低温弱光对茄子幼苗光合特性的影响

以4～5叶的 二苠 茄幼苗为试材,研究了其在低温弱光 10℃/5℃昼/夜,光强60、120μmol·m-2·s-1 胁迫7d并恢复7d后的光合特性变化.结果表明,低温弱光胁迫后茄子幼苗的净光合速率、气孔导度和叶绿素含量显著降低;光补偿点、光饱和点、光饱和时的Pn、表观量子产额降低;CO2补偿点升高,CO2饱和点、CO2饱和时的Pn、光合能力、CO2羧化效率降低;以低温下较强光照时 120μmol·m-2·s-1 的变化幅度较大;恢复7d后各项指标仍然不能恢复到对照水平.试验条件已对茄子幼苗叶片光合机构的结构和活性造成了不可恢复的伤害.     

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.     

低温弱光对辣椒幼苗抗氧化酶活性与质膜透性的影响

以辣椒CapsicumannuumL.幼苗为材料,研究了辣椒幼苗叶片中活性氧清除系统对低温弱光的响应.结果表明:随着低温弱光胁迫程度和时间的增加,辣椒幼苗叶片中POD活性提高,但SOD和CAT活性下降,MDA含量增加,细胞膜透性增大;就温度而言,临界低温15℃/8℃比偏低温19℃/12℃对植株的影响更为显著;在偏低温19℃/12℃下,弱光90μmol·m-2·s-1使POD活性上升更大,而SOD和CAT活性的下降、MDA含量的增加和细胞膜透性的增大更小,而在临界低温15℃/8℃下则相反;陇椒2号耐低温弱光能力强,各项指标均优于七寸红.     

两种土壤含水率下匙羹藤的光合及水分利用率的初步研究

采用便携式LI-6400光合测定系统,对生长于两种土壤含水率下的当年生匙羹藤光合特性及其水分利用率进行研究。结果表明:(1)匙羹藤叶片的光饱和点(LSP)200～400μmol.m-2.s-1,光补偿点(LCP)12.1880～12.5593μmol.m-2.s-1,表观量子利用效率(α)0.0472～0.0508mol.mol-1,为阳生植物,但具有较强的弱光利用能力。(2)叶片CO2补偿点为70.97～73.75μmol.mol-1,CO2饱和点在1115.51～1687.99μmol.mol-1,羧化效率7.35×10-3～8.64×10-3μmol.m-2.s-1,表明匙羹藤为C3型植物。(3)上午10:00左右和下午4:00左右是匙羹藤水分利用率的最高时段。(4)含水率高时饱和净光合速率(Pm)、表观光合量子利用效率(α)、光饱和点都比含水率低时高,但光补偿点却比含水率低时低,说明匙羹藤利用弱光的能力较强,能有效地利用全日照的强光,光合潜力较大,生长较好;含水率低时匙羹藤的CO2补偿点较低,说明匙羹藤能利用较低的外界CO2浓度;最大水分利用效率较高,表明含水率低时匙羹藤的节水潜力较大。     

米瓦罐的光合特性研究

采用美国LI-COR生产的LI-6400便携式光合系统研究了米瓦罐的光合特性。结果表明,米瓦罐光 合速率的日变化呈单峰曲线,上午10:00时光合速率达到最大值;在大气CO2浓度下,米瓦罐的光饱和点为 1 800μmol·m-2·s-1,光补偿点为30μmol·m-2·s-1;在光饱和点的光强下,米瓦罐的CO2饱和点为1 200 μmolCO2·mol-1,CO2补偿点为40μmolCO2·mol-1。     

