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。     

低温弱光胁迫及恢复对切花菊光合作用和叶绿素荧光参数的影响

以切花菊品种‘神马’为试材,在偏低温弱光(16℃/12℃,PFD100μmol.m-2.s-1)和临界低温弱光(12℃/8℃,PFD60μmol.m-2.s-1)下分别胁迫11d,然后转入正常条件(22℃/18℃,PFD450μmol.m-2.s-1)恢复11d,研究不同低温弱光强度及恢复对菊花光合作用和叶绿素荧光参数的影响.结果表明:低温弱光导致菊花叶片的净光合速率(Pn)和气孔限制值(Ls)下降,而胞间CO2浓度(Ci)上升.偏低温弱光胁迫下菊花叶片暗适应下最大光化学效率(Fv/Fm)和初始荧光(Fo)无明显变化,但光适应下最大光化学效率(Fv′/Fm′)在处理前期略有下降,后期则有所回升;而临界低温弱光处理的Fo明显升高,Fv/Fm和Fv′/Fm′显著降低.PSⅡ光合电子传递量子效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)和表观光合电子传递速率(ETR)均随着低温弱光胁迫程度的增加和时间的延长而降低;偏低温弱光处理植株在解除胁迫后能迅速恢复到对照水平,而临界低温弱光处理植株回升速度较慢;同时,低温弱光胁迫下吸收光强用于分配光化学反应部分(Prate)的比例减少,而天线热耗散(Drate)和反应中心的能量耗散(Ex)比例上升,但天线热耗散为过剩光能的主要分配途径.     

Na2CO3胁迫下星星草幼苗叶片PSⅡ光能利用和耗散与培养基质渗透势的关系

用荧光动力学的方法研究了碱性盐Na2CO3胁迫下星星草幼苗叶片PSⅡ光能利用和耗散与培养基质渗透势的关系。结果发现在大于-4bar的胁迫下,PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）、PSⅡ潜在光化学效率（Fv/Fo）、PSⅡ实际光化学效率（φPSⅡ）以及开放的PSⅡ反应中心有效光化学效率（Fv’/Fm’）的变化不大;然而在小于-4bar Na2CO3胁迫下,Fv/Fm、Fv/Fo和Fv’/Fm’均随着渗透势的增大而增大,而中PSⅡ、电子传递速率（ETR）、光化学速率、捕光色素吸收的光能被用于热耗散的相对份额及热耗散速率则随着渗透势的增大而减小。这些研究结果说明星星草幼苗在Na2CO3胁迫所导致的不同的渗透胁迫下（小于-4bar和大于-4bar）其过剩光能的耗散机制可能不同,大于-4bar的胁迫下可能存在精细的渗透调节机制,而在高强度的Na2CO3所导致的渗透胁迫下具有与其它植物不同的保护机制,可能通过两条途径耗散过剩的光能,一方面通过增加捕光色素吸收的光能被用于热耗散的相对份额及热耗散速率;另一方面通过增大西PSⅡ、光化学速率、ETR,增强假循环式光合磷酸化过程,而由此引起的活性氧的增加则通过体内较高活性的保护酶系统来清除,以保护光合器官免受过剩光能的损伤。     

红麻和白麻叶绿素荧光日变化研究初探

用便携式叶绿素荧光仪测定了红麻和白麻的叶绿素荧光参数:初始荧光(Fo)、光系统Ⅱ(PSⅡ)原初光能转化效率(Fv/Fm)和PSⅡ的实际光化学效率(Yield).研究结果表明:在一天中,红麻和白麻均在中午出现Fo最低值(红麻为96,白麻为100),说明红麻和白麻可通过增强非辐射能量耗散来消耗过剩的光能,从而避免光合器官遭受破坏.在一天中,白麻Fv/Fm均高于红麻2.8%,表明红麻对光抑制比白麻敏感.红麻的yield值比白麻的高7.0%,表明红麻比白麻具有更高的光能转化效率.     

