枫香叶片衰老过程中光合能力的变化

利用Li-6400XT便携式光合作用测定系统,于2014年10—12月测定枫香叶片衰老过程中光合作用光响应曲线,采用叶氏模型和非直角双曲线模型进行模拟,分析枫香叶片衰老过程中光合能力的变化.结果表明: 随着枫香叶片逐渐变黄变红,其净光合速率的光响应能力逐渐降低,实测的最大净光合速率从叶片开始泛黄时的2.88 μmol CO₂·m^-2·s^-1下降到叶片衰老后期(12月8日)的0.95 μmol CO₂·m^-2·s^-1.2种光响应模型均较好地模拟了观测的光响应数据,其中叶氏模型表现更优.模拟得到的最大净光合速率、表观量子效率、光补偿点的量子效率、暗呼吸速率等参数均随枫香叶片衰老凋落而逐渐下降,反映出枫香叶片衰老过程中光合能力缓慢下降的过程.在树梢红叶未落期间,枫香叶片仍具有一定的净光合作用能力,这有利于增加秋冬季节的碳吸收量.     

基于冠层塔吊原位测定长白山温带阔叶红松原始林群落主要树种的光合特征

为了更好地理解温带阔叶红松原始林群落主要树种的生理生态学特征,为森林生态系统碳动态的模拟预测提供基础数据,本研究依托中国科学院长白山森林生态系统定位站,首次利用冠层塔吊原位测定了阔叶红松原始林群落4个主要树种成熟大树的CO₂响应曲线,并利用FvCB模型计算了一些重要的光合生理参数.结果表明: 红松的光合速率(A)、最大羧化速率(V_{c max})和气孔导度(g_s)均最小,而其气孔对光合的限制性(L_s)最大.水曲柳、蒙古栎和紫椴这3个阔叶树种的光合特征也存在显著差异.基于叶片面积的V_{c max}大小顺序为:水曲柳(83.2 μmol·m^-2·s^-1)、蒙古栎(89.3 μmol·m^-2·s^-1)>紫椴(68.4 μmol·m^-2·s^-1)、红松(68.8 μmol·m^-2·s^-1)(P<0.05),而基于叶片质量的V_{c max}大小顺序为:水曲柳(1.36 μmol·g^-1·s^-1)>蒙古栎(1.03 μmol·g^-1·s^-1)>紫椴(0.90 μmol·g^-1·s^-1)>红松(0.42 μmol·g^-1·s^-1)(P<0.05).7—9月,水曲柳和蒙古栎的A值显著降低,而紫椴和红松的A值变化不显著;所有树种V_{c max}都随季节发生显著下降.在温带阔叶红松林生态系统碳动态的模拟预测中,应该考虑V_{c max}的季节变化.     

准噶尔荒漠早春短命植物的光合特性及生物量分配特点

准噶尔荒漠分布的早春短命植物不仅具有十分独特的生物学特点,而且在荒漠植物群落演替、物种多样性维持及土壤改良与防治水土流失等方面具有重要的生态学价值。该文运用Li-6400开放式气体交换光合作用测定系统,对分布于准噶尔荒漠的16种早春短命植物生长盛期的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、水分利用效率(WUE)等特征进行了测定,并对其中7种植物与生长相关的生物量分配特征进行了分析。结果表明:1)16种植物的最大P_n、 最大T_r及WUE分别为8.07~35.96 μmol CO₂·m^-2·s^-1、3.16~29.64 mmol H₂O·m^-2·s^-1、0.54~4.26 μmol CO₂·mmol^-1H₂O;种间最大P_n与最大气孔导度(Stomatal conductance, G_s)之间存在正相关关系,其相关系数为0.77(p<0.05),线性回归斜率为26.36 μmol·mmol^-1;从光合速率对胞间CO₂浓度及光量子通量密度的响应曲线来看,这类植物的表观CO₂补偿点均在4~5 Pa之间(28~30 ℃),表观羧化效率为0.64~1.86 μmol CO₂·m^-2·s^-1·Pa^-1,表观量子效率为0.05~0.06。2)从生物量分配来看,所测植物的个体生物量为0.05~0.39 g;单株总叶面积为 3.24~51.40 cm²;单位叶面积干重为0.40~0.77 g·m^-2,根在总生物量中所占比例为5.72%~19.43%,单株叶面积比在2.92~9.00 m²·kg^-1之间。种间根所占生物量的比与对应的WUE之间的比较分析结果表明,二者之间存在显著的正相关关系,其相关系数r为0.93(p<0.01)。这些结果表明,所观测的早春短命植物具有典型的C₃植物特征,相比其它类型的荒漠植物具有较高的单位叶面积P_n、高T_r及低WUE,并且在生长发育过程中表现出很低的根/地上生物量比、较高的叶面积比和单位叶面积干重,说明它们具有相对高的生长速率,这与其生长发育节律相一致,反映了它们与准噶尔荒漠环境相适应的特点。     

