夜间低温后日间光照对海桐和榕树叶片的光抑制以及光系统II功能的影响

夜间低温导致海桐和榕树叶片光系统II(PSII)最大光化学效率(Fv/Fm)、PSII光合电子传递量子效率(ΦPSII)、天线转化效率(Fv'/Fm')、非光化学猝灭系数(NPQ)降低,其后日间光照先引起海桐叶片Fv/Fm、ΦPSII、Fv'/Fm'稍微降低,其后又逐渐得到恢复,但NPQ却表现出相反趋势;夜间低温及随后的日间光照并未对海桐叶片光化学猝灭系数(qP)和初始荧光强度(Fo)产生影响。夜间低温后日间光照进一步引起榕树叶片Fv/Fm、ΦPSII、Fv'/Fm'、qP、NPQ下降,在午后光照减弱后仍不能得到恢复。     

依赖于叶黄素循环的热耗散对茶树叶片防御强光破坏的相关试验研究

经叶黄素循环抑制剂——二硫苏糖醇(DIT)处理的茶树叶片,以850μmol．m^-2．s^-1的PFD照射120min后,福鼎大白茶的叶黄素循环组分中的环氧玉米黄素(A)和玉米黄素(Z)含量之和降低了76．5％,结果导致非光化学猝灭(NPQ)、光系统Ⅱ(PSⅡ)的光化学效率(Fv／Fm)、光化学猝灭系数(qP)、PSⅡ实际光化学量子效率(ψPSⅡR)和光合电子传递速率(ETR)明显下降,而F0显著上升,暗恢复后Fv／Fm恢复程度小于未经DIT处理的叶片。自然光强下,NPQ与与叶黄素循环的脱环氧化程度(A Z)/(V A Z)比值呈明显的正线性关系(R=0．9488^***)。这些结果充分证明依赖与叶黄素循环的热耗散是茶树叶片光合器官防御强光破坏的主要途径。     

短期UV-B辐射对青藏高原美丽风毛菊PS Ⅱ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(Fv/Fm)显著升高,实际PSⅡ光化学效率(ФPSⅡ)和光化学猝灭系数(qp)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Fv/Fm和NPQ略有降低,ФPSⅡ和qp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Pn和ФPSⅡ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.     

青藏高原3个地方春小麦品种旗叶PSⅡ光化学效率的光响应分析

采用叶绿素荧光分析方法,以高原春小麦(‘互助红’、‘互麦12’和‘互麦13’)为材料,研究了孕穗期旗叶的PSⅡ光化学效率以及光化学和非光化学猝灭的光响应特性。结果显示:(1)3个春小麦品种旗叶的光合色素有差异,最大光化学效率(Fv/Fm)无显著差异。(2)随着光强增加,3个品种旗叶有效光化学效率(Fv′/Fm′)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)、PSⅡ反应中心开放比率(qL)均呈降低趋势;低光强范围内,叶片Fv′/Fm′、ΦPSⅡ、qP、qL值均依次按‘互麦12’>‘互助红’>‘互麦13’的顺序降低;中高光强范围内,3个品种的Fv′/Fm′趋于一致,而‘互助红’的ΦPSⅡ、qP、qL较其他两个品种略高。(3)随着光强增加,各品种非光化学猝灭系数(NPQ)、表观电子传递速率(ETR)、调节性能量耗散量子产量(ΦNPQ)、非调节性能量耗散量子产量(ΦNO)均呈升高趋势;中低光强范围内,NPQ、ΦNPQ值均依‘互麦13’>‘互助红’>‘互麦12’的顺序降低,而‘互助红’和‘互麦12’的ETR变化较为一致且‘互麦13’的最低;中高光强范围内,NPQ、ΦNPQ值均依次按‘互助红’>‘互麦13’>‘互麦12’的顺序降低,而ETR值按‘互助红’>‘互麦12’>‘互麦13’的顺序降低;在整个光强变化过程中,ΦNO表现为按‘互麦13’>‘互麦12’>‘互助红’的顺序依次降低。研究认为,3个高原春小麦品种中‘互助红’最适应高光强环境;‘互麦12’光能利用能力强于‘互麦13’,但略弱于‘互助红’;‘互麦13’对光强变化较为敏感,热耗散能力略强于‘互麦12’,在低光环境下有较高的热耗散能力。     

