NaCl胁迫处理,采用温室砂培实验系统考察了其幼苗叶绿素含量、叶绿素荧光参数及气体交换参数等光合生理指标的变化。结果表明:(1)在正常环境条件下(对照),黄瑞香叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)的日变化曲线呈双峰型,蒸腾速率(T_r)日变化曲线呈单峰型;较高浓度(100mmol·L~(-1))NaCl胁迫改变了黄瑞香叶片光合特性日变化曲线,导致其P_n、T_r、G_s日变化曲线整体下降,而胞间CO_2浓度(Ci)日变化曲线整体上升。(2)低浓度(50mmol·L~(-1))NaCl胁迫对黄瑞香叶片叶绿素含量及其比值无显著影响,但较高浓度(100mmol·L~(-1))NaCl胁迫则使叶绿素含量显著下降,其比值下降则较平缓。(3)较高浓度(100mmol·L~(-1))NaCl胁迫使得黄瑞香叶片最大荧光(F_m)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ光下最大捕光效率(F_v′/F_m′)、光化学荧光猝灭系数(qP)、PSⅡ实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))均显著下降,却使其初始荧光(F_0)和非光化学猝灭(NPQ)显著上升。研究发现,随着盐胁迫浓度的增加,引起黄瑞香光合速率下降的主要原因是非气孔因素;在轻度NaCl胁迫下黄瑞香有较强的忍耐性,而重度NaCl胁迫则显著降低了叶片的光合机构活性,加剧了光抑制程度,从而严重限制了其叶片的光合作用效率。     

桢楠幼树光合特性对镉胁迫的响应

以3.5 a桢楠(Phoebe zhennan)幼树为试验材料,采用盆栽控制试验,探讨桢楠幼树光合生理在不同浓度镉(Cd)胁迫下的变化情况。试验设置6个Cd(CdCl_2)处理水平(0、10、20、30、40、50 mg/kg)。每处理施用量等分为5份,分五次施入,每两月施一次,待处理结束后测定相关指标。(1)随着Cd胁迫程度加重,叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、类胡萝卜(Car)及叶绿素总量均呈下降趋势,Chla/b逐渐升高;(2)净光合速率(P_n)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、气孔限制值(LS)随Cd胁迫加重而显著下降,胞间二氧化碳浓度(Ci)则显著上升;(3)随着Cd胁迫程度的加重,最大净光合速率(P_(max))、光饱和点(LSP)和暗呼吸速率(Rd)均呈下降趋势,光补偿点(LCP)则逐渐上升;(4)初始荧光(F0)、最大荧光(Fm)、实际光量子效率(ΦPSⅡ)、电子传递速率(ETR)、光化学淬灭系数(qP)均随Cd胁迫程度的加重呈下降趋势,非光化学淬灭系数(qN)则逐渐增加,最大光化学效率(Fv/Fm)、PSII潜在活性(Fv/F0)在T1—T4时无显著变化,T5时显著增高;(5)桢楠幼树对剩余光能的耗散均以热耗散途径为主,但随着Cd浓度的增加(T3—T5),会增加桢楠幼树非化学反应能量(E_x)的耗散,减少热耗散能量(D)和光化学反应能量(P)。低浓度Cd(T1—T2)胁迫时,桢楠幼树的光合作用受到严重抑制,随着Cd浓度的进一步增加(T3—T4),叶绿素荧光参数变化显著,桢楠幼树对吸收光能的分配发生明显改变,表明其耐Cd的耐性较弱,因此需注重桢楠幼林造林地的选择,避免在Cd污染严重地区种植。     

干旱胁迫对吉首蒲儿根光合机构的影响

为了探讨干旱胁迫对吉首蒲儿根光合机构的影响,通过大棚盆栽实验于7月测量了阴生环境中吉首蒲儿根的叶片相对含水量(RWC)、净光合速率(Pn)等光合作用气体交换参数及初始荧光(F0)等叶绿素荧光参数在土壤自然干旱过程中的变化。结果显示:(1)随着干旱处理时间的延长,吉首蒲儿根叶片相对含水量持续下降;于干旱处理第12天时,叶片相对含水量低于15%,且吉首蒲儿根植株已经死亡。(2)自然干旱处理下,吉首蒲儿根叶片Pn、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)大幅降低,胞间CO2浓度(Ci)增加或与对照接近;非气孔因素是导致其Pn下降的主要原因。(3)停止灌水第9~12天时,吉首蒲儿根叶片PSⅡ的最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光量子效率[Y(Ⅱ)]显著降低,PSⅡ非调节性能量耗散[Y(NO)]显著增加,PSⅡ已损伤严重,叶片吸收的光能逐渐向非光化学途径分配增加。研究表明,在夏秋高温季节,吉首蒲儿根对土壤干旱较为敏感,其PSⅡ受到了一定的伤害,光能分配发生改变,严重影响其光合作用和生长发育,这可能是其分布受到限制的重要原因。     

