滇北球花报春天然群体表型变异研究

滇北球花报春(Primula denticulata ssp. sinodenticulata)的早春蓝紫色球状花序具有独特的观赏价值, 但由于多种因素的影响, 其天然群体正在逐渐减少。为评价其遗传多样性水平, 我们对滇北球花报春10个天然群体进行了表型性状变异研究。结果表明: 滇北球花报春8个表型性状在群体间和群体内均存在极显著差异, 变异系数(CV)在4.73–9.90%之间, 表型分化系数(V_st)在0.1541–0.4069之间, 平均值为0.2854, 群体内的变异是表型变异的主要来源。根据8个表型性状的UPGMA聚类分析将10个天然群体划分为3类。依本研究结果, 在对滇北球花报春种质资源保护时进行就地保护是十分必要的, 并且应该优先保护表型变异较为丰富的天然群体。     

塔克拉玛干沙漠南缘豆科与非豆科植物的氮分配

在豆科与非豆科植物光合特性的研究中发现,非豆科植物具有更高的光合速率,与其低的叶氮含量相矛盾。在沙漠中氮素是限制植物生长的关键因子之一,考虑到豆科植物的生物固氮作用和叶氮大部分分配于光合系统,我们假设:(1)非豆科植物具有更低的叶氮含量;(2)分配更少的叶氮于光合系统;(3)具有更高的最大净光合速率(Pmax)和光合氮素利用效率(PNUE)。为了验证这些假设,以塔克拉玛干沙漠南缘的豆科植物骆驼刺(Alhagi sparsifolia)和非豆科植物柽柳(Tamarix ramosissima)、花花柴(Karelinia caspica)为研究对象,比较了它们的叶氮含量、氮分配、Pmax和PNUE等。结果表明:(1)非豆科植物比豆科植物确实有更低的叶氮含量,且差异达到显著水平;(2)非豆科植物分配更少的叶氮于光合系统,但在光合系统内部具有更高效的氮分配机制;(3)非豆科植物具有更高的Pmax和PNUE。在光合系统内部,非豆科植物分配更多的叶氮于羧化系统,而豆科植物分配更多的叶氮于捕光系统。对于非豆科植物而言,其更高的Pmax、PNUE、水分利用效率和表观量子产量,取决于将更多的叶氮投入到羧化和电子传递系统中。这些生理优势决定了塔克拉玛干沙漠南缘非豆科植物高效的资源捕捉和利用能力。     

滇北球花报春多倍体诱导及核型分析

以滇北球花报春(Primula denticulata ssp.sinodenticulata)为供试材料,在离体条件下,采用秋水仙素对其丛生芽进行诱导,比较不同浓度、不同处理时间秋水仙素诱导多倍体的效果.结果表明:以0.6%的秋水仙素处理72 h诱导效果最佳,诱导率达54%.经形态学观察发现,变异材料叶色变深,叶片质感变厚;气孔面积增大,单位面积气孔数目减少;染色体计数及核型分析显示,滇北球花报春的二倍体核型为2n=2x=4m+16sm+2st,四倍体核型为2n=4x=8m+32sm+4st,均属3A核型,并成功获得了滇北球花报春的四倍体植株.     

不同氮水平对春小麦光合速率日变化的影响

选择干热的天气,测定了春小麦永粮4号灌浆初期不同氮素营养条件下旗叶的光合速率日变化及其影响因子。利用相关分析和通径分析,考察了光强、叶温、蒸腾速率、气孔导度和细胞间CO2浓度对光合速率的影响。结果表明,低、高氮处理的旗叶都出现光合“午休”现象,低氮处理光合速率(Pn)日变化为典型的双峰曲线,峰值出现在10：00和14：00;而高氮为单峰曲线,峰值在10：00。数据统计分析结果表明,低氮光合“午休”主要受气孔限制,高氮则受气孔与非气孔因素协同作用。高氮增强了开花一灌浆中期春小麦对强光和高温的适应性。     