遮荫对月季光合特性及生长发育的影响

采用人工遮荫法研究不同程度遮荫(75%、50%和25%全光照,以全光照为对照)处理对月季的生长发育、光合特性及叶绿素荧光参数的影响。结果表明:(1)随着遮荫程度的增加,月季的叶片厚度、花径、成花率均呈降低趋势,叶绿素含量呈增加趋势;净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)降低,气孔限制值(Ls)升高,Pn下降的主要原因可能为气孔限制。(2)月季在遮荫条件下的光饱和点和光补偿点、暗呼吸速率下降,表现出其对光照降低的生理适应机制;其光饱和点在600~1 200μmol·m-2·s-1,光补偿点在29.89~62.95μmol·m-2·s-1,CO2补偿点在78.16~89.41μmol·mol-1,CO2饱和点在1 100μmol·mol-1左右,潜在光合能力13.06~25.63μmol·m-2·s-1,其对光的适应范围较宽,光照和CO2浓度对其光合能力的影响较大。(3)各处理条件下叶绿素荧光参数显示,月季在自然光和低光下(50%和25%全光照)叶片PSⅡ受到了明显伤害,光合作用原初反应过程受到抑制,光合电子传递受到影响。研究发现,月季虽是阳生植物,但光照生态幅较宽,轻度遮荫(75%全光照)能促进其光合作用效率,减少光抑制,植株长势好,成花率高。     

不同砧木嫁接番茄光合特性的研究

采用LI-6400便携式光合作用系统对田间条件下嫁接番茄(珍红/砧木1号,珍红/桂砧1号)以及接穗(珍红)的光合作用特性进行了系统研究。结果表明:自根苗的光饱和点显著高于嫁接苗;自根苗和嫁接苗的光补偿点差异不显著,以珍红/桂砧1号最高(31.8μmolphotons·m-2·s-1),珍红/砧木1号最低(17.6μmolphotons·m-2·s-1);嫁接苗的CO2补偿点显著低于自根苗,且珍红/桂砧1号与自根苗的差异达极显著水平;表观量子效率变化范围为0.062~0.073;CO2饱和点在844~971μmolCO2·mol-1左右,CO2羧化效率变化范围为0.055~0.086molCO2·m-2·S-1;光合作用CO2补偿点珍红、珍红/砧木1号和珍红/桂砧1号分别为74.0、60.8和50μmolCO2·mol-1。嫁接苗的日平均光合速率和蒸腾速率高于自根苗,但两者的日进程曲线均为“单峰型”,其光合作用不存在“午休现象”。     

持续低温弱光对黄瓜叶片气体交换、叶绿素荧光猝灭和吸收光能分配的影响

持续常温弱光(25℃/18℃,l00umol m-2 s-1)、低温弱光(12℃/12℃,100 umol m-2 s-1和7℃/7℃,l00μmolm-2s-1)均导致黄瓜生长减慢或停滞、叶绿素含量、气孔导度和净光合速率、光合电子传递速率下降以及胞间CO2浓度上升.常温弱光和12℃弱光处理对光系统II的最大光化学效率Fv/Fm无显著影响,而7℃弱光处理导致Fv/Fm的可逆性下降.常温弱光和7℃、12℃弱光处理均导致了光化学反应速率的降低以及天线热耗散和反应中心过剩能量的增加.在胁迫后,12℃弱光0比7℃弱光更有利于植株光合功能的恢复.     

滇青冈幼苗的光合和生长对不同生长光强的适应

研究了3种光强(全日照的80%、20%和2%)下生长的滇青冈幼苗的光合-光强响应和生长状况。结果表明:3种光强生境滇青冈幼苗光饱和点和最大净光合速率没有显著差异,20%和2%生长光强下光补偿点显著低于80%生长光强。3种光强生境幼苗的光合饱和点在400~450μmol·m-2·s-1左右,光补偿点也很低(6~10μmol·m-2·s-1),表现出阴生植物的特征。但滇青冈幼苗较强的耐荫能力,是以牺牲生长为代价的。在2%的弱光生境中滇青冈幼苗比叶重显著降低,单位面积和单位干重叶绿素含量均显著增多,具有利用较强辐射的潜力,一旦林窗出现就可以利用增加的辐射提高光合速率,及时进入快速高生长。     