海南东寨港两种红树植物旱季和雨季的光合生理特征比较

植物光合生理生态特性是退化植物群落恢复、重建植物种选择的重要依据。为研究不同红树植物光合生理生态特性，该研究于2021年旱季的4—5月、雨季的7—9月利用LI-6400光合仪，测定红树植物秋茄和海莲的光合生理参数和主要生态因子，并采用通径分析方法分析主要生态因子对净光合速率的影响。结果表明：(1)秋茄旱季净光合速率日均值(8.43μmol^-2·s^-1)略低于雨季(8.67μmol^-2·s^-1),差异不显著；海莲旱季净光合速率日均值(7.03μmol^-2·s^-1)显著低于雨季(9.41μmol^-2·s^-1);旱季秋茄净光合速率日均值显著高于海莲，而雨季秋茄净光合速率日均值显著低于海莲。(2)旱季、雨季秋茄蒸腾速率、气孔导度、胞间CO₂浓度等光合生理因子日均值变化幅度小于海莲，水分利用效率也低于海莲。(3)旱季、雨季两种红树植物均存在“光合午休”现象。旱季，秋茄属于非气孔限制，而海莲属于气孔限制...     

南亚热带常绿阔叶林林冠不同部位藤本植物的光合生理特征及其对环境因子的适应

对南亚热带常绿阔叶林中着生在林冠层不同部位的4种藤本植物(白背瓜馥木(Fissistigma glaucescens)、瓜子金(Dischidia chinensis)、蔓九节(Psychotria serpens)和山蒌(Piper hancei))的光合生理生态特性进行比较, 探讨着生在林冠不同部位的藤本植物的光合生理特性随光照、温度、湿度等变化的规律。结果表明, 鼎湖山南亚热带常绿阔叶林微生境由上至下发生了较大变化, 相对于林内, 冠层顶部具有高温、高光强、低湿度的特征。受这些变化的环境因子的影响, 着生在林冠不同部位的藤本植物之间的光合生理特征存在着较大差异: 着生于林冠层中上部的瓜子金和蔓九节的最大净光合速率分别为(2.9 ± 0.6)和(6.3 ± 1.3) μmol CO₂·m^-2·s^-1, 光饱和点为(168.5 ± 83.4)和(231.4 ± 147.8) μmol·m^-2·s^-1, 显著小于位于冠层下部的白背瓜馥木和山蒌的最大净光合速率值(8.9 ± 2.9)和(8.6 ± 2.3) μmol CO₂·m^-2·s^-1以及光饱和点值(491.6 ± 230.8)和(402.3 ± 112.8) μmol·m^-2·s^-1。瓜子金和蔓九节的光补偿点值为(16.1 ± 5.9)和(10.1 ± 5.7) μmol·m^-2·s^-1, 水分利用效率值为(11.5 ± 3.9)和(8.7 ± 1.6) μmol CO₂·mmol^-1 H₂O, 显著大于林内的白背瓜馥木和山蒌的光补偿点值(5.6 ± 1.9)和(5.4 ± 1.7) μmol·m^-2·s^-1以及水分利用效率值(6.7 ± 1.8)和(6.8 ± 1.3) μmol CO₂·mmol^-1 H₂O。这些光合生理指标的变化显示出植物对不同的温度、光照、湿度的适应, 是植物适应环境条件的重要表现。     

