遮荫和全光下生长的棉花光合作用和叶绿素荧光特征

 遮荫条件下（遮荫下光强相当于自然光强的40％左右）棉花(Gossypium hirsutum)叶片光合速率明显降低,仅为自然光强下生长叶片的30%～40％,叶片中RuBP羧化酶活性降低,而表观量子效率(AQY)较高。不同光照条件下生长的棉花叶片对短时间持续光强的光合诱导过程有明显的差异,由弱光转到强光下,自然光强下生长的叶片的Pn、Gs、ΦPSⅡ及非光化学猝灭系数(NPQ)都能在较短的时间内达到最大值,而遮荫叶片需要的时间较长;遮荫下生长的棉花叶片的实际光化学效率,随光强的增加下降幅度较大,而自然光照下生长的叶片下降幅度较小;自然光照下生长的叶片的NPQ随光强的升高达到较高水平,而遮荫叶片在较低的光强下即达到最大值,此时NPQ较低,遮荫叶片依赖于叶黄素循环的能量耗散水平较低。遮荫叶片较低的光合速率以及过剩光能耗散能力是其转入自然强光后光抑制严重的主要原因。     

光照下菜豆叶片抗氰呼吸与光合作用关系的分析北大核心CSCD

为了进一步了解光照下植物呼吸作用的内在机理以及呼吸作用和光合作用的关系,该文研究了在光照下菜豆(Phaseolus vulgaris)叶片抗氰呼吸与光合作用的关系。研究发现,将黑暗下生长的菜豆幼苗叶片转到光照下10 h,总呼吸、抗氰呼吸以及抗氰呼吸在总呼吸中的比例均逐步上升;光照也导致了叶片叶绿体光合放氧和CO2固定的出现及其速率的增加,但光合放氧和CO2固定速率的增加均滞后于抗氰呼吸的增加。将黑暗下生长的叶片转到光照下之前用抗氰呼吸的抑制剂水杨基氧肟酸(SHAM)处理叶片,发现用SHAM处理并没有导致叶片在光照下光合放氧和CO2固定速率的明显变化,这也提示了黑暗下生长的叶片转至光照的过程中,抗氰呼吸和光合作用没有产生偶联。进一步研究发现,在黑暗中对叶片施加短时间的光照能够增加抗氰呼吸在总呼吸中的比例,但短时间的光照对叶片光合CO2固定速率没有影响。这些结果表明了光照对抗氰呼吸的诱导可以不依赖于光合作用,光照可能是作为一种直接的信号去诱导抗氰呼吸。     

光照下菜豆叶片抗氰呼吸与光合作用关系的分析

为了进一步了解光照下植物呼吸作用的内在机理以及呼吸作用和光合作用的关系, 该文研究了在光照下菜豆(Phaseolus vulgaris)叶片抗氰呼吸与光合作用的关系。研究发现, 将黑暗下生长的菜豆幼苗叶片转到光照下10 h, 总呼吸、抗氰呼吸以及抗氰呼吸在总呼吸中的比例均逐步上升; 光照也导致了叶片叶绿体光合放氧和CO₂固定的出现及其速率的增加, 但光合放氧和CO₂固定速率的增加均滞后于抗氰呼吸的增加。将黑暗下生长的叶片转到光照下之前用抗氰呼吸的抑制剂水杨基氧肟酸(SHAM)处理叶片, 发现用SHAM处理并没有导致叶片在光照下光合放氧和CO₂固定速率的明显变化, 这也提示了黑暗下生长的叶片转至光照的过程中, 抗氰呼吸和光合作用没有产生偶联。进一步研究发现, 在黑暗中对叶片施加短时间的光照能够增加抗氰呼吸在总呼吸中的比例, 但短时间的光照对叶片光合CO₂固定速率没有影响。这些结果表明了光照对抗氰呼吸的诱导可以不依赖于光合作用, 光照可能是作为一种直接的信号去诱导抗氰呼吸。     

光斑期间人参叶片的碳同化作用和光合效率（简报）

未诱导的人参叶片碳同化和光合效率在间断光斑下呈持续增加,并达到稳态光合状态。叶片光合碳同化随光斑持续时间的增加而增加,但光合效率下降。光斑持续时间越短,光量子密度越大,光合效率越高。与强光下叶片相比,弱光下生长的叶片在光斑期间的光合效率大些。     