低温胁迫下不同甘蔗品种(系)光合特性的变化及其与耐寒性的关系

以广西农科院甘蔗研究所自育的7个新材料和2个生产上的主栽品种为研究对象,在甘蔗苗期进行低温胁迫处理,研究了各品种(系)甘蔗形态特征的冷害指数、叶绿素含量及光合特性相关指标的变化及其光合特性相关指标与甘蔗抗寒性间的相关性。结果表明:随着低温胁迫处理时间的延长,冷害指数不断增大,但变化的大小与快慢因品种(系)不同表现不一样。各甘蔗品种(系)叶片叶绿素含量均随时间延长而降低。叶片净光合速率、气孔导度在低温处理与常温处理间具有显著差异。低温胁迫处理显著降低了各甘蔗品种(系)最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光能转化效率ΦPSⅡ、光适应下PSⅡ反应中心的最大光能转化效率Fv′/Fm′、光化学猝灭系数qP、电子传递速率ETR,而显著提高了初始荧光Fo、稳态荧光Fs、非光化学猝灭系数qNP。相关性分析表明整个测定时期各指标间相关显著,Fv/Fm、Fv′/Fm′、ΦPSⅡ与冷害指数I之间的相关系数在0.800以上,Fv/Fm、Fv′/Fm′、ΦPSⅡ可以作为甘蔗品种(系)抗寒性鉴定的重要参考指标。     

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。     

过量合成ALA转基因烟草叶片光合与叶绿素荧光特性的研究

以转酿酒酵母Hem1基因的转基因烟草和野生型植株为材料,用Li-6400光合测定仪和PAM-2100叶绿素荧光仪检测了2种烟草不同叶位叶片光合和荧光参数,并考察了它们的生长情况.结果表明:过量合成ALA的转基因烟草植株具有更强的光合能力,并伴随着气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)提高.暗适应下转基因植株不同叶位叶片的初始荧光(Fo)没有明显差异,而野生型植株下部叶片F0明显升高;转基因植株最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)等参数均显著提高,特别是下部叶片表现得更为明显;在光照下,转基因植株PSⅡ有效光化学效率(Fv′/Fm′)和实际光化学效率(ΦPSⅡ)、荧光猝灭系数(qP)、电子传递速率(ETR)、光化学效率(Pc)以及进入PSⅡ反应中心的能量(Pc Ex)普遍高于野生型,而天线热耗散能量(Hd)以及非光化学荧光猝灭系数(NPQ)等明显低于野生型,且这些差异在基部叶片中表现得尤为突出.可见,过量合成ALA有利于延长烟草叶片光合寿命,提高光化学能量转换效应和光合产物积累,从而促进植株生长.     

控释肥对菊花叶片叶绿素荧光特性及观赏品质的影响

以切花菊品种‘白马’为材料,采用盆栽试验研究了控释肥对菊花叶片叶绿素荧光参数、叶绿素和养分含量及观赏品质的影响.结果表明:未施肥处理(对照)的菊花叶片PSⅡ原初光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在光化学活性(Fv/Fo)和PSⅡ量子效率(ΦPSⅡ)与施肥处理相比显著下降;两种普通复合肥CCFA(N∶P∶K=20∶8∶10)和CCFB(N∶P∶K=14∶14∶14)处理的Fv/Fm、Fv/Fo和ΦPSⅡ在前期(30~60 d)比两个控释肥CRFA(N∶P∶K=20∶8∶10)和CRFB(N∶P∶K=14∶14∶14)处理有所增高,但在中后期(75~120 d)比两个控释肥处理显著下降.CRFA处理的Fv/Fm、ΦPSⅡ和光化学猝灭系数(qP)比CRFB处理有所增高.两种控释肥处理的非化学猝灭系数(NPQ)与对照和两种普通复合肥处理相比显著下降.各处理叶绿素含量变化规律与Fv/Fm、Fv/Fo和ΦPSⅡ基本一致.切花采收期CRFA和CRFB处理的叶片N、P、K含量以及花梗长、花梗粗、花径、花鲜质量和干质量均高于CCFA、CCFB和对照,而且CRFA处理的花鲜质量和干质量比CRFB处理显著增高.表明控释肥可以通过提...     

青海薄荷的光合及热能耗散特性研究

对青海省民和、西宁和湟源3个地区的药用植物薄荷(Mentha haplocalyx Briq.)的净光合速率和叶绿素荧光参数的变化进行分析比较。结果显示:(1)最大净光合速率(Pn)湟源>西宁>民和;(2)PSⅡ反应中心最大光化学效率(Fv/Fm)以及PSⅡ反应中心活性参数(1/Fo-1/Fm)和实际光化学量子效率(ΦPSⅡ)的变化趋势相同,均以西宁最高,而相应的光合功能的相对限制(LPDF)西宁最低;(3)西宁薄荷的光化学猝灭系数(qP)最高(0.875),而非光化学猝灭(NPQ)则最低(1.114)。研究表明,青海薄荷有光抑制现象发生,但并没有造成PSⅡ反应中心的不可逆破坏;西宁薄荷光化学能力较高而湟源薄荷对于过剩光能的耗散能力较高。     

外源水杨酸对光抑制条件下小麦叶片光合作用的影响

以浓度为50、100、200 mg·kg-1的水杨酸(SA)预先处理灌浆期的小麦叶片,可有效防护强光所致的氧化损伤,维持较高的超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,减轻丙二醛(MDA)积累.叶片在光抑制条件下,可维持较高的通过PSⅡ电子传递速率(Fm/Fo)、PSⅡ原初光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ量子效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)、净光合速率(Pn)和较低的非光化学猝灭系数(qNP).其中,以较低浓度SA(50 mg·kg-1)的效果较好.     

