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\[CO₂浓度平均为（550±60) μmol·mol^-1\]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(P_n)和胞间CO₂浓度(C_i)分别升高11.7%和9.8%,气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)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(F_o)、最大荧光（F_m）、可变荧光（F_v）、F_v/F_m和F_v/F_o没有显著影响;在鼓粒期,CO₂浓度升高使绿豆叶片F_o增加19.1%,F_m和F_v分别下降9.0%和14.3%,F_v/F_o和F_v/F_m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.     

深圳市园林植物叶片含硫量的特点

对深圳不同地点,116种园林植物叶片含硫量进行了测定,以期为科学地选择抗污、吸污绿化树种提供理论依据。结果表明,叶片含硫量在10mg·m^-3的植物有5种,叶片含硫量在5～10mg·m^-3的植物有12种,说明深圳市园林植物具有吸收硫污染的能力。通过植物叶片含硫量与大气中SO₂关系的比较发现,大红花和簕杜鹃的叶片硫含量与大气SO₂含量呈正相关;九里香的叶片硫含量与大气SO₂含量呈负相关,其它植物叶片中的含硫量与空气中的SO₂含量相关性不明显。植物叶片内含硫量随季节变化而变化,秋季叶片含硫量高于春季。     

盐雾胁迫对极小种群植物日本荚蒾光合生理的影响

为评价日本荚蒾(Viburnum japonicum)的耐盐雾能力,对4 a生实生苗用不同盐雾浓度处理(盐雾NaCl质量浓度分别为0%、1%、2%、3%),测定叶片净光合速率、最大光化学效率(F_v/F_m)和叶绿素含量(Chl)等指标的变化。结果表明,1%盐雾处理的日本荚蒾植株能够存活,但生长不良,大于2%的盐雾处理的植株全部死亡。随着浓度的升高,日本荚蒾叶片的最大光合速率、F_v/F_m及Chl含量下降,而光饱和点及光补偿点总体呈上升趋势。这说明盐雾胁迫通过伤害光系统Ⅱ反应中心、改变植物可利用光能范围及降低叶绿素含量影响植物的光合作用。     

短期UV-B辐射对青藏高原美丽风毛菊PSⅡ光化学效率的影响

通过短期增补UV-B辐射模拟试验,研究了青藏高原典型天气(晴天、多云、阴天)下高山植物美丽风毛菊叶片的叶绿素荧光参数变化.结果表明: 随天气由晴变阴,美丽风毛菊叶片暗适应3 min的PSⅡ最大光化学量子效率(F_v/F_m)显著升高,实际PSⅡ光化学效率(Φ_PSⅡ)和光化学猝灭系数(q_P)也升高,而非光化学猝灭系数(NPQ)则降低,可见光辐射（PAR）是影响PSⅡ光能转化效率的主要因素.增补UV-B辐射后,3种典型天气下,美丽风毛菊叶片的F_v/F_m和NPQ略有降低,Φ_PSⅡ和q_P略微增加,但对光合气体交换过程没有产生负影响.叶片净光合速率P_n和Φ_PSⅡ的增高趋势与增补UV-B辐射下相对较多的UV-A成分有关,同时也得益于叶片厚度的增加. UV-B辐射对叶片光合机构具有潜在负影响.     

酸雨胁迫对秃瓣杜英幼苗叶片叶绿素荧光特性和生长的影响

采用盆栽试验和模拟酸雨喷淋的试验方法,研究了重度酸雨(pH 2.5)、中度酸雨(pH 4.0)和对照(pH 5.6)处理下,不同季节秃瓣杜英幼苗叶片的叶绿素荧光特性及其生长差异.结果表明：不同季节相同处理下,秃瓣杜英幼苗叶片的相对叶绿素含量(SPAD)、PSⅡ的最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ实际光化学量子产量(Φ_PSⅡ)、株高和地径均为10月＞7月＞4月＞1月;同一季节不同处理中,SPAD、F_v/F_m、Φ_PSⅡ、株高和地径为重度酸雨＞中度酸雨＞对照;不同pH酸雨梯度处理和季节的交互作用对秃瓣杜英的SPAD、F_v/F_m、株高和地径的影响显著,而对Φ_PSⅡ、光化学淬灭系数和非光化学淬灭系数的影响不显著.     