人工陆桥岛屿系统土壤呼吸速率及其影响因子

研究片段化森林中土壤呼吸速率的格局对进一步揭示陆地生态系统碳循环具有重要意义。本研究以千岛湖人工陆桥岛屿系统不同生境(岛屿与大陆,岛屿边缘与岛屿内部)为对象,分析了土壤呼吸速率的季节动态变化规律及其与土壤理化因子的关系。结果表明: 1)土壤呼吸速率在不同季节差异显著。夏季(3.74 μmol·m^-2·s^-1)>秋季(2.30 μmol·m^-2·s^-1)>春季(1.82 μmol·m^-2·s^-1)>冬季(1.40 μmol·m^-2·s^-1)。2)森林片段化对土壤呼吸速率产生显著影响,岛屿土壤呼吸速率(2.37 μmol·m^-2·s^-1)显著高于大陆(2.08 μmol·m^-2·s^-1);岛屿边缘土壤呼吸速率(2.46 μmol·m^-2·s^-1)显著高于岛屿内部(2.03 μmol·m^-2·s^-1)。3)土壤温度显著促进了土壤呼吸速率,并作为主要因子解释了56.1%的变化。4)土壤呼吸速率与土壤全碳、铵态氮含量和地表植被覆盖率呈显著正相关。土壤全碳和铵态氮含量在岛屿边缘显著高于岛屿内部。综上,森林片段化促进了土壤呼吸速率,而土壤理化因子的变化是其主要原因。     

陕北黄土高原辽东栎林分布区北部边界形成的光合作用机制

为阐明辽东栎林分布区边界形成的原因,沿秦岭到陕北黄土高原的水热梯度,选取秦岭北坡(鸡窝子)和陕北黄土高原森林区南部(陈家山)、中部(槐树庄)及北部(下寺湾)4个辽东栎林样地,测定了辽东栎叶片的气体交换与叶绿素荧光参数、气孔密度和气孔大小.结果表明: 随着水热梯度由南到北呈现出由凉湿到偏温干的变化,辽东栎叶片最大净光合速率(P_{n max})和光饱和点(L_sp)分别由13.34 μmol CO₂·m^-2·s^-1、1489.9 μmol·m^-2·s^-1显著减少到6.99 μmol CO₂·m^-2·s^-1、1055.6 μmol·m^-2·s^-1,暗呼吸速率(R_d)、光补偿点(L_cp)分别由0.313 μmol CO₂·m^-2·s^-1、7.49 μmol·m^-2·s^-1显著增加到1.080 μmol CO₂·m^-2·s^-1、31.96 μmol·m^-2·s^-1;初始荧光(F_o)与非光化学猝灭系数(NPQ)呈增加趋势,而PSⅡ实际光化学量子产量(Φ_PSⅡ)、表观电子传递速率(ETR)、光化学猝灭系数(q_P)等均显著降低.辽东栎的光合能力沿此梯度逐渐减弱,除黄土高原的陈家山外,其他3个样地辽东栎叶片的气孔密度和气孔大小无显著差异.陕北森林区北部辽东栎叶片的光化学活性和电子传递速率等降低,导致光合速率下降可能是其分布区边界形成的重要影响因素之一.     