低温胁迫对转新疆雪莲sikRbcs2基因烟草光合作用的影响

研究分布于新疆的雪莲(Saussurea involucrata)中的sikRbcs2基因在低温条件下对植物光合作用的影响,以16、10、6、4℃温度梯度处理非转基因型和转sikRbcs2基因型烟草,每个温度处理72 h,比较研究其叶绿素荧光特性和光合特性。实验分析结果:低温胁迫下,转基因型烟草叶片叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、叶绿素a+b(Chla+Chlb)、类胡萝卜素(Car)含量都显著高于非转基因型烟草。叶绿素荧光参数分析:低温胁迫下,转基因烟草PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、q P(光化学猝灭系数)、ETR(电子传递效率)都显著或极显著高于非转基因型,光合参数测定:随着低温胁迫程度的加剧,转基因烟草和非转基因型烟草净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO_2浓度(Ci)总体都呈下降趋势,但转基因烟草的净光合速率有一个明显的动态变化,先急剧下降后有一个稳定上升的趋势。通过对生长指标的测定发现:在低温处理后和恢复后转基因烟草生物量的积累都显著高于非转基因型烟草。研究结果表明:转新疆雪莲sikRbcs2基因的烟草在低温条件下具有较高的Fv/Fm、q P、ETR,对光合机构的损伤小,降低了低温胁迫效应,提高了烟草在低温胁迫条件下的耐受性。     

Characterization of PSII photochemistry and thermostability in salt-treated Rumex leaves

A study was conducted, using chlorophyll fluorescence, rapid fluorescence induction kinetics, and polyphasic fluorescence transients, to determine the effect of salt treatment and heat stress on PSII photochemistry in Rumex leaves. Salt treatment was accomplished by adding NaCl solutions of different concentrations ranging from 50 to 200 mmol/L. Heat stress was induced by exposing the plant leaves to temperatures ranging from 29 to 47 degrees C. The control plants were grown without NaCl treatment. The data acquired in this study showed that NaCl treatment alone had no effect on the maximal photochemistry of PSH or the polyphasic rise of chlorophyll fluorescence. However, the NaCl treatment modified heat stress on PSII photochemistry in Rumex leaves, which was manifested by a lesser heat-induced decrease in photochemical quenching (qP), efficiency of excitation energy capture by open PSII reaction centers (Fv'/Fm'), and quantum yield of PSII electron transport (phiPSII). The data also showed that NaCl treatment compromised the impact of heat stress on the capacity of transferring electrons from Q(A)- to Q(B). Furthermore, the NaCl treatment promoted heat resistance of O2-evolving complex (OEC). In summary, NaCl treatment enhanced the thermostability of PSII.     

气温升高与干旱胁迫对宁夏枸杞光合作用的影响

以宁夏枸杞1年生苗木为材料,采用开顶式生长室模拟增温环境,设置两个温度水平(正常环境温度,增温=正常环境温度+2.5—3.7℃)和3个土壤水分水平(正常水分条件(田间最大持水量的70%—75%)、中度干旱处理(田间最大持水量的50%—55%)和重度干旱处理(田间最大持水量的35%—40%)),研究气温升高和干旱胁迫对宁夏枸杞光合作用的影响。结果表明:(1)在增温条件下,中度和重度干旱处理下的净光合速率比对照(正常供水)分别下降17.5%、48.9%,气孔导度平均下降了3.9%,水分利用效率仅为正常环境温度下的57.8%。(2)在气温升高和干旱胁迫交互作用下,枸杞叶片的净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度显著下降的同时,增温处理又加剧了枸杞植株的蒸腾耗水,从而导致枸杞叶片水分的利用效率和CO2同化能力降低。(3)气温升高和干旱胁迫交互作用降低了枸杞的PSⅡ活性中心的光能转换效率、使光合机构和PSⅡ反应中心受到损伤,从而导致枸杞光合作用效率下降。(4)气温升高加剧了干旱胁迫对宁夏枸杞叶片净光合速率和水分利用效率的减小作用,即气温升高加剧了干旱胁迫对宁夏枸杞光合作用的抑制作用。