苎麻光合生理生态特性研究

以大田栽培的苎麻植株为材料,用TPS-2便携式光合作用测定系统测定自然条件下生长的苎麻叶片的光合气体交换参数,以及光响应曲线和CO2响应曲线,并通过回归和相关法分析探讨净光合速率与主要生理、生态因子间的关系.结果表明:(1)苎麻叶片的净光合速率(Pn)日变化曲线呈现双峰型,2个光合峰高度接近,其净光合速率具有典型的午休"现象;蒸腾速率(Tr)日变化曲线呈现单峰型,其走势与气孔导度(Gs)日变化一致.(2)苎麻叶片光合作用的光饱和点(LSP)为1 568.5μmol?m-2?s-1,光补偿点(LCP)为54.18μmol?m-2?s-1,表观量子效率(AQY)为0.025 8 mol?mol-1;而其CO2补偿点(CCP)、饱和点(CSP)和羧化效率(CE)分别为49.25、1 746.9μmol?mol-1和0.045;因此,苎麻属于喜光性阳生植物,且对强光有一定的耐受能力.(3)苎麻叶片Pn日变化的主要限制因子是胞间CO2浓度(Ci),主要决定生理因子是气孔导度(Gs).     

低温胁迫对不同基因型小麦品种光合性能的影响

选用不同基因型小麦品种(春性品种扬麦18、弱春性品种郑麦9023、半冬性品种烟农19),研究了分蘖期和拔节期低温对叶片光合和叶绿素荧光特性的影响.结果表明:分蘖期-10℃低温处理后,烟农19的净光合速率(Pn)、气孔导度(gs)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、光化学猝灭系数(qP)、非光化学猝灭系数(NPQ)和PSⅡ非循环光合电子传递速率(ETR)显著高于扬麦18和郑麦9023;郑麦9023的gs、Fv/Fm、qp和NPQ显著高于扬麦18,胞间CO2浓度(Ci)显著高于烟农19;扬麦18的Ci显著高于烟农19,初始荧光(Fo)显著高于郑麦9023和烟农19.拔节期0℃低温处理后,烟农19的Pn、gs、Fv/Fm和qP显著高于扬麦18和郑麦9023,NPQ和ETR显著高于扬麦18;郑麦9023的Pn、gs、Fv/Fm和qP显著高于扬麦18,Fo显著高于烟农19;扬麦18的Ci和Fo显著高于郑麦9023和烟农19.分蘖期和拔节期低温胁迫下,半冬性品种烟农19具有较高的光合活性和较强的自我保护机制,弱春性品种郑麦9023次之,春性品种扬麦18最低.     

种衣剂对低温下棉花幼苗光合特性的影响

为研究种衣剂对低温下棉花幼苗光合特性的影响,以"新陆早57号"为材料,采用室内盆栽培养法,温度设置为10℃和18℃,胁迫时间为0、1、2、3d,分别从光合色素、光合气体交换参数以及叶绿素荧光动力学三方面探讨种衣剂对棉花幼苗低温伤害的缓解作用。结果表明:(1)与未包衣棉苗相比,种衣剂可提高低温胁迫下棉花幼苗的叶绿素a、b及类胡萝卜素含量,但在常温下种衣剂对棉苗的光合色素含量均无显著影响。(2)与未包衣棉苗相比,包衣棉苗在10℃和18℃处理3d后,净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)分别依次提高33.71%、52.00%、96.63%和38.57%、55.17%、103.42%,胞间二氧化碳浓度(C_i)分别降低了15.15%、11.12%。(3)与未包衣棉苗相比,包衣棉苗在10℃和18℃处理3d后,单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)分别增加了0.41%、1.56%,捕获用于还原Q_A的能量(TR_o/RC)和捕获用于电子传递的能量(ET_o/RC)分别增加了2.97%、0.47%和4.27%、1.67%,反应中心用于电子传递的激子与用来推动Q_A还原激子的比率(ψ_o)分别增加了0.18%、2.16%,吸收的光能用于电子传递的量子产额(Φ_(Eo))和性能指数(PI_(ABS))分别增加了2.25%、2.42%和19.32%、5.94%。研究认为,种衣剂包衣处理可以提高低温下棉花幼苗的光合色素含量、调节气孔开度,增强CO_2的固定能力和利用率,提高光合吸收及捕获的能量,并诱导光合能量合理分配,维持光合器官对光能的吸收、捕获、转化状况,从而减轻低温胁迫带来的伤害。     