青藏高原高山嵩草光合功能对模拟夜间低温的响应

昼夜温差大是青藏高原的典型气候特征,夜间低温作为植物生长季内非常频繁的非生物胁迫因子,对典型高山植物日间光合生理功能的影响如何,尚缺乏研究。该研究以采自青海大学-清华大学三江源高寒草地生态系统野外观测站的高山嵩草(Kobresiapygmaea)为材料,应用叶绿素荧光图像分析手段,研究了模拟夜间低温对叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)非光化学猝灭中光诱导和非光诱导的量子产量,及慢弛豫相和快弛豫相组分的影响。结果表明:0℃夜间低温对日间PSⅡ相对电子传递速率、PSⅡ反应中心开放比率(qL)和PSⅡ非光化学猝灭系数(qNP)的快速光响应曲线影响较小;400和1 500μmol·m–2·s–1稳态作用光强下的比较证实,夜间低温并没有影响到光合机构活性及非光化学能量耗散过程。PSⅡ反应中心激发能分配的量子通量分析表明, PSⅡ实际光化学量子效率、PSⅡ非光化学猝灭中非调节性和调节性能量耗散量子产量的相对比率在第3天高光强下,对照组和夜间低温组分别为:36:19:45和38:19:43;较低光强下为66:22:12和66:23:11。非光化学猝灭(NPQ)中快弛豫相(NPQf)为主要组分,而慢弛豫相(NPQ...     

外源ATP对NaCl胁迫下菜豆叶片叶绿素荧光特性的调节

盐胁迫是影响植物生长的主要逆境因子之一,外源ATP被发现可作为信号分子参与植物对逆境胁迫生理反应的调节。为了探明外源ATP在植物盐胁迫响应中的作用,以增强植物对土壤盐渍化的耐性,更好地应用于土壤盐渍化修复。该研究以菜豆( Phaseolus vulgaris)为材料,通过叶绿素荧光技术探讨了外源ATP 对菜豆叶片在NaCl胁迫下叶绿素荧光特性的变化规律。结果表明：在NaCl胁迫下,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)]、光化学荧光猝灭( qP)、电子传递速率( ETR)与对照组相比均有显著性下降,而非光化学猝灭( NPQ)和( qN)较对照组有显著性增加,这表明NaCl胁迫导致菜豆叶片光系统Ⅱ光化学效率的下降和光能耗散的增加。而外源ATP(eATP)的处理能有效缓解NaCl胁迫所造成的Fv/Fm、Fv′/Fm′、Y(Ⅱ)、qP、ETR下降和NPQ、qN的上升。该研究结果表明在NaCl胁迫下外源ATP可以有效地提高菜豆幼苗光系统Ⅱ( PSⅡ)的光化学反应效率。     

甲基紫精对水稻不同耐冷品种叶绿素荧光参数的影响

研究了不同浓度甲基紫精(MV)对水稻幼苗进行浸根处理,对不同耐冷品种常温和低温下叶绿素荧光参数的影响.结果发现,常温下,低浓度短时间的MV处理引起水稻原初光能转换效率(Fv/Fm)、光合电子传递量子效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)较对照增加,高浓度、长时间的MV处理则使各参数下降并低于对照,耐冷品种可以维持较高的非光化学猝灭系数(NPQ).低温下只有5 μmol/L甲基紫精(简称MV5)短时间处理时两品种的Fv/Fm增加,各处理引起ΦPSⅡ和qP下降,低浓度、短时间MV处理时NPQ增加.这说明轻度氧化胁迫可以刺激水稻的光合能力增加,但氧化胁迫会加剧水稻的低温伤害,耐冷品种也可以通过维持较高的线性电子传递速率和热耗散来避免这种过氧化伤害,表现出强的抗冷性.     

NaCl胁迫增强杂交酸模(Rumex K-1)幼苗叶片光系统Ⅱ的耐热性

NaCl胁迫对杂交酸模幼苗光系统Ⅱ(PS Ⅱ)的最大光化学效率没有影响,但是增强了PS Ⅱ的耐热性.热胁迫条件下,与未经盐胁迫处理的叶片相比,经NaCl 200 mmol/L处理的杂交酸模幼苗叶片,其PS Ⅱ最大光化学效率下降较小,反映OEC受伤程度的指标Fk/Fj上升较小.此外,光化学猝灭系数(qP)、PS Ⅱ反应中心光能捕获效率(Fv1/Fm1)、PS Ⅱ光化学转换效率(ΦPS Ⅱ)的下降以及QB-非还原性反应PS Ⅱ反应中心的相对含量上升程度也较小.探讨了盐胁迫增强杂交酸模幼苗叶片PS Ⅱ耐热性的可能机理.     