改变凋落物输入对杉木人工林土壤呼吸的短期影响

从2007年1月至12月, 在长沙天际岭国家森林公园, 通过改变杉木林凋落物输入, 研究杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林群落去除凋落物、加倍凋落物土壤呼吸速率及5 cm土壤温、湿度的季节变化。结果表明: 去除和加倍凋落物对土壤温度和湿度产生的差异不显著(p>0.05), 对土壤呼吸全年产生的差异接近显著(Marginal significant)(p=0.058)。按植物生长期分别分析, 去除和加倍凋落物对土壤呼吸产生的差异, 在生长旺盛期差异显著(p=0.003), 在生长非旺盛期差异性不显著(p=0.098)。去除凋落物年均土壤呼吸速率为159.2 mg CO₂·m^-2·h^-1, 比对照处理土壤呼吸速率(180.9 mg CO₂·m^-2·h^-1)低15.0%, 加倍凋落物的土壤呼吸为216.8 mg CO₂·m^-2·h^-1, 比对照处理高17.0%。去除和加倍凋落物土壤呼吸季节动态趋势与5 cm深度土壤温度相似, 它们之间呈显著指数相关, 模拟方程分别为: y=27.33e^{0.087 2t}(R²=0.853, p＜0.001), y=37.25e^{0.088 8t}(R²=0.896, p＜0.001)。去除和加倍凋落物的Q₁₀值分别为2.39和2.43, 均比对照2.26大。去除和加倍凋落物土壤呼吸与土壤湿度之间关系不显著(p>0.05)。这一结果使我们能够在较短时间内观察到改变凋落物输入对土壤呼吸的影响, 证明凋落物是影响土壤CO₂通量的重要因子之一。     

光照强度对乐昌含笑幼苗生长及光合特性的影响

为探析乐昌含笑(Michelia chapensis)在不同光照强度下生长及光合能力的适应机制,以乐昌含笑2年生幼苗为试材,经100%(CK)、70%(T1)、50%(T2)、30%(T3)、10%(T4)全光照5个不同遮荫处理1年(3年生),进而对其生长及光合指标进行测定。结果表明,在70%全光照和100%全光照下,乐昌含笑幼苗存活率与株高、地径生长显著高于其他处理。净光合速率在70%光照强度处理时达最高值(8.553μmol·m^-2·s^-1);随着遮荫胁迫的加重,净光合速率逐渐下降,在50%全光照下净光合速率下降主要由气孔限制导致,30%全光照和10%全光照下由非气孔限制导致。与其他遮荫处理相比,100%全光照和70%全光照下乐昌含笑叶片具有更高的最大净光合速率(8.166和8.735μmol·m^-2·s^-1)、光饱和点(1215.956和1145.328μmol·m^-2·s^-1)和光补偿点(16.280和13.572μmol·m^-2     

不同光环境下烟草光合特性及同化产物的积累与分配机制

为了解烟草光合特性与光合作用同化产物的积累与分配对不同光环境的适应,以盆栽烟草为试验对象,于人工气候室中设置3种光照强度[遮阴(400±15)～(500±15) μmol·m^-2·s^-1;自然光强:(800±15)～(1000±15) μmol·m^-2·s^-1;高光强:(1500±15)～(1800±15) μmol·m^-2·s^-1]系统研究光照条件对烟草光合特性及光合作用同化产物在烟株-土壤系统分配的影响.结果表明: 随着光照强度的降低,烟草各组分生物量逐渐减小,根冠比降低.净光合速率(P_n)、气孔导度(g_s)、蒸腾速率(T_r)均随光照强度的减弱呈下降趋势,胞间CO₂浓度(C_i)升高;在强光条件下烟草最大净光合速率(A_max)、光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)、暗呼吸速率(R_d)均达到最大值,弱光条件则具有较大的表观量子效率.光照强度影响烟草对¹³C的吸收、积累与分配,弱光条件下,烟草富集的¹³C进入到根部的比例明显较少,更多的分配到地上部.由此可知,外界光环境的变化不仅显著影响烟草叶片的光合特性与生物量积累,也使光合碳在烟株-土壤系统的分配格局发生变化.     

Photosynthesis and apparent affinity for dissolved inorganic carbon by cells and chloroplasts of Chlamydomonas reinhardtii grown at high and low CO2 concentrations

