几种主要环境因子对布朗葡萄藻(Botryococcus braunii)光合作用的影响

利用测定净光合放氧速率的方法研究了光照强度、温度、 pH值、盐度对布朗葡萄藻Botryococcus braunii UTEX 572和B.braunii UTEX 2441两个品系的光合作用的影响.B.braunii UTEX 572的适宜光照强度范围400～1600 μmol·m-2·s-1,光饱和点在800 μmol·m-2·s-1附近;适宜温度范围25～35℃,最适温度30℃;适宜pH范围5.0～8.0,最适pH7.0;适宜盐度范围0～0.2 mol/L,最适盐度0.1mol/L.B.braunii UTEX 2441的适宜光照强度范围400～1600 μmol·m-2·s-1,光饱和点在400 μmol·m-2·s-1附近;适宜温度范围25～35℃,最适温度30℃;适宜pH范围5.0～8.0,最适pH 7.0;对盐度的适应范围较小,盐度升高,光合放氧速率明显下降.两个布朗葡萄藻净光合放氧速率随光照强度、温度、pH值和盐度变化的规律,表明布朗葡萄藻的基本生理生态学特征:适应于较强的光照强度、较高的温度、中性偏酸的环境和较低的盐度.对布朗葡萄藻基本生理生态学特征的了解,为培养条件的优化提供了依据.2个布朗葡萄藻品系对光强、温度、pH值和盐度变化的反应有所不同:与B.braunii UTEX 2441相比,B.braunii UTEX 572具有更高的光饱和点,适应更高的温度,对pH值变化有更宽的适应范围,适当提高盐度对其光合作用有促进作用,表明B.braunii UTEX 572在快速生长繁殖方面具有更大的潜力,这一研究结果为筛选适合于大量培养的优良藻种提供了依据.     

高斯光束通过生物体混浊介质模型的测量

将各向同性的沸浊介质材料作为生物组织的光学模型,用2mw单模He-Ne高斯激光透过该混浊介质材料,测量透射率、偏振度及透射光强的分布,得到了偏振度（ν）与透射率（T）的关系曲线。当透射率T＜30％时,偏振度ν→0,高斯激光束透过混浊介质材料,受散射影响,光强偏离高斯分布,并提出了透射光强分布公式。     

光照对棕色田鼠和昆明小鼠活动性的影响

光照对啮齿动物的行为格局和活动节律有着重要的影响。本研究以比较生物学方法,以光照强度和鼠种两个因素,在实验室内利用动物行为监视系统,以焦点动物取样法( Focus animal sampling) ,在＜ 20 Lux、200 Lux、800 Lux 和1 600 Lux 等4 个水平的光照强度下,监测和记录棕色田鼠和昆明小鼠的移动和静止行为,并在实验结束时测定实验动物的体重; 在800 Lux 光照强度下,设置正常( 12L∶ 12D) 和全黑( 0L∶ 24D) 两种光照时间,连续12 h监测并记录实验动物的行为。采用双因素方差分析方法对数据进行统计分析。结果表明:1) 光强与鼠种对静止行为存在显著交互作用,棕色田鼠的静止行为与光强间存在显著的负相关关系,而昆明小鼠的静止行为则与光强无显著的相关; 2) 光强对两种动物移动行为的影响与静止行为表现方式相反; 3) 在12 h的光暴露条件下,棕色田鼠的相对活动显著强于昆明小鼠; 4) 光强对两种动物体重的影响不同,棕色田鼠体重与光强呈正相关关系,昆明小鼠与光强呈负相关关系,但差异不显著。本研究进一步验证了地面鼠与地下鼠对光强适应的差别。     