植物对低温的光合响应

低温是影响植物生长和发育的主要环境因子之一.低温下,植物的许多生理生化过程受到影响,而其中光合作用是对低温最敏感的过程.光合作用是地球上最重要的生理生化过程,所以研究光合作用在低温下的响应机制具有重要意义.本文系统地总结了当前国内外最新研究进展,综述了低温下植物的光合响应,主要内容包括影响低温下光合响应的因素、低温下光合响应的关键问题--能量平衡的调节,以及植物的低温光合响应信号通路,并展望了低温光合响应研究的新方向.     

5℃夜间低温对红树幼苗光合速率和蒸腾速率的影响

5℃夜间低温处理温室栽培红海榄（Rhizophora stylosa和银叶树（Heritiera littoralis)幼苗,白天20℃室温分别恢复1h和4h,测定功能叶的净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率和叶绿素含量。结果表明：夜间低温明显降低红海榄和银叶树的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和水分利用率,促进胞间CO2浓度增加,而叶绿素含量变化不大。白天空温恢复时间增长,净光合速率、气孔导率和蒸腾速率回升,胞间CO2浓度下降,红树幼苗对低温有一定的适用能力。低温处理2d,红海榄叶净光合速率的抑制程度大于1d处理,而银叶树叶净光合速率的抑制程度则有所减轻。两种红树叶气孔导度与净光合速率和蒸腾速率均呈线性关系,气孔导度是控制叶片光合成和蒸腾水分丢失动态平衡的主要因素。     

Similar Susceptibility to Excess Irradiance in Sun and Shade Acclimated Saplings of Norway Spruce [Picea Abies (L.) Karst.] and Stone Pine (Pinus Cembra L.)

We compared the responses of sun and shade acclimated saplings of Picea abies and Pinus cembra to excess photosynthetic photon flux density (PPFD) equivalently exceeding the level for saturating net photosynthetic rate (P _N). Exposure for 2 h up to 2000 μmol(photon) m⁻² s⁻¹ did not affect radiant energy saturated P _N. Photoinhibition of photosynthesis was indicated by a small (10 %) reduction of the potential efficiency of photosystem 2 as derived from measurements of chlorophyll fluorescence (F_V/F_M). However, the extent of F_V/F_M reduction and half-time for recovery were similar in sun and shade acclimated saplings of both species. Furthermore, the effect on F_V/F_M was not stronger when the plants were exposed to excess PPFD at 5 °C instead of 15 °C. Frost-hardening of plants increased slightly their resistance to excess PPFD. Establishment of these conifer saplings usually acclimated to shade in their natural habitat may hardly be endangered by a sudden increase of PPFD, e.g., by gap formation. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

夜间低温对两种咖啡光合作用的影响

为了探讨夜间低温对滇南地区主要栽培的小粒种咖啡(Coffea arabica)和大粒种咖啡(Coffea liberica)光合作用的影响,于西双版纳雾凉季对盆栽幼苗进行了连续3d的4℃夜间低温处理,并于原地恢复3d,测定了叶片的一些生理生态指标。结果表明,经4℃夜间低温处理3d后,虽然两种咖啡非辐射耗散能力增强,胡萝卜素／叶绿素(Car／Chl)升高,但净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和黎明原初光化学效率(Fv／Fm)降低,初始荧光(Fo)升高,以及过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)的积累,表明夜间低温对两种咖啡光合机构均产生了明显的破坏,导致净光合速率下降的气孔因素和非气孔因素同时存在。虽然正常条件下两种咖啡净光合速率没有显著差异,但与大粒种咖啡相比,低温处理后,小粒种咖啡的Pn,Fv／Fm下降的比例小,MDA积累的量少,且在3d的恢复后基本可以恢复到原初值,表明小粒种咖啡相对比较耐寒,这与其较强的非辐射耗散能力,较大的Car／Chl及较强的恢复能力有关。     