Chloroplasts with high rates of photosynthetic O₂ evolution (up to 120 mol O₂· (mg Chl)^-1·h^-1 compared with 130 mol O₂· (mg Chl)^-1·h^-1 of whole cells) were isolated from Chlamydomonas reinhardtii cells grown in high and low CO₂ concentrations using autolysine-digitonin treatment. At 25° C and pH=7.8, no O₂ uptake could be observed in the dark by high- and low-CO₂ adapted chloroplasts. Light saturation of photosynthetic net oxygen evolution was reached at 800 mol photons·m^-2·s^-1 for high- and low-CO₂ adapted chloroplasts, a value which was almost identical to that observed for whole cells. Dissolved inorganic carbon (DIC) saturation of photosynthesis was reached between 200–300 M for low-CO₂ adapted chloroplasts, whereas high-CO₂ adapted chloroplasts were not saturated even at 700 M DIC. The concentrations of DIC required to reach half-saturated rates of net O₂ evolution (K_m(DIC)) was 31.1 and 156 M DIC for low- and high-CO₂ adapted chloroplasts, respectively. These results demonstrate that the CO₂ concentration provided during growth influenced the photosynthetic characteristics at the whole cell as well as at the chloroplast level.Abbreviations Chl chlorophyll - DIC dissolved inorganic carbon - K_m(DIC) coneentration of dissolved inorganic carbon required for the rate of half maximal net O₂ evolution - PFR photon fluence rate - SPGM silicasol-PVP-gradient medium     

中国东部亚热带森林土壤呼吸的时空格局

土壤呼吸是陆地碳循环中仅次于全球总初级生产力的第二大碳通量途径, 揭示土壤呼吸的时空格局对整个陆地碳循环具有重要意义。该文在中国东部亚热带季风气候区, 按纬度梯度由南向北选取深圳梧桐山、杨东山十二度水保护区、宁波天童山3个区域作为研究对象, 于2009年8月至2010年10月测定了不同季节各个区域内代表性植被类型的土壤呼吸速率及地下5 cm处土壤温度, 旨在初步了解中国东部亚热带森林地区土壤呼吸的时空格局及其影响因素。结果显示: 3个区域的土壤呼吸速率均存在显著的季节变化, 其变幅为2.64-6.24 μmol CO₂·m ^-2·s^-1, 总体趋势和地下5 cm处土壤温度的季节变化一致, 均为夏季最高冬季最低; 土壤温度的变化可以解释不同样地土壤呼吸季节变化的58.3%-90.2%; 各样地全年的Q₁₀值从1.56到3.27; 通过离样地最近的气象站点的日平均气温与试验样地地下5 cm处土壤温度之间的线性正相关关系推算出日土壤温度的变化, 利用土壤呼吸速率和地下5 cm处土壤温度之间的指数关系, 估算出各样地全年的土壤CO₂通量为1 077-2 058 g C·m^-2·a^-1, 在全球所有生态系统类型中处于较高水平。     

Quantum yields for uptake of carbon dioxide in C3 vascular plants of contrasting habitats and taxonomic groupings

The maximum quantum yields (_a,c) for CO₂ uptake in low-oxygen atmospheres were determined for 11 species of C₃ vascular plants of diverse taxa, habitat and life form using an Ulbricht-sphere leaf chamber. Comparisons were also made between tissues of varied age within species. The species examined were Psilotum nudum (L.) P. Beauv., Davallia bullata Wall. ex Hook., Cycas revoluta Thunb., Araucaria heterophylla (Salisb.) Franco, Picea abies (L.) Karst., Nerium oleander L., Ruellia humilis Nutt., Pilea microphylla (L.) Karst., Beaucarnea stricta Lem., Oplismenus hirtellus (L.) P. Beauv. and Poa annua L. Quantum yields were calculated from the initial slopes of the response of CO₂ uptake to the quantity of photons absorbed in conditions of diffuse lighting. Regression analysis of variance of the initial slopes of the response of CO₂ uptake to photon absorption failed to show any statistically significant differences between age classes within species or between the mature photosynthetic organs of different species. The constancy of _a,c was apparent despite marked variation in the light-saturated rates of CO₂ uptake within and between species. The mean _a,c was 0.093±0.003 for 11 species. By contrast, surface absorptance varied markedly between species from 0.90 to 0.60, producing proportional variation in the quantum yield calculated on an incidentlight basis. The ratio of variable to maximum fluorescence emission at 695 nm for the same tissues also failed to show any statistically significant variation between species, with a mean of 0.838±0.008. Mean values of _a,c reported here for C₃ species, in the absence of photorespiration, are higher than reported in previous surveys of vascular plants, but consistent with recent estimates of the quantum yields of O₂ evolution.Abbreviations and Symbols A rate of CO₂ uptake per unit projected area (mol · m^–2 · s^–1) - F_m the maximum fluorescence emission at 695 nm in saturating excitation light when closure of PSII reaction centres is maximal (relative units) - F_o the ground fluorescence at 695 nm when all PSII reaction centres are assumed open (relative units) - F_v the difference between F_m and F_o - J_Q rate of CO₂ uptake by the sample (nmol · s^–1) - J_Q rate of photon absorption by the sample (nmol · s^–1) - Q absorbed photon flux per unit of projected area (nmol · m^–2 · s^–1) - ₁ the light absorptance of photosynthetic organs (dimensionless) - s₁ and s'₁ the total and projected surface areas of the photosynthetic organs examined (m²) - _a,c and _i,c the quantum yields for CO₂ uptake on an absorbed- and incident-light basis, respectively (dimensionless) - _a,o the quantum yield for O₂ evolution on an absorbed-light basis (dimensionless) This work was supported by grant PI7179-BIO, FWF, Austria to H.B-N. and by a British Council travel award to S.P.L. This work was completed under the auspices of U.S. Department of Energy under Contract No. DE-AC02-76CH00016. We also thank Dr. K.J. Parkinson of PP Systems, Hitchin, UK for the loan of a prototype of a commercial integrating-sphere leaf chamber developed from our design.     