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.     

民勤沙生植物园4种云杉属植物光化学特性的趋同适应

采用叶绿素荧光图像分析手段,结合叶绿素含量和主枝生长量测定,研究了沙地云杉、青海云杉、蓝云杉、白扦PSⅡ光化学效率和非光化学能量耗散的光响应特性及对稳态光强的适应性。结果表明:在相同生境和管理条件下,15a苗龄的4种云杉属植物生长势态良好,均能适应民勤荒漠气候环境;蓝云杉针叶的叶绿素含量较高,而青海云杉的叶绿素a、b比值(Chl a/b)较低;4种植物PSⅡ光化学效率的光响应曲线相似,但蓝云杉PSⅡ非光化学猝灭系数(NPQ)的光响应明显有别于其余3种;150μmol m~(-2)s~(-1)低光强下4种植物间NPQ的差异与PSⅡ最大光化学量子效率(Fv/Fm)一致,是内禀光合特性的反映;1500μmol m~(-2)s~(-1)高光强下的NPQ和PSⅡ最大效率(Fv'/Fm')在4云杉属植物间没有差异,呈现光合生理的趋同适应。综合比较分析可知,蓝云杉和白扦在低光强具有略低的PSⅡ非光化学猝灭能力,在高光强具有相对高的PSⅡ运行效率(Fq'/Fm'),光驯化适应能力较大;沙地云杉和青海云杉具有几乎一致的PSⅡ光化学和非光化学猝灭特性,其耐荫性和喜光性相近;4种云杉属植物光合机构对干旱荒漠生境的驯化适应具有趋同性,可作为我国北方防护林建设和城市绿化的重要树种。     

钙对NaCl胁迫下杂交酸模(Rumex K-1)幼苗叶片光抑制的减轻作用

一定浓度范围内的外源Ca2 能够减轻NaCl胁迫下杂交酸模(Rumex K-1)叶片的光抑制程度,其中浓度为8 mmol/L时效果最强.Ca2 增加NaCl胁迫下杂交酸模叶片光化学猝灭系数(qP)、PSⅡ反应中心光能捕获效率(Fv‘/Fm‘)和PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ) ,降低QB-非还原性反应中心的相对含量.此外,Ca2 还能降低 NaCl胁迫下叶片的渗透势、增加可溶性蛋白和脯氨酸的含量,而对叶片水势无明显影响. 探讨了Ca2 减轻NaCl胁迫下杂交酸模叶片光抑制程度的可能机理.     

西宁和海北麻花艽净光合速率和叶绿素荧光参数的日变化比较

以青藏高原药用植物麻花艽为材料,研究了西宁和海北两个地区麻花艽叶片的净光合速率和叶绿素荧光参数的日变化进程。结果表明：在中午太阳辐射较强时两地麻花艽叶片的净光合速率（Pn）均下降,下午随日间光强的减弱逐渐上升,形成双峰曲线;海北麻花艽叶片的净光合速率（Pn）及其日变幅均低于西宁。随日间光强的增加麻花艽叶片的PSⅡ最大光化学效率（Fv／Fm）、PSⅡ的潜在活性（Fv/Fo）下降,非光化学猝灭系数（NPQ）则上升,黄昏各参数都恢复到接近早晨的水平,表明未发生光合机构的破坏;一天中海北麻花艽叶片的Pn、Fv／Fm、Fv／Fo均低于西宁,表明随海拔的升高、光强的增加,海北麻花艽热耗散增多,午间光抑制加重。     

玉米全生育期黄化材料的光合性能分析

通过对玉米(Zea mays L.)黄化材料和2份正常自交系的光合特性、光响应曲线及荧光动力学参数进行分析,结果表明,黄化材料yglm1的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)均显著低于正常自交系Mo17和RP128,而蒸腾速率(Tr)却显著高于正常自交系;黄化材料的光补偿点、光饱和点、暗呼吸速率及表观量子效率均高于正常自交系Mo17和RP128,但其净光合速率却低于正常自交系;黄化材料的荧光动力学参数初始荧光(Fo)、最大荧光(Fm)、PSⅡ原初光能转换效率(Fv/Fm)、PSⅡ原初光能捕获效率(Fv'/Fm')、PSⅡ光下实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)均显著低于正常自交系Mo17和RP128,非光化学猝灭系数(qN)显著高于正常自交系。相对于正常自交系,黄化材料具有较低的电子传递潜力、原初光能捕获效率和转换效率、光能分配及利用率,这可能是导致其净光合能力降低的根本原因。     

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。