Effects of parental light environment on growth and morphological responses of clonal offspring

• Environments experienced by parent ramets of clonal plants can potentially influence fitness of clonal offspring ramets. Such clonal parental effects may result from heritable epigenetic changes, such as DNA methylation, which can be removed by application of DNA de‐methylation agents such as 5‐azacytidine.
• To test whether parental shading effects occur via clonal generation and whether DNA methylation plays a role in such effects, parent plants of the clonal herb Alternanthera philoxeroides were first subjected to two levels of light intensity (high versus low) crossed with two levels of DNA de‐methylation (no or with de‐methylation by application of 5‐azacytidine), and then clonal offspring taken from each of these four types of parent plant were subjected to the same two light levels.
• Parental shading effects transmitted via clonal generation decreased growth and modified morphology of clonal offspring. Offspring responses were also influenced by DNA methylation level of parent plants. For clonal offspring growing under low light, parental shading effects on growth and morphology were always negative, irrespective of the parental de‐methylation treatment. For clonal offspring growing under high light, parental shading effects on offspring growth and morphology were negative when the parents were not treated with 5‐azacytidine, but neutral when they were treated with 5‐azacytidine.
• Overall, parental shading effects on clonal offspring performance of A. philoxeroides were found, and DNA methylation is likely to be involved in such effects. However, parental shading effects contributed little to the tolerance of clonal offspring to shading.

     

不同品种小豆光合作用和生长发育对弱光的响应

为确定小豆作为林果行间套种作物的适宜性,通过田间试验和盆栽试验,测定全光和弱光处理(全光的48%)下3个小豆品种(阜南绿小豆、早熟黑小豆、晚熟黑小豆)在初花期的叶片光合特征参数、光合色素含量和RuBPCase活性,研究小豆生长发育对弱光的响应.结果表明: 弱光使3个品种小豆叶片的最大净光合速率、光饱和点、光补偿点等光合参数不同程度地向耐荫的方向变化,净光合速率、水分利用效率和RuBPCase活性也显著下降;遮阴后,阜南绿小豆的叶绿素a和b含量显著增加,Chl a/b和类胡萝卜素含量显著降低,其他小豆的叶绿素和类胡萝卜素含量无明显变化;弱光使3个品种小豆的生物量和干物质积累效率降低,根冠比降低,根瘤量减少,叶片数和叶面积指数减小;弱光胁迫下,阜南绿小豆提前开花、提前成熟,早熟黑小豆推迟开花、延迟成熟,而晚熟黑小豆只开花不结实.从遮阴后小豆的光合特性变化和生长发育差异等方面综合考虑,3个小豆品种的耐阴能力大小为:阜南绿小豆>早熟黑小豆>晚熟黑小豆.     

遮荫对‘保佳红’桃树叶片快速叶绿素荧光诱导动力学曲线的影响

以3年生桃品种‘保佳红’为试材,于不同生育时期采用人工遮阴的方法,在叶片生长的不同时期分别设置100%(CK)、80%、60%、40%和20% 自然光照的5个光照强度处理,利用快速叶绿素荧光诱导动力学曲线分析技术,研究了不同光强对桃树叶片快速叶绿素荧光诱导动力学曲线及其参数的影响。结果表明：（1）桃树各生长时期的叶片最大荧光值均随着光照强度的减弱而依次升高。（2）在PSⅡ能量分配比率方面,遮阴下的叶片提高了用于电子传递的量子比率(φ_Eo),降低了用于热耗散的的量子比率(φ_Do)。（3）在PSⅡ反应中心活性方面,遮阴使得单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)、捕获的光能(TRo/RC)、用于传递电子的能量(ETo/RC)和用于热耗散的能量(DIo/RC)均下降。（4）各时期不同光强处理的最大光化学效率F_v/F_m均在中午时段出现下降,且光照强度越大,降幅越大,说明桃叶在中午会出现强光抑制。研究认为：在遮阴条件下,桃叶天线色素吸收和捕获的光能减少,PSⅡ反应中心活性降低,但其可以通过增加能量在电子传递方面的分配比率来提高对光能的利用。     