神农架海拔梯度上4种典型森林的土壤呼吸组分及其对温度的敏感性

量化森林土壤呼吸及其组分对温度的响应对准确评估未来气候变化背景下陆地生态系统的碳平衡极其重要。该文通过对神农架海拔梯度上常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、落叶阔叶林以及亚高山针叶林4种典型森林土壤呼吸的研究发现: 4种森林类型的年平均土壤呼吸速率和年平均异养呼吸速率分别为1.63、1.79、1.74、1.35 μmol CO₂·m^-2·s^-1和1.13、1.12、1.12、0.80 μmol CO₂·m^-2·s^-1。该地区的土壤呼吸及其组分呈现出明显的季节动态, 夏季最高, 冬季最低。4种森林类型中, 阔叶林的土壤呼吸显著高于针叶林, 但阔叶林之间的土壤呼吸差异不显著。土壤温度是影响土壤呼吸及其组分的主要因素, 二者呈显著的指数关系; 土壤含水量与土壤呼吸之间没有显著的相关关系。4种典型森林土壤呼吸的Q₁₀值分别为2.38、2.68、2.99和4.24, 随海拔的升高土壤呼吸对温度的敏感性增强, Q₁₀值随海拔的升高而增加。     

Responses of the functional traits in Cleistogenes squarrosa to nitrogen addition and drought

植物功能性状被广泛地用于研究植物对环境变化的响应。糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)是内蒙古草原重要的C4物种,其功能性状是如何对水氮环境的变化做出响应的,还不十分清楚。该文采用盆栽实验的方法,进行氮添加(0,10.5,35.0和56.0 g·m–2·a–1)和降水(自然降水和70%平均月降水量)处理,研究糙隐子草整株性状、叶形态性状和叶生理性状对氮添加和干旱的响应。结果表明,氮添加显著影响了糙隐子草的整株性状,氮、水处理及它们的交互作用显著影响了糙隐子草的叶形态性状和叶生理性状。各功能性状对氮添加的响应格局在自然降水和干旱处理下是不同的。根深、茎生物量和茎叶比在干旱条件下低和中氮添加处理中较高,而在自然降水下无明显变化;比叶面积在干旱条件下随氮添加量的增加而增加,而在自然降水下无增加趋势;自然降水下,高氮添加显著刺激了光合速率和蒸腾速率,增加了水分利用效率,而在干旱条件下氮添加对它们没有显著影响;叶片单位面积的氮含量在自然降水下随氮添加量的增加有增加趋势,而在干旱条件下显著降低。在自然降水下,氮添加主要影响糙隐子草的叶形态和生理性状,而在干旱条件下,氮添加主要影响糙隐子草的整株性状和形态性状。总之,糙隐子草的功能性状对氮添加表现出明显的响应,响应格局在不同的水分条件下不同,反映了其对氮水环境变化的弹性适应。     