北方粳稻光合速率、气孔导度对光强和CO2浓度的响应

 以东北地区主栽的粳稻（Oryza sativa var. japonica）品种为对象,用美国LI-cor公司生产的Li 6400光合作用测定仪控制光强、CO2浓度和温度等环境条件,阐述了光合作用和气孔导度对光和CO2浓度的响应特征及其耦合关系。结果表明,光合速率随光强或CO2浓度的提高而增大,均遵循米氏响应;在不同CO2浓度下,表观量子效率随CO2浓度的提高而增大,但CO2浓度达到800 μmol•mol－1以上时,表观量子效率有所减小;在不同光强下,表观羧化效率也随光的增强而增大,但光强达到1 600 μmol•m-2•s-1以上时,表观羧化效率也有所减小;在光强和CO2浓度协同作用下,光合速率的响应遵循双底物的米氏方程,在光强和CO2浓度均趋于饱和时,北方粳稻（品种：辽粳294）剑叶的潜在最大光合速率为71.737 8 μmol•m-2•s-1,表观量子效率为0.056 0 μmolCO2•μmol-1 photons,表观羧化效率为0.103 1 μmol•m-2•s-1/μmol•mol－1。气孔导度也随光的增强而增大,对光强的响应规律也可以用Michaelis-Menten曲线模拟,而叶面CO2浓度的提高会使气孔导度减小,气孔导度（Gs）对叶面CO2浓度（Cs）的响应可以用Gs=Gmax,c/(1+Cs/Cs0)的双曲线方程模拟。在光强(PFD)和CO2浓度协同作用下,气孔导度可以用式Gs=Gmax(PFD/PFDc)/［(1+PFD/PFDc)(1+Cs/Cs0)］+Gct估算,当CO2浓度趋于0而光强趋于饱和时,北方粳稻的潜在最大气孔导度（Gmax）为0.670 9 mol•m-2•s-1。在光强和CO2浓度协同作用下,Ball-Berry模型及其修正形式依然能很好地表达气孔导度-光合速率的耦合关系,并且用叶面饱和水汽压差（Ds）修正耦合关系中的相对湿度可以提高模拟精度。     

光强调控三角褐指藻对海洋酸化的生理学响应

光和海洋酸化(CO₂浓度升高)分别对海洋硅藻的光合能力具有不同程度的影响, 但两者的耦合响应被较少关注。研究以三角褐指藻作为实验材料, 测定了不同光强下CO₂浓度升高对三角褐指藻的生长、净光合速率、生化组分、胞外碳酸酐酶(eCA)活性和核酮糖-1,5-二磷酸羧化/氧化酶(Rubisco)活性的影响。结果显示在低光下, CO₂浓度对三角褐指藻的生长和净光合速率(P_n)并没有显著影响, 而在高光下, 具有明显的影响。无论是在高光或是低光下, eCA活性、叶绿素和可溶性蛋白的含量都随着CO₂浓度的升高而降低。在低光下, 高浓度CO₂ (HC)培养下的Rubisco活性分别是低浓度CO₂ (LC)和中浓度CO₂ (MC)的2.42和1.39倍, 而在高光下, HC培养下的Rubisco活性分别是LC和MC的6.72和3.45倍。以上结果表明硅藻能够通过调节光合生理特征和CCM运行中能量的分配来适应环境中光强和CO₂浓度的变化。     

藻类连续培养体系的构建与优化及其在产毒和无毒微囊藻竞争中的应用

利用发酵罐加装外置环形光源构建藻类连续培养系统, 以产毒微囊藻PCC 7806及其无毒突变株PCC 7806 mcyB–为培养材料, 通过对补料时间、接种密度和稀释率参数的优化, 获得最优培养条件, 并应用于产毒与无毒微囊藻的竞争实验中。通过优化得到连续培养的最优培养条件: 补料时间为第4天, 起始接种密度为4×106 cells/mL, 稀释率为0.15/d。在连续培养下, 光照为35 μmol/(m2·s)时, 以1﹕1的起始比例接种产毒与无毒微囊藻, 二者间的竞争会达到平衡, 并以无毒微囊藻占据优势, 且两者以不同的优势度长时间维持不变。在此基础上, 开展了不同光强对产毒与无毒微囊藻竞争影响的实验, 结果表明, 光强为35和80 μmol/(m2·s)时, 无毒株在连续培养中占据优势; 而光强为5和15 μmol/(m2·s)时, 无毒和产毒微囊藻维持起始接种比例不变。研究通过优化连续培养条件为室内藻类竞争实验提供了更为适宜的培养模式。     

匍匐茎草本绢毛匍匐委陵菜对局部遮荫的克隆可塑性

采自林窗和林内生境的绢毛匍匐委陵菜 (PotentillareptansL .var.sericophyllaFranch)“分株对”(即由一匍匐茎节间相连着的两个分株 ,其一为“目标分株” ,另一为“相连分株”)在一户外实验中经历了全不遮荫、全部遮荫和局部遮荫处理。该植物的基株生物量、匍匐茎总长度、分株数、匍匐茎比节间重、叶柄长、比叶柄重在遮荫条件下较小。匍匐茎节间长度没有对遮荫处理发生反应。在局部遮荫处理 ,遮荫斑块的分株的叶柄长度由于连着未遮荫斑块中分株而变得更长。这种克隆整合对克隆形态可塑性的修饰作用只在林窗生境来源的实验植物中观察到。其他克隆生长和克隆形态特征的可塑性在不同生境来源的实验植物间没有差异。     