不同颜色遮阳网遮光对丘陵茶园夏秋茶和春茶产量及主要生化成分的影响

为研究不同颜色遮阳网遮光对夏秋茶与春茶产量和品质的影响,在中国科学院桃源农业生态试验站以“碧香早”茶树为试验材料,选用不遮光和中度遮光（遮光率(50?4)%）的黑色、绿色、银灰色遮阳网开展遮光试验。结果表明：不同季节使用黑色遮阳网能显著增加氨基酸和咖啡碱含量,降低茶多酚含量和酚氨比,与对照茶园比较,夏季、秋季、春季茶叶氨基酸含量分别增加了14.22%、17.07%、6.23%,茶多酚含量分别降低了4.40%、6.43%、27.66%,咖啡碱含量分别增加了9.48%、8.10%、7.28%。夏秋季银灰色遮阳网效果最差,绿色遮阳网效果介于黑色和对照之间,春季三种颜色遮阳网效果均优于对照;茶树遮光后品质明显优于对照,夏秋茶经遮光可达到制高档茶的要求,春茶遮光可达到制名优茶的要求。     

遮荫处理对芍药幼苗生长和矿质营养积累的影响

遮荫是保护芍药幼苗生长的重要措施。本试验研究了不同遮荫处理对多伦芍药幼苗生长特性和矿质营养积累的影响,以便为多伦芍药幼苗栽培提供指导。采用盆栽试验,研究不遮荫(CK)、出苗一周后20%遮荫、40%遮荫、60%遮荫和80%遮荫5个处理的多伦芍药幼苗生长和矿质营养积累的变化。结果表明:与CK相比,遮荫处理显著提高了幼苗株高,增幅分别为19.9%、31.1%、52.9%、63.7%;显著降低了根生物量比和根冠比,降幅分别为21.5%、23.6%、29.2%、41.8%和40.6%、44.0%、50.9%、63.2%。40%遮荫、60%遮荫和80%遮荫显著提高了比叶面积,增幅分别为77.0%、84.1%、65.2%,显著增加了叶绿素和类胡萝卜素含量,增幅分别为92.3%、128.7%、98.1%和86.9%、113.1%、90.5%,显著降低了根生物量,降幅分别为61.4%、74.3%、78.6%。与CK、20%遮荫、40%遮荫和80%遮荫处理相比,60%遮荫显著提高了根中磷含量,增幅分别为245.7%、65.9%、40.5%、10.3%;60%遮荫处理的根中钾和镁含量显著高于其他处理,比CK、20%遮荫、40%遮荫和80%遮荫处理分别高102.9%、131.7%、57.0%、63.3%和131.3%、55.1%、40.4%、7.7%。本试验条件下,60%遮荫是多伦芍药幼苗生长适宜的光照条件。     

遮荫对青桐幼苗生长性状与化学计量特征的影响

营养元素含量及化学计量比可反映植物器官营养元素的分配及互作关系,亦可反映其营养利用效率及生长环境的养分限制状况。以青桐(Firmiana platanifolia)幼苗为材料,分析4种不同光强(全光照,50%、75%和95%遮荫)对青桐幼苗生长,C、N、P、K含量及其化学计量特征的影响。结果表明:遮荫对青桐幼苗的生长性状、生物量、元素含量和积累量及化学计量比均有显著影响(P<0.05)。苗高和比叶面积随遮荫强度增加而升高,而地径和粗壮度随遮荫强度增加而减小。总生物量在75%遮荫下最大,在95%遮荫下最小。在各遮荫处理下,叶片C、N、P、K含量均大于根和茎,且N含量顺序为叶>根>茎,K含量顺序为叶>茎>根。C、P、K积累量随遮荫强度增大而增加,在75%遮荫下达到最大值,而在95%遮荫下达到最小值。青桐幼苗C∶N和C∶P呈现出相同的变化趋势,随遮荫强度变大先增加后减小,均在50%遮荫下达最大值。青桐各器官N∶P远低于14,即青桐幼苗在不同遮荫条件下的生长严重受N限制。这些结果说明,遮荫可调节青桐幼苗在不同光环境中的养分积累与分配,进而影响生物量。因此,青桐苗期培育宜选75%遮荫,有助于苗高、比叶面积、生物量、养分含量和积累量的增加,而过度遮荫可抑制幼苗生长发育。     