Gas-exchange of ears of cereals in response to carbon dioxide and light

Data for the maximum carboxylation velocity of ribulose-1,5-biosphosphate carboxylase, V_m, and the maximum rate of whole-chain electron transport, J_m, were calculated according to a photosynthesis model from the CO₂ response and the light response of CO₂ uptake measured on ears of wheat (Triticum aestivum L. cv. Arkas), oat (Avena sativa L. cv. Lorenz), and barley (Hordeum vulgare L. cv. Aramir). The ratio J_m/V_m is lower in glumes of oat and awns of barley than it is in the bracts of wheat and in the lemmas and paleae of oat and barley. Light-microscopy studies revealed, in glumes and lemmas of wheat and in the lemmas of oat and barley, a second type of photosynthesizing cell which, in analogy to the Kranz anatomy of C₄ plants, can be designated as a bundle-sheath cell. In wheat ears, the CO₂-compensation point (in the absence of dissimilative respiration) is between those that are typical for C₃ and C₄ plants.A model of the CO₂ uptake in C₃–C₄ intermediate plants proposed by Peisker (1986, Plant Cell Environ. 9, 627–635) is applied to recalculate the initial slopes of the A(p^c) curves (net photosynthesis rate versus intercellular partial pressure of CO₂) under the assumptions that the J_m/V_m ratio for all organs investigated equals the value found in glumes of oat and awns of barley, and that ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase is redistributed from mesophyll to bundle-sheath cells. The results closely match the measured values. As a consequence, all bracts of wheat ears and the inner bracts of oat and barley ears are likely to represent a C₃–C₄ intermediate type, while glumes of oat and awns of barley represent the C₃ type.Abbreviations A net photosynthesis rate (mol·m^-2·s^-1) - J_m maximum rate of whole-chain electron transport (mol·e^-·m^-2·s^-1) - p^c (bar) intercellular partial pressure of CO₂ - PEP phosphoenolpyruvate - PPFD photosynthetic photon flux density (mol quanta·m^-2·s^-1) - RuBPCase ribulose bisphosphate carboxylase/oxygenase - RuBP ribulose bisphosphate - V_m maximum carboxylation velocity of RuBPCase (mol·m^-2·s^-1) - T^* CO₂ compensation point in the absence of dissimilative respiration (bar)     

贝壳砂生境干旱胁迫下杠柳叶片光合光响应模型比较

以黄河三角洲贝壳堤岛3年生杠柳(Periploca sepium)苗木为试验材料, 模拟设置贝壳砂生境下的4种水分梯度, 利用CIRAS-2型光合作用系统测定杠柳叶片在不同干旱胁迫下的光合作用光响应过程, 采用4种光响应模型进行拟合分析, 以比较贝壳砂生境干旱胁迫下适宜的光响应模型, 探讨最佳光响应模型参数对干旱胁迫的适应规律。结果表明: 4种模型对杠柳叶片光合作用光响应过程拟合效果的优劣顺序为: 直角双曲线修正模型>非直角双曲线模型>指数模型>直角双曲线模型, 后3种模型均为没有极值的函数, 故不能很好地拟合光响应曲线光抑制过程, 并不能直接求解最大净光合速率(P_nmax)和光饱和点(LSP)。光响应参数拟合效果最佳表现为: 非直角双曲线模型的暗呼吸速率(R_d), 直角双曲线模型的光补偿点(LCP), 直角双曲线修正模型的P_nmax和LSP。4种光响应模型对干旱胁迫具有不同的适应性, 直角双曲线修正模型适应各种水分条件, 直角双曲线模型和指数模型较适合轻度干旱胁迫条件, 非直角双曲线模型较适合重度干旱胁迫条件。随干旱胁迫的加剧, 光响应参数表观量子效率(AQY)、R_d和LCP先升高后下降, 净光合速率(P_n)、P_nmax和LSP逐渐下降。轻度、中度和重度干旱胁迫下, LSP分别比对照下降5.2%、16.3%和34.5%, P_nmax分别比对照下降17.8%、39.0%和59.0%。水分充足条件下, 杠柳叶片光能利用最强, 光照生态幅最宽; 重度干旱胁迫下, 杠柳叶片表现出明显的光饱和、光抑制现象, 光能利用减弱, 光合能力受到较大限制。     