张掖湿地旱柳冠层内垂直层次光截获与叶片光合生理特性的关系

林冠光能截取(LI)与叶片光合生理特性的关联性反映了植物功能性状对光环境变化的响应及适应,是冠层结构和环境条件综合作用的结果。在张掖市黑河干流边缘的洪泛平原湿地随机选择10个样地,按等分原则将样地内的旱柳(Salix matsudana)冠层分为上、中、下3个层次,研究了旱柳冠层各层次LI与叶片蒸腾速率(T_r)、净光合速率(P_n)的相互关系。结果表明:随着旱柳冠层下降,叶面积指数(LAI)、平均叶倾角(MLA)、叶厚度、光合有效辐射(PAR)、LI、T_r和P_n均呈逐渐减小趋势,叶面积呈逐渐增加趋势,叶片含水量呈先增大后减小的趋势,叶片聚集类型由聚集为主转向分散为主;在树冠上层和下层,LI与T_r、P_n均呈显著正相关(P0.05),中层呈极显著正相关(P0.01)。在旱柳冠层内部,上层倾向于减小LI、T_r与P_n的保守性生存模式,中层和下层选择增大LI、T_r与P_n的开拓性模式,反映了湿地植物在异质性生境中根据其功能需求在自身性状之间进行的资源优化配置。     

黄土丘陵区土壤水分对黄刺玫叶片光响应特征参数的影响

在半干旱黄土丘陵区,以3年生黄刺玫(Rosa xanthina L.)植株为材料采用盆栽控水试验,利用CIRAS-2型便携式光合作用测定系统在8个土壤水分含量下测定了黄刺玫叶片的光响应过程。探讨了黄刺玫光合生理参数与土壤水分的定量关系及土壤水分效应等级划分问题。结果表明:黄刺玫的净光合速率(P_n)、光合量子效率(Φ)、水分利用效率(WUE)、胞间CO_2浓度(C_i)和蒸腾速率(T_r)对土壤水分都具有明显阈值响应特征。土壤相对含水量(RWC)在36.2%—81.2%范围内,黄刺玫在强光下的P_n和WUE水平较高,光合作用不会发生明显的光抑制。RWC为66.5%左右时,Φ与P_n达到最高水平,表现出较强的光能利用潜力;RWC为81.2%为时,T_r达最大值,RWC为44.5%时,WUE为最大值。依据黄刺玫叶片P_n、C_i、T_r和WUE与土壤水分的定量关系确定RWC在低于36.2%时为"低产低效"等级,在36.2%—44.5%之间为"低产高效"等级,44.5%—66.5%为"高产高效"等级,66.5%—81.2%为"高产中效"等级,在高于81.2%时为"低产低效"等级。     

极小种群海南假韶子叶片光合特性和叶绿素荧光参数的动态变化

探讨海南省极小种群物种海南假韶子(Paranephelium hainanensis)的光合生理特性,以期为该物种的保护和利用提供科学依据。应用Li-COR便携式光合仪和FC1000-H便携式植物荧光成像系统测定海南假韶子的光合特性、叶绿素荧光参数的动态变化。结果表明:海南假韶子成年树和林下幼苗在7月和11月时净光合速率(P_n)和蒸腾速率(T_r)的日变化均呈明显"双峰"曲线,成年树的最大P_n达9.24μmol·m~(-2)·s~(-1),最大T_r为3.34μmol·m~(-2)·s~(-1),其光合能力显著强于幼苗;海南假韶子成年树初始荧光值(F_0)在7月和11月最大值分别为323.04和135.87,F_m在7月和11月最大值分别为502.78和307.76,但幼苗的F_0和F_m均低于成年树;成年树F_v/F_m在7月呈单谷型,在11月时呈先降后升再降的日变化趋势;相关性分析结果表明,在7月,成年树的P_n与T_r、F_v/F_m呈极显著正相关,幼苗P_n与F_0呈极显著正相关;在11月,成年树的P_n与T_r、F_m呈极显著正相关,与F_v/F_m呈显著负相关;幼苗的P_n与F_m呈显著正相关。以上结果表明,海南假韶子为阳性树种,在7月和11月表现出不同的光合特性和叶绿素荧光参数来适应环境,水分可能是引起海南假韶子光合速率和叶绿素荧光参数动态变化的关键因子。     

观赏山楂耐热性及其叶片光合与叶绿素荧光特性研究

以引自国内外的15种观赏山楂苗木为材料,于上海夏季自然高温下对其叶片光合气体交换参数及叶绿素荧光参数进行测定,并观察它们的田间耐热性,以揭示其耐热的光合生理机制.结果显示,4种山楂表现出较强耐热性,6种较耐热,而5种耐热性较差;15种山楂叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、瞬时水分利用效率(WUE)的种间差异显著(P<0.05),且耐热性强的品种P_n、T_r、G_s、WUE值较高,高温下能够维持较高的光合固碳水平;各品种山楂叶片的PSⅡ最大光能转换效率F_v/F_m、电子传递效率ΦPSⅡ和光能捕获效率F_v'/F_m'差异显著,耐热性强品种F_v/F_m保持在0.8以上,且ΦPSⅡ值与F_v'/F_m'较高.研究表明,观赏山楂主要通过加大气孔蒸腾散热、降低叶表面温度以及维持较高光能电子传递与转化效率来减轻高温对光合机构伤害,以维持植株正常光合作用;山楂叶片PSⅡ原初光能转换效率及潜在活性与其耐热性密切相关,F_v/F_m值可作为山楂耐热性鉴定指标.     