角毛藻光合作用对连续强光照射的动态响应

利用调制荧光技术研究了角毛藻(Chaetocerossp.)光合作用对连续强光照射的动态响应。用1000μmolm-2s-1的强光处理12h内,角毛藻的快速光曲线和荧光参数呈动态变化。处理30min内,最大光合速率P(m即最大相对电子传递速率)和光系统Ⅱ的最大量子产量Fv/Fm均逐渐下降至最低值,表明角毛藻受到了光抑制;初始斜率α的降低和非光化学淬灭NPQ的升高,表明角毛藻可以通过降低捕光色素对光能的吸收和增加热耗散来保护光合器官免受过度损伤。此后,α开始增加,但始终不能恢复到初始值,说明角毛藻逐渐适应了强光照状态,捕光能力逐渐增加;Pm逐渐恢复并超过初始值,最终(8h后)达初始值的2倍,表明经过光系统Ⅱ的电子传递明显加快;而Fv/Fm只能恢复到初始值的一半左右,说明强光下光系统Ⅱ的光能转换效率明显降低;NPQ达最大值(1h)后逐渐下降至低于初始值,表明热耗散在光保护中不再起主要作用。随处理时间的延长,出现光化光关闭后的短期荧光上升现象,且上升速度逐渐加快,说明围绕光系统Ⅰ的环式电子传递速度逐渐加快,可能在光保护中发挥重要作用。     

对马耳蕨光合作用对生境光强增加的响应

以林下阴生蕨类植物对马耳蕨为材料,采用盆栽试验比较了全光照和阴棚生境下对马耳蕨对强光的光合响应特征,以探讨其光适应机制.结果显示:(1)与荫棚条件下相比,全光照下对马耳蕨叶片叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)及叶绿素(a+b)[Chl(a+b)]含量分别显著下降了48.3%、28.2%、40.0%,而其类胡萝卜素(Car)和总黄酮含量分别显著增加了158.3%、93.9%;(2) 全光照下对马耳蕨叶片PSⅡ最大光能转化效率(Fv/Fm)、初始荧光(F0)、PSⅡ潜在活性(Fv/F0)、PSⅡ光能捕获效率(Fv′/Fm′)、光化学淬灭系数(qP)分别比荫棚的下降了3.7%、23.4%、9.5%、2.5%、3.2%;(3)随着光照强度的增加,全光照下对马耳蕨表观电子传递速率(rETR)及热耗散(qN)上升幅度较荫棚显著提高.研究发现,经过一定时期的光适应,通过减少对光能的捕获、降低PSⅡ反应中心活性及光能转化效率、提高光合能力、增强热耗散能力以及增强活性氧的清除能力,阴生植物对马耳蕨的光合作用可适应高光生境;在无水分胁迫条件下,全阳光照不会导致阴生植物对马耳蕨的光合作用发生光损害.     

开顶式气室内外冬小麦光合特性差异比较

为探明开顶式气室(OTC)内外冬小麦光合特性的差异,测定了OTC内(T1处理组,冬小麦整个生育期生长在OTC内)和OTC外(T2处理组,大田自然环境组)冬小麦(扬麦16)不同生育期的气体交换参数、光合色素含量和叶绿素荧光参数。结果表明,T1处理的净光合速率Pn、气孔导度Gs、胞间CO2浓度Ci、最大光合速率Pm和半饱和光强Ik大部分生育期均大于T2;灌浆之前T1的表观量子效率AQY较高,蒸腾速率Tr和暗呼吸速率Rd较低,灌浆之后则出现逆转。大部分生育期T1处理叶绿素和类胡萝卜素含量均显著大于T2。T1处理的初始荧光Fo和最大荧光Fm均大于T2,而两者最大光量子产量Fv/Fm大部分生育期无显著差异,孕穗期和扬花期T1处理光化学淬灭系数q P显著低于T2。T1和T2处理PSⅡ的实际光化学量子效率Y(II)大部分生育期无显著差异,但灌浆期以后T1的非光化学淬灭系数NPQ和PSⅡ处调节性能量耗散的量子产量Y(NPQ)显著大于T2,而PSⅡ处非调节性能量耗散的量子产量Y(NO)显著低于T2。由此可见,OTC内冬小麦的气体交换能力和光响应能力均优于OTC外,光合色素含量也更高;OTC内外冬小麦内禀光能转换效率和实际光化学量子效率相当,但OTC内冬小麦过剩光能向调节性热耗散分配的比例较高而向非调节性热耗散分配的比例较低,其光保护能力更强,光能分配也更加合理。     