低温条件下黄瓜嫁接株与自根株光合特性的比较

研究了长期低温条件下,设施黄瓜嫁接苗和自根苗(播种后35 d)的净光合速率(P n)、表观量子效率(AQY)、气孔导度(G s)、蒸腾速率(T r)和胞间CO2浓度(C i)与光通量密度(PFD)的关系.结果表明:不同PFD条件下,经过长期低温后黄瓜嫁接苗和自根苗叶片的光饱和点、AQY、P n、G s和T r均较适温条件下显著下降,但嫁接黄瓜下降速度及程度显著低于自根黄瓜.适温条件下,黄瓜C i随PFD增加而降低;低温条件下,嫁接黄瓜C i也随PFD增强而降低,自根黄瓜则始终保持较高水平.以上结果表明,长期低温条件下,黄瓜嫁接苗与黄瓜自根苗均发生气孔抑制现象,但嫁接苗较自根苗保持相对较高的气孔导度,维持较高的光合同化效率,产生较少的过剩激发能,光合器官的伤害程度降低,因而有较强适应低温的能力.     

低温胁迫时间对4种幼苗生理生化及光合特性的影响

以盐肤木(Rhus chinensis)、假连翘(Duranta repens)、老鸭嘴(Thunbergia erecta)和葛藤(Pueraria lobata)4种幼苗为试验材料,研究了人工模拟下的低温胁迫环境(6℃)对幼苗叶片生理生化及光合特性的影响.结果表明:(1)随低温胁迫的延长,假连翘幼苗的叶绿素含量先升后降,其余3种幼苗持续下降,低温解除后均显著回升;4种幼苗的脯氨酸含量持续上升或波动;葛藤幼苗的可溶性蛋白质含量先升后降,其余幼苗显著上升,且低温解除后有所增加;4种幼苗叶片可溶性糖含量以及丙二醛含量呈增加趋势,SOD活性持续上升或先升后降.低温解除后,盐肤木幼苗的SOD活性略有上升,其余幼苗显著下降.(2)随低温胁迫的延长,4种幼苗的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)均持续下降,假连翘的胞间CO2浓度(Ci)持续上升,其余幼苗先降后升.低温解除后4种幼苗叶片Pn、G、Tr均有不同程度的回升,Ci有不同程度的下降.低温胁迫和恢复48 h期间,4种幼苗的脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质含量的增加和SOD活性的稳定或增加,减轻了幼苗叶片细胞的膜脂过氧化程度,维持了细胞膜的完整性,是幼苗对低温胁迫适应性反应的重要调节机制.恢复48 h时的Pn、Gs和Tr均有不同程度的回升,Ci有不同程度的下降,说明4种幼苗有一定的抗寒能力.(3)用主成分分析法分别对生理生化指标和光合生理指标进行分析,均得出4种幼苗的抗寒性顺序为葛藤＞盐肤木＞老鸭嘴＞假连翘,这一结果可为采矿石废弃地生态恢复的植物筛选提供科学依据.     

夜间低温对2种桉树幼苗光合特性的影响

以人工气候箱模拟夜间低温处理尾叶桉和邓恩桉幼苗,研究其对2种桉树的光合特性和叶绿体超微结构的影响.结果表明:夜间低温使尾叶桉和邓恩桉的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均降低;胞间CO2浓度和气孔限制值升高;2种桉树幼苗的水分利用率变化有一定的差异,邓恩桉的水分利用率随低温胁迫升高,而尾叶桉的水分利用率则先升高然后下降;同时,低温胁迫下尾叶桉和邓恩桉气孔导度与净光合速率和蒸腾速率均呈明显的线性关系.夜间低温导致2种桉树叶绿体肿胀变形,淀粉粒降解,对尾叶桉的影响要比邓恩桉的影响大.