潮间带红藻——海萝光合活性对干露胁迫的响应

采用叶绿素荧光技术考察了不同潮汐模式下海萝藻体光合活性的日变化、海萝光合活性与藻体含水量之间的关系以及干露和光照对光合活性的交互影响.结果表明： 早、中、晚潮汐相比,中午潮时最大量子产量(F_v/F_m)下降速度最快.早潮干露初期F_v/F_m下降较慢,随后加快;晚潮干露时F_v/F_m始终较快下降.各种潮汐模式下,F_v/F_m当日基本恢复至初始水平,呈现了可逆的下降,即动态光抑制.F_v/F_m及有效量子产量(Φ_PSⅡ)随含水量的降低而下降,当含水量低于90%时,F_v/F_m和Φ_PSⅡ下降迅速,但含水量6%左右的藻体重新浸没后仍能恢复光合作用,即通常情况下可以耐受72 h的干露,具有很强的干露耐受能力.藻体含水量（TWC）与F_v/F_m及Φ_PSⅡ的函数关系为：F_v/F_m=0.68+(0.0044-0.68)/\[1+(TWC/66.96)⁵\],R²=0.99;Φ_PSⅡ=0.585+(0.004-0.585)/\[1+(TWC/73)¹⁰\],R²=0.99.方差分析结果进一步显示,光强和干露交互作用对藻体光合活性影响显著,随光照增强和干露时间延长光抑制程度增大,强光(1000 μmol pho·m^-2·s^-1)和长时间干露(6 h)叠加时,藻体光合活性降低程度最大,完全恢复所需时间最长.     

模拟酸雨对青冈光合及叶绿素荧光参数的影响

在重度酸雨(pH 2.5)、中度酸雨(pH 4.0)和弱酸性酸雨(pH 5.6)3个酸雨梯度下,研究地上酸雨、全淋酸雨、土壤酸雨3种处理方式对青冈幼苗叶绿素荧光和光合参数的影响,并以空白为对照.结果表明: 在重度酸雨条件下,地上酸雨处理显著阻碍青冈幼苗叶绿素合成,降低PSⅡ原初光能转化效率(F_v/F_m)、潜在活性(F_v/F_o)和实际光化学量子产量(Y),以及净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)等光合参数,提高光补偿点和暗呼吸速率,全淋酸雨处理下青冈幼苗受到抑制作用其次,而土壤酸雨处理对其有一定的促进作用;中度酸雨和弱酸性酸雨条件下,不同处理方式除暗呼吸速率(R_d)低于对照外,其余均高于对照,并且全淋酸雨＞土壤酸雨＞地上酸雨处理.可见,在重度酸雨条件下,地上酸雨处理对幼苗的抑制作用最强;中度和弱酸性酸雨条件下,全淋酸雨处理对于幼苗的促进作用最强.不同酸雨强度对青冈幼苗叶绿素相对含量(SPAD)、PSⅡ原初光能转化效率(F_v/F_m)、PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)、实际光化学量子产量(Y)、净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)和最大净光合速率(A_max)影响显著,不同酸雨处理方式对幼苗SPAD、F_v/F_m、Y、P_n、T_r、A_max和光饱和点(LSP)影响显著,二者交互作用对SPAD、F_v/F_m、Y、P_n和A_max影响显著.     

茉莉酸甲酯对干旱及复水条件下烤烟幼苗叶绿素荧光特性的影响

以烤烟品种“龙江911”为试验材料,研究了干旱及复水过程中外源茉莉酸甲酯(MeJA)对移栽后烤烟幼苗叶绿素含量和叶绿素荧光特性的影响.结果表明： 干旱下烤烟幼苗叶绿素含量、PSⅡ反应中心完全关闭时荧光产量(F_m)、PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)、最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(Ф_PSⅡ)、表观电子传递速率(ETR)和光化学猝灭系数(q_P)下降,而初始荧光(F_o)和非光化学猝灭系数(q_N)升高,0.2和0.5 mmol·L^-1的外源MeJA明显减缓了干旱下烤烟幼苗F_v/F_m、F_v/F_o、Ф_PSⅡ、ETR、q_P的下降和q_N的上升,而1.0 mmol·L^-1 MeJA效果不明显.复水后,烤烟幼苗各项叶绿素荧光指标均有明显恢复,并且MeJA处理后的幼苗恢复更明显.表明外源MeJA减轻了干旱胁迫下烤烟叶片叶绿素的分解,对PSII反应中心起到一定的保护作用,提高了电子传递速率,降低了干旱胁迫对烤烟幼苗的伤害,并且复水后叶绿素含量和叶绿素荧光参数能迅速恢复,从而保证了经干旱胁迫后烤烟幼苗能迅速缓苗.     