锥栗不同树体结构对光的响应

为探讨锥栗树体结构与光能利用的关系,从而为栗园标准化管理及优质丰产栽培提供科学依据,以8年生华栗4号锥栗为试材,研究了锥栗不同树体结构的相对光照强度、光合作用及叶绿素荧光参数,阐述了不同树体结构对锥栗光合性能及产量的响应。研究结果表明:(1)3种锥栗树形(开心形、小冠疏层形及自然圆头形)树体的净光合速率日变化(P_n)呈双峰曲线型峰值均出现在10:00,次峰值均在14:00,其中以开心形树体10:00的P_n最大为9.97μmol m~(-2)s~(-1);(2)锥栗不同树体结构的光合参数差异显著,开心形锥栗树体叶片的最大光合速率和光饱和点显著高于其他处理,而光补偿点和暗呼吸速率显著低于小冠疏层形和对照处理,表明开心形树体的光合性能较强;(3)叶绿素荧光参数显示开心形锥栗树体电子传递速率(ETR)显著高于其它两种树形及对照;(4)锥栗不同树体结构光合性状与产量的相关分析表明单株产量与P_n、蒸腾速率(G_s)、PSⅡ潜在光化学效率(F_v/F_0)、ETR及叶绿素含量呈极显著正相关。综上,开心形锥栗树体在光能利用效率方面优于自然圆头形和小冠疏层形有利于锥栗增产。     

不同光强下生长的两种榕树叶片光合能力与比叶重、氮含量及分配的关系

观测了不同光强下生长的两种榕树幼苗叶片的光合能力、比叶重(LMA)、氮含量及在光合机构中的分配.结果表明,两种榕树幼苗的最大净光合速率(Pmax)均随生长光强的升高而升高,这与LMA、单位面积氮含量(NA)和光合氮利用效率随生长光强的升高而升高有关.除36%光强下外,相同光强下生长的喜光的斜叶榕(Ficus tinctoria)的Pmax均显著高于耐荫的假斜叶榕(Ficus subulata),这与其叶片中氮在羧化组份和生物力能学组份中的分配系数、LMA和NA较高有关.     

旱作条件下紫花苜蓿光合蒸腾日变化与环境因子的关系

在旱作条件下测定了4年生紫花苜蓿初花期光合蒸腾特性,以及光合有效辐射(PAR)、田间CO₂浓度(C_a)、相对湿度(RH)、大气温度(T_a)等环境因子的日变化,并采用相关系数、通径系数和决策系数分析了紫花苜蓿光合蒸腾特性日变化与环境因子的关系.结果表明,对光合速率日变化直接影响最大的因子是T_a,而RH、PAR和C_a主要是通过T_a而间接地影响光合速率日变化;对蒸腾速率日变化直接影响最大的因子是PAR,而RH、T_a和C_a主要是通过PAR而间接地影响蒸腾速率日变化.对光合蒸腾特性起主要决定作用的因子是PAR,主要限制因子是T_a.     

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.     

报春花属滇海水仙花开花传粉特性研究

通过田间观察,运用杂交指数、花粉及柱头活力、花粉/胚珠比、坐果率等指标,对滇海水仙花人工种群的花部特征、开花动态及授粉特性等进行研究。在人工栽培条件下,滇海水仙花花期为12月至翌年2月,单株花期30～45 d,单花花期为9～14 d,花朵有长花柱花和短花柱花之分。滇海水仙花的传粉昆虫主要是蜜蜂,此外还有蝴蝶和蝇类,其繁育系统为兼性自交。     