呼吸作用对叶片光合作用和异戊二烯释放的影响

将杨树叶片置于持续的光照下增加了其光合速率和异戊二烯的释放水平。持续的光照也诱导了总呼吸、细胞色素途径和交替呼吸途径容量的增加。用细胞色素途径和交替呼吸途径的抑制剂氰化钾和水杨基氧肟酸降低了光照下叶片的光合速率和异戊二烯的释放水平,也导致了光系统Ⅱ的光合效率和光化学淬灭系数的降低。这些结果表明了呼吸作用可能有助于光合作用的正常运行和光照下植物异戊二烯的释放。     

关于光呼吸与光合作用关系的研究——Ⅳ.光合滞后期

整体叶片、叶碎片、叶肉细胞、叶原生质体、叶绿体等不同层次的光合组织都有光合滞后期。一般整体叶片的光合滞后期与光呼吸滞后期相同,约30—60分钟,而排除气孔影响的去表皮叶片、细胞、原生质体等光合组织的滞后期仅为10分钟左右。叶片暗处理,滞后期延长;预照光,滞后期缩短;增加温度可提高滞后期的光合强度。滞后期产生的主要原因是光对酶的诱导以及光合碳循环中间产物增生需要一个准备过程。滞后期与光反应无直接关系。气孔开启时间是整叶滞后期比细胞滞后期延长的根本原因。     

阴生植物三七稳态和动态光合特性对氮水平的响应

氮(N)对植物光合作用至关重要。阴生植物在自然生长条件下,接受的是高度动态的光照。然而,探讨N水平对阴生植物动态光照下的光合调控作用的研究相对较少。为了阐明N对阴生植物动态光合作用的调控机制,该研究以典型阴生植物三七(Panax notoginseng)为材料,设置了低氮(LN, 112.5 kg·hm^–2)和高氮(HN,450.0kg·hm^–2)2个N水平,研究动态光和稳态光条件下植株叶片的光合气体交换参数及卡尔文循环酶蛋白的活性和数量。结果表明单位叶面积氮含量(Narea)与光照60s的诱导状态(IS60)负相关,与达到光合作用稳态90%所需的时间(tP90)和达到光合作用稳态100%所需的时间(tP-steady)正相关,表明Narea并不是通过影响核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)的总活性来调控光诱导反应。短时间的低光间隔对Rubisco活性影响不显著,但明显降低了果糖-1,6-二磷酸酶(FBPase)和景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶(SBPase)的活性;当高光照光斑突然出现时, Rubisco活性不受影响,但是S...     

不同光照条件下喜阴植物谢君魔芋对稳态和动态光源的响应特征

谢君魔芋(Amorphophallus xiei)是起源于云南西南地区热带雨林的典型喜阴植物,近年来得到了广泛种植和推广,在种植过程中,谢君魔芋需要采用遮荫栽培模式。为了揭示谢君魔芋对光照强度的适应策略,该研究探讨了生长在不同光照强度下(透光率为50%、29%、17%、7%)谢君魔芋叶片的光合作用特征、光合诱导特征、光合色素含量以及叶片氮素(N)含量和N分配。结果表明:随着生长环境光照强度的降低,单位叶面积和单位叶质量最大净光合速率、光合色素含量、最大羧化速率、最大电子传递速率及比叶面积均增大,而暗呼吸和光补偿点均减小。在光合诱导过程中,生长在透光率为17%光环境中的谢君魔芋完成50%光合诱导所需的时间最短,约为81.4 s;在光诱导进行10 min时,诱导状态最高,为87.3%。完成50%和90%光合诱导所需的时间与低光下初始气孔导度呈负相关关系。随着生长光照强度降低,叶片中的N分配到羧化组分和生物能转化组分中的比例先增大后减小,在透光率为17%的光环境下具有最大值;而叶片中的N分配到捕光色素组分中的比例随着生长环境光照强度降低而增加。该研究结果表明,喜阴植物谢君魔芋通过加强对低光和动态光源的利用能力及有效的N资源分配策略来适应低光照环境。     

番茄叶片光合作用对快速水分胁迫的响应

采用聚乙二醇(PEG-6000)溶液控制番茄根际水势和叶片离体的方式设置了水分胁迫处理,测算了光合诱导过程中净光合速率、暗呼吸速率和CO2补偿点等光合参数的变化.结果表明:在1000μmol·m-2·s-1光诱导下,水分胁迫处理的番茄叶片净光合速率(Pn)达到最大值所需时间缩短为对照的1/3,气孔导度(gs)快速增大为对照的1.5倍.水分胁迫处理的番茄叶片光饱和点(LSP)比对照降低了65％～85％,而光补偿点(LCP)比对照增加了75％ ～100％,缩小了番茄叶片利用光能的有效范围.水分胁迫处理的番茄叶片最大光合能力(Amax)低于对照40％以上,暗呼吸速率(Rd)增大了约45％.可见,快速水分胁迫处理使番茄叶片气孔迅速开放,光合诱导初始阶段消失.水分胁迫导致植物利用光能的效率和潜力降低是植物生产力下降的重要原因,而气孔调节是番茄适应快速水分胁迫的重要生理机制.     

