UV-B辐射胁迫对杨桐幼苗生长及光合生理的影响

通过对UV-B辐射胁迫下亚热带典型木本杨桐幼苗的生长及光合生理的研究,探讨植物对于UV-B辐射胁迫的生理响应及适应性机理,进而揭示UV-B辐射变化对亚热带森林树种的影响.实验设置UV-B辐射滤光组、自然光对照组以及辐射增强组,选择亚热带典型树种杨桐(Cleyera japonica Thunb.)幼苗为实验材料.研究结果表明:(1)增强UV-B辐射会降低杨桐幼苗的叶绿素含量,而降低辐射则会显著促进叶绿素的增加,且这种胁迫在时间上具有积累性.(2)增强或降低辐射强度都会抑制杨桐地径的生长,增强辐射会产生更显著的抑制;降低辐射强度会对杨桐幼苗的株高生长产生促进作用,反之,则会抑制其生长.3个测定期数据综合分析显示随着处理时间的加长,这种胁迫作用有减小的趋势.(3)对光响应曲线的分析表明相对于自然光条件下的UV-B辐射,降低其强度对杨桐幼苗光合作用有显著的促进作用,反之则会抑制,不过抑制作用并不显著;对于光合特征参数的分析表明增强或降低UV-B辐射会显著降低杨桐幼苗的光饱和点(LSP)和光补偿点(LcP),而对最大净光合速率(Amax)、表观光合量子效率(AQY)、暗呼吸速率(Rd)影响均不显著,表明辐射胁迫对杨桐幼苗利用光能的效率影响不大,从而也并未对杨桐的光合作用产生显著性的伤害,但是由于森林树种的多年生特性,这种影响将是积累性的或延迟的,UV-B所造成的光合作用或光能利用率的微小变化都可能会积累成长期影响.因此,对森林树种进行长期研究是必要的.     

光强在低温弱光胁迫后番茄叶片光合作用恢复中的作用

为了研究光强在低温弱光胁迫后番茄叶片光合作用恢复中的作用,以番茄品种浙粉202为材料,研究了低温弱光后恢复期全光照与遮荫对光合作用和叶绿素荧光参数的影响。结果表明：低温弱光（8℃/12℃,PFD 80 μmol·m^-2·s^-1）导致番茄叶片P_n、Φ_PSⅡ、qP和F_v′/F_m′的下降,但诱导了NPQ的上升,未引起F_v/F_m的变化;全光照（100%光照）下恢复1 使得植株叶片P_n、F_v/F_m、Φ_PSⅡ、qP、NPQ和F_v′/F_m′均大幅下降,随后光合和荧光参数可缓慢恢复至对照水平;遮荫（40%光照）恢复植株F_v/F_m、Φ_PSⅡ和F_v′/F_m′仅在第一天稍有下降,而P_n和qP还略有上升,NPQ虽有所降低但仍显著高于对照水平,随后光合和荧光参数均可迅速恢复到对照水平。说明低温弱光虽抑制了光合作用的进行,但并未引起光抑制的发生;全光照恢复加剧了叶片光抑制的发生,而遮荫恢复可通过叶片PSⅡ光化学活性的快速恢复和天线色素热耗散能力的增强以保护光合机构免受伤害,有利于光合作用的迅速恢复。     