半干旱雨养区小麦叶片光合生理生态特征及其对环境的响应

分析了黄土高原半干旱雨养农业区田间春小麦叶片光合生理生态特征及其对环境因子的响应。结果表明,天气晴朗时,净光合速率日变化呈典型的双峰曲线,有“午休”现象,上午明显高于下午,且不同生育期峰值出现的迟早不同。蒸腾速率日变化呈不明显的双峰型,其出现最大值的时间晚于净光合速率出现最大值的时间。在生长季节,叶片净光合速率、蒸腾速率和气孔导度均受到多个环境因子的共同影响。不同时期,起主导作用的环境因子不同,且同一个因子对几个生理指标的影响程度和强度都有差异,其中,光合有效辐射是对蒸腾速率影响最强烈的环境因子,湿度对光合作用的影响大于温度。受环境因子制约最为显著的生理指标是叶片的蒸腾速率和气孔导度。     

羌活光合作用日变化及其与生理生态因子的关系

以大田引种栽培的羌活植株为材料,用Li-6400便携式光合作用测定系统原位测定自然条件下生长的羌活孕蕾期叶片的光合速率光响应、净光合速率及生理生态因子日变化,并通过相关分析、通径分析和逐步回归分析探讨净光合速率与生理生态因子的关系.结果表明:(1)羌活净光合速率(P_n)、 蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)日变化均呈双峰曲线,其净光合速率具有典型的"午休"现象,并主要由非气孔限制因素造成;(2)影响羌活叶片Pn日变化的主要决定生理因子是G_s,主要限制因子是胞间CO_2浓度(C_i);主要决定生态因子是空气相对湿度(RH),限制因子是气温(T_a); G_s是影响净光合速率最重要的生理生态因子.研究发现,羌活有较强的适应弱光环境的能力,属于阳性耐荫植物,宜选择海拔和荫蔽度均较高的环境进行引种驯化栽培,以利于其生长和存活.     

盐胁迫对转AtNHX1基因杨树光合特性与叶绿体超微结构的影响

以欧美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的欧美107杨新品系(Tr) 幼苗为材料,研究了高低度盐胁迫对两品系幼苗光合色素含量、光合参数和叶绿体超微结构的影响,以阐明转AtNHX1基因杨树的耐盐性与其光合作用及叶绿体结构之间的关系.结果表明:(1)盐处理后,两品系叶片叶绿素含量、类胡萝卜素含量、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度均下降,且高盐度处理下降幅度更大;同等盐度处理下,Tr品系叶片叶绿素含量、净光合速率和气孔导度的下降幅度显著低于Wt品系,且在高盐度处理间差异更大;两品系杨树叶片P_n下降的原因在低盐处理时以气孔限制为主,而在高盐下则是气孔限制和非气孔限制共同作用的结果.(2)盐胁迫对T_r 品系叶片叶绿体超微结构的影响较轻,其在高盐下仍保持了较好的内部结构;盐胁迫Wt品系叶绿体则缩皱成球形,内部结构趋向简单,以至解体,脂质球显著增多.可见,盐胁迫导致杨树叶绿体结构破坏而引起叶绿体色素含量下降,最终降低其光合作用效率;同等盐度胁迫下,转AtNHX1基因品系叶片保持了较完整的叶绿体超微结构、更高的叶绿素含量,能维持较好的光合状态,从而表现出较高的耐盐能力.     

云南无量山四种报春花属植物的核型研究

研究了云南无量山报春花属(Primula)3组4种植物的核型。体细胞中期染色体的数目和核型分别为：波缘报春P.sinuata Franch,2n=2x=22-20m(2SAT)_ 2st,着丝点端化值(T．C．％)为57．51％;无葶脆蒴报春P.sinoexscapa C.M.Hu,2n=2x=22=20m 2sm,T.C.％值为57．78％;滇北球花报春P．denticulata ssp.sinodenticulata (Balf.F.et Forrest)W.W.Smith,2n=2x=22=20m(4SAT) 2st,T.C.%值为56.79%;光叶景东报春P.interjacens var.epilosa C.M.Hu,2n=2x=18=2m(2SAT) 6sm(4SAT) 10st,T.C.%值为67.47%。简要讨论了报春花属植物可能的染色体原始基数和3个组的染色体基数。     