Effect of dissolved inorganic carbon on the expression of carboxysomes,localization of Rubisco and the mode of inorganic carbon transport in cells of the cyanobacterium Synechococcus UTEX 625

In the cyanobacterium Synechococcus UTEX 625, the extent of expression of carboxysomes appeared dependent on the level of inorganic carbon (CO₂+HCO _inf3 ^sup- ) in the growth medium. In cells grown under 5% CO₂ and in those bubbled with air, carboxysomes were present in low numbers (<2 · longitudinal section^-1) and were distributed in an apparently random manner throughout the centroplasm. In contrast, cells grown in standing culture and those bubbled with 30 l CO₂ · 1^-1 possessed many carboxysomes (>8 · longitudinal section^-1). Moreover, carboxysomes in these cells were usually positioned near the cell periphery, aligned along the interface between the centroplasm and the photosynthetic thylakoids. This arrangement of carboxysomes coincided with the full induction of the HCO _inf3 ^sup- transport system that is involved in concentrating inorganic carbon within the cells for subsequent use in photosynthesis. Immunolocalization studies indicate that the Calvin cycle enzyme ribulose bisphosphate carboxylase was predominantly carboxysome-localized, regardless of the inorganic carbon concentration of the growth medium, while phosphoribulokinase was confined to the thylakoid region. It is postulated that the peripheral arrangement of carboxysomes may provide for more efficient photosynthetic utilization of the internal inorganic carbon pool in cells from cultures where carbon resources are limiting.Abbreviations Chl chlorophyll - DIC dissolved inorganic carbon (CO₂+HCO _inf3 ^sup- +CO _inf3 ^sup2- ) - PRK phosphoribulokinase - RuBP ribulose 1,5-bisphosphate - Rubisco LS large subunit of ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase     

桂林小花苣苔离体快速繁殖技术

对抗结核植物桂林小花苣苔(Chiritopsis repanda var. guilinensis)进行离体培养与快速繁殖技术研究。结果表明: 桂林小花苣苔叶片外植体的最适初代诱导培养基为MS+0.5 mg·L^–16-BA+0.05 mg·L^–1IBA, pH8.0; 最适继代增殖培养基为 MS+0.1 mg·L^–16-BA+0.05 mg·L^–1IBA, pH6.0, 繁殖系数7.0/35天; 最适生根培养基为1/2MS+0.2 mg·L^–1NAA, pH6.0, 生根率为93.6%。模拟桂林小花苣苔自然生境, 在春季对生根试管苗进行大棚移栽, 成活率达90%。根据上述快繁技术, 理论上每株试管苗每年可繁殖桂林小花苣苔种苗46万株。     

应用稀土调控藏红花胚性愈伤组织的生长与分化

为提高藏红花(Crocus sativus)胚性愈伤组织的繁殖系数与出芽率, 以建立藏红花离体快繁体系, 解决其资源短缺问题, 采用两步法, 用稀土调控其胚性愈伤组织的生长与分化。结果表明, 在添加了0.25 mg·L^–1 NAA、3 mg·L^–1 6-BA和400 mg·L^–1 CH的B₅固体培养基中, 0.04 mmol·L^–1 La³⁺促进胚性愈伤组织生长的效果最佳, 繁殖系数为12, 是不添加稀土处理组的1.48倍; 在添加了0.25 mg·L^–1 NAA、3 mg·L^–1 6-BA和400 mg·L^–1 CH的1/2 B₅固体培养基中, 0.06 mmol·L^–1 Ce³⁺促进胚性愈伤组织分化出芽的效果最佳, 出芽率高达84.5%, 是不添加稀土处理组的1.81倍, 且高于国外报道的出芽率(40%)。初步解决了藏红花胚性愈伤组织生长慢和出芽率低等问题, 为建立高效稳定的藏红花离体快繁体系奠定了基础。