大气CO2浓度倍增和施氮对冬小麦光合及叶绿素荧光特性的影响

采用开顶式气室,通过土培盆栽实验研究了不同大气CO2浓度(背景空气浓度375μmol·mol-1和倍增浓度750μmol·mol-1)和氮素水平(不施氮和施氮0.25 g/kg)下两个冬小麦品种(小偃6号和小偃22)主要生育期(拔节、孕穗、扬花、灌浆期)叶片叶绿素含量和荧光动力学参数的变化.结果显示,与背景CO2浓度相比,在不施氮条件下大气CO2浓度倍增处理的小麦叶片出现明显的光合下调现象,而施氮时变化不明显;同时,CO2浓度倍增后小麦各主要生育期叶片叶绿素含量均有不同程度地下降,荧光参数初始荧光(F0)值明显提高,最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、最大光能转换效率(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/F0)值均显著降低.施氮可提高冬小麦各个时期叶片叶绿素含量、Fm、Fv、和Fv/F0值,降低F0值;不施氮条件下,大气CO2浓度倍增对冬小麦各主要生育时期叶绿素含量和荧光参数的影响明显,而施氮后影响微弱.研究表明,大气CO2浓度升高对冬小麦光合速率、叶绿素含量和光系统Ⅱ(PSⅡ)的光合电子传递和潜在活性具有一定抑制作用,通过施氮可以有效地缓解其负面效应.     

NaCl胁迫对珊瑚菜叶绿素荧光特性的影响

以野生濒危植物珊瑚菜(Glehnia littoralisFr.Schmidt ex Miq.)幼苗为试材,通过水培试验研究了100、200和300 mmol?L-1NaCl处理对其生长状态、叶绿素含量以及叶绿素荧光动力学参数的影响,以探讨珊瑚菜的耐盐机制和耐盐能力.结果显示,随着NaCl处理浓度和时间的增加,珊瑚菜生长受到抑制程度逐渐加剧;其叶片叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量均表现不同程度的降低,而Chl a/b值却呈先下降后上升的变化趋势,并以300 mmol?L-1NaCl处理变化最为明显;同时,其PSⅡ的最大光化学效率(Fv/Fm)和捕获的激子将电子传递到电子传递链中超过QA的其他电子受体的概率(ETo/TRo)均表现不同程度的降低,而光合机构电子传递的量子产额(ETo/ABS)、最大捕光效率(TRo/ABS)均呈先下降后上升的变化趋势,但单位反应中心以热能形式耗散的能量(DIo/CSo)则先上升后下降.研究表明,珊瑚菜对NaCl胁迫具有一定的适应调节能力,可以耐受200 mmol?L-1NaCl以下的盐胁迫,而300 mmol?L-1NaCl处理就会对其光合系统造成一定的损伤,明显抑制其正常生长.     

NaCl胁迫对马齿苋光合作用及叶绿素荧光特性的影响

以马齿苋为材料,采用温室盆栽法研究了14 d NaCl胁迫处理对其幼苗生长、光合作用和叶绿素荧光特性的影响.结果显示:(1)马齿苋幼苗的鲜重和株高在25 mmol·L-1 NaCl胁迫时与对照无显著差异,但其随着NaCl浓度的继续增加均显著降低,且其生物量受到的抑制早于株高.(2) NaCl胁迫下,马齿苋幼苗叶片净光合速率(Pn)降低,胞间二氧化碳浓度(C1)增大,且两者的变化幅度随着NaCl浓度增加而增大.(3)NaCl胁迫下,马齿苋幼苗叶片的初始荧光(F0)、最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、恒态荧光(Fs)、恒态荧光与初始荧光差值(△F0)、PSⅡ潜在光化学效率(Fv/Fo)和PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)均降低,叶片光化学荧光猝灭系数(qP)也在NaCl胁迫下降低,而非光化学荧光猝灭系数(NPQ)则上升;在0～50 mmol·L-1NaCl胁迫下,幼苗叶片各荧光参数下降幅度小于其他高浓度NaCl胁迫.研究表明,在NaCl胁迫条件下,马齿苋幼苗叶片的光合作用受光抑制伤害,但在低浓度NaCl下能够较多地将光能用于光化学反应,光抑制程度较低,保持了较高的净光合速率,明显减轻盐胁迫对植株生长的影响,表现出一定的耐盐性.     

植物叶绿素缺失突变体分子机制研究进展

植物叶绿素缺失突变体在自然界中广泛存在,是研究叶绿素形成和叶绿体发育等代谢途径的良好材料.该文主要从分子层面上阐述了叶绿素缺失突变体产生的原因,如叶绿素合成受阻、叶绿体光合蛋白合成或输入受阻、叶绿体RNA转录物未被编辑、过量光损伤和卟啉循环各物质之间的相互抑制,并归纳了近年来鉴定出来的一些叶绿素缺失突变基因,简要介绍了叶绿素和叶绿体之间的关系以及叶绿素缺失突变体的应用.     