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。     

遮阴对堇叶紫金牛光合特性和叶绿素荧光参数的影响

堇叶紫金牛是一种特产于浙江和台湾的珍稀濒危植物.为了解堇叶紫金牛对光的需求及适应规律,本文研究了不同光照强度(遮阴率90%、60%、25%及全光照)对其光合特性和叶绿素荧光参数的影响.结果表明： 全光照条件下堇叶紫金牛净光合速率(P_n)、气孔导度(g_s)日变化曲线均呈“双峰型”,出现光合“午休现象”,而遮阴处理下均呈“单峰型”.随遮阴率的增加,堇叶紫金牛叶片P_n和表观量子效率(AQY)均呈先升高后降低的趋势,光饱和点(LSP)和光补偿点(LCP)均呈降低趋势,g_s、蒸腾速率(T_r)、原初光能转换率(F_v/F_m)和PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)均呈升高趋势.遮阴造成叶绿素总量、类胡萝卜素(Car)含量的增加和Chl a/b的降低.遮阴率25%条件下,堇叶紫金牛根冠比(R/T)和比叶重(LMA)均达到最大值.堇叶紫金牛对不同光环境表现出较强的适应性和可塑性,表明光照不足不是其野外种群致濒的主要原因.     

深圳7种园林植物叶绿素荧光特性及其对大气SO2浓度的响应

叶绿素荧光信号能快速灵敏地反映植物生理状态及其与环境的关系,是一种理想光系统探针。测定了深圳市7种园林植物叶片的叶绿素荧光参数和叶绿素含量,并对这些生理参数与大气污染物SO₂的相关性进行了分析。结果表明,7种植物叶片的叶绿素含量具有明显的种间差别,生境的差别远小于种间差别。所测定的7种园林植物的F_v/F_m相差不大,平均为0.78,低于理想条件下的最大值,说明存在一定的生长胁迫。叶绿素荧光的光化学淬灭qP的种间差别不明显。非光化学猝灭系数qN的种类差别较大,白兰Michelia alba和短穗鱼尾葵Caryota mitis具有较高的非光化学淬灭能力,说明这两个种具有一定的光保护能力。7种植物中,白兰的ΦpsⅡ要明显地较低于其它植物。深圳大气污染对城区植物的生理生化特性尚未构成不良影响,在深圳市区的环境中,短穗鱼尾葵、勒杜鹃Bougainvillea spectabilis和阴香Cinnamomum burmanii的叶绿素荧光参数可以作为大气污染物的指示指标;大红花Hibiscus rosa-sinensis、九里香Murraga paniculata、白兰和黄叶假连翘Duranta cv Golden Leaves具有相对较高抗污染物的能力。植物的叶绿素荧光参数也在一定程度上受到叶绿素的影响,阴香、短穗鱼尾葵、大红花和九里香的部分叶绿素荧光参数与植物叶片叶绿素含量呈正相关。     

施氮和大气CO2浓度升高对小麦旗叶光合电子传递和分配的影响

采用开顶式气室盆栽培养小麦,设计2个大气CO₂浓度（正常：400 μmol·mol^-1;高：760 μmol·mol^-1）、2个氮素水平（0和200 mg·kg^-1土）的组合处理,通过测定小麦抽穗期旗叶氮素和叶绿素浓度、光合速率（P_n）-胞间CO₂浓度（C_i）响应曲线及荧光动力学参数,来测算小麦叶片光合电子传递速率等,研究了高大气CO₂浓度下施氮对小麦旗叶光合能量分配的影响.结果表明：与正常大气CO₂浓度相比,高大气CO₂浓度下小麦叶片氮浓度和叶绿素浓度降低,高氮处理的小麦叶片叶绿素a/b升高.施氮后小麦叶片PSⅡ最大光化学效率（F_v/F_m）、PSⅡ反应中心最大量子产额（F_v′/F_m′）、PSⅡ反应中心的开放比例（q_p）和PSⅡ反应中心实际光化学效率（Φ_PSⅡ）在大气CO₂浓度升高后无明显变化,虽然叶片非光化学猝灭系数（NPQ）显著降低,但PSⅡ总电子传递速率（J_F）无明显增加;不施氮处理的F_v′/F_m′、Φ_PSⅡ和NPQ在高大气CO₂浓度下显著降低,尽管F_v/F_m和q_P无明显变化,J_F仍显著下降.施氮后小麦叶片J_F增加,参与光化学反应的非环式电子流传递速率(J_C)明显升高.大气CO₂浓度升高使参与光呼吸的非环式电子流传递速率(J₀)、Rubisco氧化速率（V₀）、光合电子的光呼吸/光化学传递速率比（J₀/J_C）和Rubisco氧化/羧化比（V₀/V_C）降低,但使J_C和Rubisco羧化速率（V_C）增加.因此,高大气CO₂浓度下小麦叶片氮浓度和叶绿素浓度降低,而增施氮素使通过PSⅡ反应中心的电子流速率显著增加,促进了光合电子流向光化学方向的传递,使更多的电子进入Rubisco羧化过程,P_n显著升高.     