遮光处理对草珊瑚光合特性及叶片解剖结构的影响

为探索遮光处理对草珊瑚光合特性及叶片解剖结构的影响,为草珊瑚的科学栽培提供理论依据。该研究以2年生草珊瑚为材料,设置全光照(L_0)及50%(L_(50))、70%(L_(70))和90%(L_(90))遮光处理,测定分析其光合特性和叶片解剖结构以及植株生长的变化。结果表明:(1)随着遮光率的增加,草珊瑚叶面光合有效辐射(PAR)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)逐渐减小,胞间二氧化碳浓度(C_i)先减少后增加,净光合速率(P_n)先增加后减少,并在L_(50)和L_(70)处理下具有较低的PAR、G_s、T_r和C_i,光合‘午休’现象得到有效缓解,表现出更高的P_n。(2)随着遮光率的增加,草珊瑚光补偿点(LCP)逐渐下降,光饱和点(LSP)、暗呼吸速率(R_d)先升高后下降,表观量子效率(AQE)逐渐上升,叶片最大净光合速率(P_(nmax))先升高后下降,并在L_(50)和L_(70)处理下具有较低的LCP,较高的LSP和AQE,以及更高的最大净光合速率。(3)随着遮光率的增加,草珊瑚叶片、表皮细胞、栅栏组织和海绵组织的厚度明显增加,角质层厚度逐渐变薄;在L_(50)和L_(70)处理下,草珊瑚叶片栅栏组织和海绵组织发达,栅栏组织细胞长度变短,海绵组织厚度显著增加,细胞排列疏松,叶绿体数量显著增加;叶肉细胞和叶绿体结构完整,基粒类囊体和基质类囊体片层结构发达,叶片捕获光能力增强。(4)随着遮光率的增加,草珊瑚株高、地径、总叶面积数及单株生物量先增加后减少,并在L_(70)处理下均达到峰值,分别为58.58 cm、5.09 mm、1 038.53 cm~2和15.50 g。研究认为,草珊瑚具有一定的弱光耐受力和光可塑性,50%～70%遮光处理有利于草珊瑚生长,在实际生产中可根据该光照范围选择合适的间套作林分或进行适当的遮光处理。     

遮荫对彩叶植物矾根夏季适应性表型的影响

以彩叶植物矾根(Heuchera micrantha)‘蜜桃’(‘Georgia Peach’)、‘小珍珠’(‘Petite pearl fairy’)、‘花毯’ (‘Tapestry’)为材料,研究不同遮荫处理对矾根观赏特征、高温半致死温度以及成活率的影响。结果表明,在遮荫条件下,三个矾根品种株高增加、叶面积变大、花序变长、开花推迟,‘蜜桃’和‘小珍珠’花期延长,‘花毯’花期缩短。遮荫引起‘蜜桃’和‘小珍珠’叶绿素含量、类胡萝卜素含量显著上升,花色素苷含量明显下降,叶色由红、紫色向灰绿色转变,叶片彩化度下降;‘花毯’的叶绿素、类胡萝卜素和花青素含量均随遮荫度增加显著上升,其叶色由浅绿转为深绿,叶脉紫红色加重,彩化度提高,观赏性增强。随着遮荫度提高,三个矾根品种的高温半致死温度明显升高,成活率显著上升。相关性分析表明,三个矾根品种的成活率与最高气温、最大光强、气温、光强分别存在极显著负相关关系,与相对湿度以及该品种的高温半致死温度分别存在极显著正相关关系。多元逐步回归分析表明,高光强是引起‘蜜桃’成活率下降的关键因素,‘小珍珠’的成活率主要取决于高温半致死温度,‘花毯’的成活率主要受极端高温的影响。