低浓度CO2对水车前和黑藻光合特性的影响

本实验通过对沉水植物水车前(Ottelia alismoides)和黑藻(Hydrilla verticillata)进行低浓度CO2诱导,研究其光合特性的变化.研究显示,诱导后,水车前的PEPC/Rubisco活性比值由0.45上升到4.17,黑藻由0.47上升到4.17,两种植物的C4途径光合酶PEPC和NAD-M...     

大气CO2浓度变化对铜绿微囊藻生长的影响

蓝藻水华暴发是多因素综合作用的结果,藻类生长受温度、光照、风力、营养盐、pH、微量元素等多个因素的影响[1—4]。藻类属于光能自养型微生物,其生长繁殖离不开自身的光合作用;作为光合作用主要的无机碳源,CO2对藻类生长有着举足轻重的作用。工业的快速发展,化石燃料的燃烧,增加了大气CO2的源,环境破坏引起的森林绿地面积锐减,又使CO2的汇减少,最终导致大气CO2浓度不断增加。     

崖柏与侧柏光合特性和叶绿素荧光参数的比较研究

以盆栽的中国特有濒危植物崖柏及其近缘广布种侧柏幼苗为材料,测定了二者的光照和二氧化碳响应特征参数、光合作用气体交换参数和叶绿素荧光参数,比较分析两者间差异并探讨崖柏异地保存的可行性。结果显示:(1)在光响应参数方面,崖柏和侧柏的表观量子效率分别为0.039和0.027 mol.mol-1,但二者差异不显著;崖柏的光补偿点(81.04μmol.m-2.s-1)显著高于侧柏(59.72μmol.m-2.s-1),但二者的最大净光合速率(Pmax)、光饱和点(LSP)和暗呼吸速率(Rd)均无显著差异;崖柏的CO2补偿点(129.17μmol.mol-1)显著高于侧柏(95.86μmol.mol-1),而光呼吸速率则崖柏略高于侧柏,但二者的羧化效率相当。(2)气体交换参数方面,崖柏的叶片气孔导度和蒸腾速率均低于侧柏,而瞬时水分利用效率和气孔限制值则略高于侧柏;随着光照强度增加,崖柏和侧柏的净光合速率和胞间CO2浓度增加,而气孔限制值则降低。(3)2个树种的叶绿素荧光参数,如初始荧光、最大荧光、可变荧光、光系统Ⅱ原初光能转换效率、光系统Ⅱ实际光化学量子效率、非光化学猝灭等均无显著差异,但崖柏光化学猝灭系数(0.218)显著低于侧柏(0.322)。研究表明,崖柏与侧柏在光合特性和叶绿素荧光参数方面具有较大的相似性,也表明崖柏在生长季对北迁环境具有较强的适应性。     

镉胁迫对拟南芥的毒害作用及自噬现象的观测

镉离子(Cd2+)具有强植物毒性,可抑制植物生长,甚至导致植物死亡。为了研究重金属镉对拟南芥的毒害作用,采用叶绿素荧光技术、流式细胞技术、激光共聚焦技术及半定量RT-PCR技术,检测光合参数的变化、活性氧(reactive oxygen species,ROS)的累积、自噬的发生,以及病原相关蛋白(pathogenesis-related protein,PR)基因表达的变化。实验结果显示,随着50μmol/L CdCl2处理时间的延长,ROS和Cd2+在细胞中大量积累。而在镉胁迫的初期,会观察到自噬的发生及PR基因表达的变化。说明植物受到外界Cd2+作用的初期,会通过自噬及增强PR基因表达来抵抗外界胁迫。但随着处理时间的延长,植物细胞内累积了大量的ROS和Cd2+,当植物不足以通过自噬途径抵抗胁迫时,就会导致生长受阻,最终对光合系统造成损伤。