不同光强下细胞外三磷酸腺苷对菜豆叶片光化学反应特性的影响

三磷酸腺苷(ATP)不但分布在细胞内部, 而且广泛存在于动物和植物细胞的细胞外基质中。细胞外ATP (eATP)可与细胞膜表面相应的受体结合并激发细胞内的第二信使, 从而调节细胞的多种生理学功能。但目前对于eATP是否也能对植物的光合作用产生影响则研究较少。该文以菜豆(Phaseolus vulgaris)叶片为实验材料, 研究了在不同光强下eATP对菜豆叶片叶绿素荧光特性和光合放氧速率的影响。结果显示, 随着光强的增加, 叶片的光适应下最大光化学效率(F_v′/F_m′)、光系统II (PSII)实际光化学效率(Y(II))、光化学猝灭系数(q_P)均呈现下降趋势, 而电子传递速率(ETR)、非光化学猝灭系数(q_N)以及调节性能量耗散的量子产量(Y(NPQ))随着光强的增加呈上升趋势。与对照相比, eATP的处理可以显著提高菜豆叶片PSII的潜在最大光化学效率(F_v/F_m)、Y(II)、q_P、ETR和光合放氧速率; 但eATP的处理对F_v′/F_m′、q_N以及Y(NPQ)没有显著影响。AMP-PCP (β,γ-亚甲基三磷酸腺苷, eATP细胞外受体的抑制剂)的处理显著降低了F_v/F_m、F_v′/F_m′、Y(II)、ETR和光合放氧速率, 同时也显著增加了q_N以及Y(NPQ)的水平。以上结果显示, 植物eATP水平的变化对植物光合作用的光化学反应有着重要的影响。     

异质性重金属镉胁迫下克隆整合对匍匐茎草本植物积雪草生长的影响

 采用盆栽试验研究了异质性重金属镉胁迫下, 克隆整合对匍匐茎草本植物积雪草(Centella asiatica)生长的影响。将远端分株(相对年幼的分株)分别置于对照和镉胁迫处理下, 并对远端分株与近端分株(相对年长的分株)之间的匍匐茎进行切断或保持连接处理。研究结果显示: 镉胁迫处理显著降低了积雪草远端分株的净光合速率(P_n)、最大光量子产量(F_v/F_m)、叶绿素含量、叶面积、分株数和生物量; 克隆整合缓解了镉胁迫对远端分株生长的不利影响; 克隆整合不仅未导致相连近端分株的损耗, 而且相连近端分株的光合效率也没有表现出补偿性增加; 克隆整合降低了远端受胁迫分株的根冠比, 从而使之减少了对土壤中重金属镉的吸收; 匍匐茎切断和镉胁迫处理对近端分株、远端分株的叶柄长没有显著的影响。结果表明: 克隆整合提高了积雪草遭受镉胁迫的远端分株的生长, 改变了其生物量分配格局, 并有助于整个克隆片段在异质性重金属胁迫下的生长。该研究对于丰富和发展异质性环境胁迫下克隆整合的生态适应对策具有重要意义。     

不同光质LED光源对草莓光合特性、产量及品质的影响

以‘妙香7号’草莓品种为材料,利用LED精量调制光源,设红光、蓝光、黄光、白光、红/蓝/黄(7/2/1)、红/蓝(7/2) 5个处理,以白光为对照,测定了草莓叶片的光合与荧光参数、色素含量、果实产量、品质和根系活力指标,研究 500 μmol·m^-2·s^-1光强下不同光质处理对草莓光合特性、果实产量及品质的影响.结果表明： 红光处理有利于提高草莓叶片的净光合速率与蒸腾速率,而蓝光有减弱作用;气孔导度与胞间CO₂浓度均以蓝光处理效果最为显著.叶绿素荧光参数(F_o、F_m、Φ_PSⅡ)均在红光处理下最大,而F_v/F_m、F_v/F_o、F_m/F_o均在红/蓝/黄处理下最大;红/蓝/黄处理下草莓色素含量、果实产量和根系活力均显著高于其他处理.红光处理的可溶性固形物和维生素C含量均最高,且与红/蓝/黄处理差异不显著;蓝光处理有利于提高可滴定酸和蛋白质含量,而红/蓝/黄处理的固酸比最大.红/蓝/黄处理最有利于增加光合色素含量,提高果实产量,促进部分品质改善.