西双版纳热带雨林中两种生态型蕨类植物的光合特性比较研究

通过比较分布于西双版纳热带雨林林下生境中的附生鸟巢蕨（Neottopteris nidus）和地生网脉铁角蕨（Asplenium finlaysonianum）的光合特征和光合诱导特性,来研究不同生态型蕨类植物的光斑利用策略。研究结果表明,2种蕨类植物的最大净光合速率、暗呼吸速率、表观量子效率、光饱和点和光补偿点没有显著差异,但网脉铁角蕨的最大气孔导度远远高于鸟巢蕨,表明后者具有更强的光合水分利用效率。在暗处理3／J＇,时接着光照（光强为20I~mol-m-2,s。‘）30分钟后,网脉铁角蕨的初始气孔导度显著高于鸟巢蕨。连续照射饱和强光后,网脉铁角蕨达到最大净光合速率50％（T50％）和90％的时间（T90%）比鸟巢蕨短：网脉铁角蕨和鸟巢蕨的T50%分别为0．57和5．31分钟,T90％分别为5．85和26．33分钟。诱导过程中,气孔导度对强光的响应明显滞后于净光合速率。鸟巢蕨达到最大气孔导度的时间明显比网脉铁角蕨慢,但在光合诱导消失过程中2种蕨类植物的光合诱导维持能力却没有显著差异。上述结果表明,与大多数地生林下植物（如网脉铁角蕨）相比,附生鸟巢蕨的水分保护比碳获得更重要,但却限制了附生蕨对光斑的利用。     

西双版纳热带雨林中两种生态型蕨类植物的光合特性比较研究

通过比较分布于西双版纳热带雨林林下生境中的附生鸟巢蕨(Neottopteris nidus)和地生网脉铁角蕨(Asplenium finlaysonianum)的光合特征和光合诱导特性, 来研究不同生态型蕨类植物的光斑利用策略。研究结果表明, 2种蕨类植物的最大净光合速率、暗呼吸速率、表观量子效率、光饱和点和光补偿点没有显著差异, 但网脉铁角蕨的最大气孔导度远远高于鸟巢蕨, 表明后者具有更强的光合水分利用效率。在暗处理3小时接着光照(光强为20 mmol .m-2.s-1)30分钟后, 网脉铁角蕨的初始气孔导度显著高于鸟巢蕨。连续照射饱和强光后, 网脉铁角蕨达到最大净光合速率50%(T50%)和90%的时间(T90%)比鸟巢蕨短: 网脉铁角蕨和鸟巢蕨的T50%分别为0.57和5.31分钟, T90%分别为5.85和26.33分钟。诱导过程中, 气孔导度对强光的响应明显滞后于净光合速率。鸟巢蕨达到最大气孔导度的时间明显比网脉铁角蕨慢, 但在光合诱导消失过程中2种蕨类植物的 光合诱导维持能力却没有显著差异。上述结果表明, 与大多数地生林下植物(如网脉铁角蕨)相比, 附生鸟巢蕨的水分保护比碳获得更重要, 但却限制了附生蕨对光斑的利用。     

预照光和光照度对温州蜜柑光合作用的影响

阴天或经黑暗处理1小时后的叶片有约70分钟的光合诱导期,其形状呈逻辑斯谛曲线。光合诱导期的产生与气孔开启的滞后和RPP途径有关。温州蜜柑叶片的光饱和点和补偿点都较低,分别为18000lx和120～750lx,而且其光合作用易受强光的抑制,说明温州蜜柑是一种耐阴的果树。     