黄土高原油松和刺槐叶片光合生理适应性比较

以黄土高原地区由南向北分布的杨凌、永寿、富县、安塞、米脂、神木等县为研究地点，研究不同地区油松和刺槐的光合特性与叶结构性状间的关系.结果表明，不同地区油松针叶和刺槐叶片的净光合速率（P_n）、光合氮利用效率（PNUE）、水分利用效率（WUE）、比叶质量（LMA）、氮含量（N_mass）和叶绿素相对含量（Chl）差异均达极显著水平（P＜0.001）,说明不同地区油松和刺槐的光合能力和叶结构性状参数差异很大.由南向北，油松的P_n、WUE和PNUE呈略微增加趋势，而刺槐则呈显著降低趋势，表明油松在干旱生境下仍能维持较高的光合能力，而刺槐光合能力明显受到抑制；油松和刺槐的LMA均呈略微上升趋势，而N_mass和Chl均呈略微下降趋势，且刺槐的变化幅度高于油松，说明油松从生理代谢和叶结构性状上对干旱环境的适应能力均强于刺槐.相关分析表明，不同地区油松和刺槐的LMA与N_mass整体上呈极显著负相关；P_n、PNUE与LMA、N_mass相关不显著，与Chl呈极显著正相关；WUE与LMA呈显著负相关（P＜0.05），与N_mass呈显著正相关.     

库布齐沙漠中甘草对不同水分和养分供应的光合生理响应

为了解全球变化背景下在沙漠分布的豆科优势物种甘草(Glycyrrhiza uralensis)对多因素环境变化的适应性, 该研究以第2年生长的甘草植株为对象, 盆栽试验为手段, 采用完全随机区组实验设计, 人工模拟分别相当于库布齐沙漠当地自然年降雨量的3/8、1/2、1和2倍(W1~W4)的4个水分供应处理, 以及4个养分添加处理(对照CK; N, 83 mg N·kg^-1土; P, 92 mg P·kg^-1土; NP, 83 mg N·kg^-1土+92 mg P·kg^-1土), 研究了库布齐沙漠中甘草的光合生理特性对于水分和养分供应变化的响应。结果表明: 气体交换特征随测量时间表现出规律性变化。在实验处理条件下, 每个植物功能性状参数随时间的变化趋势基本一致。当光合有效辐射(Photosynthetically available radiation, PAR)在11:00~13:00时段达到最高值时, 大气温度也接近测量当天的最高值, 净光合速率(Net photosynthetic rate, P_n)出现了明显的“午休”特征。第2年生长的甘草对于干旱胁迫表现出快速生理响应与气孔调节, 尤其在极度干旱(W1)条件下, 光合作用过程的控制在气孔限制与非气孔限制之间进行了多次转换。水分胁迫使P_n、气孔导度(Stomatal conductance, G_s)和蒸腾速率(Transpiration rate, T_r)等气体交换特征值下调, 同时降低了最大净光合速率(Maximum net photosynthetic rate, P_max)和表观量子效率(Apparent quantum yield, AQE)等光响应曲线特征参数。光合水分利用效率(Photosynthetic water use efficiency, PWUE)随着水分供应量减少而降低, 并且养分添加也使其在水分供应良好(W4)的条件下降低, 对于外界环境中水分利用的改变具有适应策略。另外, 养分添加对于光合作用过程具有促进作用, 尤其在水分供应良好的条件下, N素添加使P_n增加明显。在W1条件下, P素供应增加了P_max、光饱和点(Light saturation point, LSP)并减小了光补偿点(Light compensation point, LCP), 表明甘草物种对于P素的敏感性。研究结果表明, 虽然养分添加能够调节水分胁迫条件下甘草对于光辐射的利用效率与适应性, 但水分仍然是限制甘草光合生理的首要因素。     

塔里木河上游胡杨与灰杨光合水分生理特性

在自然条件下对塔里木河上游优势树种-胡杨、灰杨的光合水分生理特性进行比较研究.结果表明,整个生长季胡杨、灰杨的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr,除8月份)日进程均为单峰曲线,水分利用效率(WUE)变化无明显规律性.胡杨与灰杨12:00后Pn的下降主要取决于非气孔因素限制.胡杨Pn、WUE高于灰杨,而Tr低于灰杨,表明胡杨属高光合、低蒸腾、高WUE型树种,灰杨属低光合、高蒸腾、低WUE型树种.胡杨、灰杨枝水势(Ψw)、清晨与正午水势日进程均呈"V"字型曲线,胡杨水势日变幅、正午水势月变幅均小于灰杨,但两树种水势间无显著差异.胡杨与灰杨具有较强的水分吸收和减少水分丧失的能力,但胡杨调节气孔导度(Gs)控制蒸腾失水的能力较强,对干旱环境表现出更强的生态适应性,从而导致两树种产生了种群地理分化.