大气CO2浓度升高对绿豆叶片光合作用及叶绿素荧光参数的影响

利用FACE系统在大田条件下通过盆栽试验研究了大气CO2浓度升高[CO2浓度平均为(550+60) μmol·mo1-1]对绿豆叶片光合生理和叶绿素荧光参数的影响.结果表明:与对照[ CO2浓度平均为(389+40) μmol·mol-1左右]相比,大气CO2浓度升高使花荚期绿豆叶片净光合速率(Pn)和胞间CO2浓度(Ci)分别升高11.7％和9.8％,气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)分别下降32.0％和24.6％,水分利用效率(WUE)提高83.5％;在蕾期,CO2浓度升高对绿豆叶片叶绿素初始荧光(Fo)、最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、Fv/Fm和Fv/Fo没有显著影响;在鼓粒期,CO2浓度升高使绿豆叶片Fo增加19.1％,Fm和Fv分别下降9.0％和14.3％,Fv/Fo和Fv/Fm分别下降25.8％和6.2％.表明大气CO2浓度升高可能使绿豆生长后期光系统Ⅱ反应中心结构受到破坏,叶片的光合能力下降.     

外源水杨酸对镉胁迫甜瓜幼苗生长与光合气体交换和叶绿素荧光特性的影响

以甜瓜品种‘哈密绿’为试验材料,采用基质栽培方式,研究了10~200μmol·L-1外源水杨酸(SA)对镉胁迫(100mg·L-1 Cd2+)下甜瓜幼苗生长、叶绿素含量、光合气体交换参数和叶绿素荧光参数的影响,以探讨外源SA调控Cd2+胁迫伤害的可行性。结果显示:Cd2+胁迫能显著影响甜瓜幼苗的生长和相关光合指标。适宜浓度外源SA能不同程度缓解甜瓜幼苗所受Cd2+胁迫伤害,并以100μmol·L-1 SA处理效果最好,其显著促进了幼苗生长,提高了叶片叶绿素含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs),以及PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ天线转化效率(Fv′/Fm′)、实际光化学效率(ФPSⅡ)、光化学荧光猝灭系数(qP)和光化学反应能量(P);显著降低了初始荧光(F0)、非光化学荧光猝灭系数(NPQ)、天线热耗散能量(D)和非光化学反应耗散能量(E)。研究表明,外源SA缓解甜瓜幼苗Cd2+胁迫伤害具有剂量效应,以100μmol·L-1 SA的效果最好,有利于甜瓜幼苗在Cd2+胁迫下光合作用的维持,提高光合电子传递效率和对光能的捕获与转换,降低Cd2+胁迫对植物的损伤,从而促进生长。     

草丁膦对转bar基因水稻GS酶活性和光合功能的影响

喷施草丁膦后,对草丁膦无抗性水稻Cypress(未转bar基因)叶片的谷氨酰胺合成酶(GS)活性先受到抑制,随后叶片内NH 4积累上升,叶绿素含量、PSⅡ原初光化学效率(Fv/Fm)、光能转化效率(ΦPSⅡ)和叶片叶绿素荧光的光化学猝灭系数(qp)下降,光合速率显著降低;最后引起植株死亡.另一方面,Cypress PB-6(转bar基因抗草丁膦水稻)的GS酶活性在喷施草丁膦后虽然先被抑制,但随后能恢复至正常水平,接着NH 4积累下降,草丁膦对叶绿素含量、荧光参数Fv/Fm、ΦPSⅡ、qp的影响被解除,光合速率恢复到正常水平,整个植株生长正常.