环境因子对小麦叶片水分利用效率影响的实验研究和数值模拟

根据现有的光合作用和蒸腾作用的模型,利用Ｂａｌｌ－Ｂｅｒｒｙ 的气孔导度模型,将叶片的光合作用模型和蒸腾作用模型结合起来,建立了光强（Ｉ）、叶片－大气水汽饱和差（ＶＰＤ）和大气ＣＯ２ 浓度（Ｃａ）等环境因子对小麦叶片水分利用效率（ＷＵＥ）影响的模型。由于这３ 种环境因子对光合、蒸腾的影响方式上的差异,作为两者之比的叶片ＷＵＥ随各环境因子的变化出现复杂的图景,同时,在人工气候箱内分别于这３ 个因子变化时对光合、蒸腾的变化作了测定,计算了叶片的Ｗ ＵＥ。测定结果与模拟结果的对比表明,在多数情况下两者符合程度良好,但在高Ｃａ下有较大的偏离     

组织的前向散射、后向漫射

人体组织的光学性质是光医学和组织光学领域中的最基本的研究课题之一。当激光与生物肌体相互作用后所产生的各种生物效应,这些即取决于所施加的激光参量,又决定于被作用组织的结构、物理和生物特性。从激光诊断或治疗的角度考虑,由于光或激光只有透过组织,才能到达组织的深部和内部器官。所以,首要解决的问题是组织对光的通透性及其机理的研究。光通过组织时,光强和光的偏振状态会发生变化。令He－Ne激光照射组织,分别在组织的透射方和反射方探测光强．当光垂直（θ＝0°）或以角度θ入射到具有一定厚度的组织时,探测器以α的角度测量前后向的光强分布．根据实验数据分别绘制了前向散射和后向漫射光强的极坐标曲线．当θ－0°、探测器的角度为α＝0°时光的强度最大（前向散射）．旋转探测器的角度（改变α）探测到的光强其图形为一个圆。当入射光的角度θ由0°变到60°时,光的强度降低了31．65％．此时旋转探测器（改变α）探测到的光强分布图形变为椭圆,并且和原点相切,和θ＝0°的图形相比,此时图形的半宽度增加。当入射光的角度θ固定为0°、探测器角度α变化接近180°时光的后向漫射强度最大,其图形为一个圆。比较前向散射和后向漫射的光强分布图可看出光强分布基本上对称。如将两幅     

光强对四种亚热带树苗生长特征影响的比较

鼎湖山亚热带森林优势树种藜蒴、荷木、黄果厚壳桂和马尾松2－3年生树苗,盆栽于16％、40％和100％的自然光下生长16个月．3种阔叶树无论在全自然光还是在弱光下均能较好地存活,遮光下的马尾松则出现不同程度的死亡．全光下的马尾松、黄果厚壳桂树苗的基径和树高生长大于遮光下的树苗．4个树种的侧枝数均随光照的减弱而下降．在不考虑新老叶更新的情况下,全光下的藜蒴、黄果厚壳桂单株叶片数大于弱光下的树苗,而荷木则相反．如果以全光下单株树苗干物质量为100％,那么在相对光照为40％和16％下生长的马尾松、黄果厚壳桂、荷木和藜蒴单株树苗的干物质量分别为57．4％和32．7％、73．8％和62．1％、78．0％和78．6％、93．9％和76．2％．不同光强下的藜蒴、荷木地上部分干物质量的变化不大,地下部分则随光照的减弱而下降,马尾松、黄果厚壳桂无论地上还是地下部分干物质量均随光强的减弱而明显减少．遮光下生长的3个阔叶树种树苗的冠根比（CRR）、叶重比（LWR）、叶面积比（LAR）和比叶面积（SLA）均高于全光下的树苗．马尾松为喜光树种,对阴生环境的适应能力极为有限;黄果厚壳桂为耐阴树种,在全光下仍然比遮光条件下生长较快．