番茄叶片光合作用对快速水分胁迫的响应

采用聚乙二醇(PEG 6000)溶液控制番茄根际水势和叶片离体的方式设置了水分胁迫处理,测算了光合诱导过程中净光合速率、暗呼吸速率和CO₂补偿点等光合参数的变化.结果表明： 在1000 μmol·m^-2·s^-1光诱导下,水分胁迫处理的番茄叶片净光合速率(P_n)达到最大值所需时间缩短为对照的1/3,气孔导度(g_s)快速增大为对照的1.5倍.水分胁迫处理的番茄叶片光饱和点(LSP)比对照降低了65%～85%,而光补偿点(LCP)比对照增加了75%～100%,缩小了番茄叶片利用光能的有效范围.水分胁迫处理的番茄叶片最大光合能力(A_max)低于对照40%以上,暗呼吸速率(R_d)增大了约45%.可见,快速水分胁迫处理使番茄叶片气孔迅速开放,光合诱导初始阶段消失.水分胁迫导致植物利用光能的效率和潜力降低是植物生产力下降的重要原因,而气孔调节是番茄适应快速水分胁迫的重要生理机制.     

遮荫对甜瓜叶片光合特性的影响

以适宜不同栽培条件的3个甜瓜品种为材料,研究了遮荫对其光合色素含量、净光合速率及比叶重等叶片特性的影响。结果表明:与正常光照相比,遮光处理能诱使甜瓜叶片叶绿素和类胡萝卜素含量显著提高,叶绿素a/b显著降低。全光照条件下,3个甜瓜品种的净光合速率日变化曲线均呈双峰型,有明显的"光合午休"现象,而在遮荫条件下则呈单峰曲线变化,且光合峰值出现的时间比全光照下推迟;遮光条件下甜瓜叶片气孔导度日变化曲线与其净光合速率日变化类似。3个品种间比叶重在全光照条件下差异不显著,但遮荫显著降低了壮龄叶片的比叶重,且遮荫强度越重,比叶重越小;品种‘黄河蜜3号’壮龄叶的比叶重降幅(31.83%)显著大于‘银帝’(27.22%)和‘玉金香’(26.01%)。可见,遮荫降低了甜瓜叶片的净光合速率和功能叶片的比叶重,植株通过增加自身叶片光合色素含量以增强对环境的适应性,缓解遮荫对其的影响,品种‘银帝’表现出较强的耐弱光性。     

ALA对萝卜不同叶位叶片光合作用与叶绿素荧光特性的影响

以盆栽萝卜为材料,研究了叶面喷布100～300mg／L ALA对萝卜植株生长、光合作用以及叶绿素荧光特性的影响。结果表明,ALA促进萝卜植株生长与其促进植株中下部叶片的光合作用有关。ALA处理提高了叶片光合表观量子效率,并降低了光补偿点。叶绿素荧光动力学资料显示,ALA处理不仅降低了叶绿素初始荧光Fv、稳态荧光Fs以及两者的差值ΔFu,还降低了暗适应以及光照下的最大荧光(Fm和Fm′)和可变荧光(Fv和Fv′),但是不影响PSⅡ最大光化学效率(Fv／Fm),对于中下部叶片PSⅡ实际光化学效率(φPSⅡ)还有明显的促进作用。ALA处理植株叶片光合非循环电子传递速率ETR显著提高,300mg／L ALA处理还降低了光合相对限制值L（PFD）。ALA具有促进叶绿素荧光光化学猝灭和非光化学猝灭的双重特性,其中,前者提高了叶片光化学速率,后者增加热耗散量以及提高热耗散速率。另外,本试验结果显示,ALA处理提高了植株基部叶片的叶绿素含量以及中下部叶片类萝卜素含量。以上参数变化说明ALA通过诱导光抑制保护机制来提高叶片光合效率。     

光照条件对‘寒富’苹果叶片结构和光合特性的影响

以‘寒富’苹果为试材,利用光学显微镜技术和气体交换等方法,研究了光照条件对盆栽和田间条件下‘寒富’苹果叶片结构和光合特性的影响.结果表明： 同种栽培方式下,与全光照条件相比,遮阴环境下‘寒富’苹果叶片的栅栏组织、海绵组织以及叶片总厚度均降低,其中,栅栏组织分别降低34.5%(盆栽)和25.0%(大田),叶片总厚度分别降低27.1%(盆栽)和18.3%(大田);遮阴环境下大田‘寒富’苹果叶片的光补偿点(LCP)最低,为(30.8±1.3） μmol·m^-2·s^-1,全光照比遮阴环境下叶片饱和光强分别高22.7%(盆栽)和48.2%(大田);盆栽不同光照环境下叶片对强光的适应能力不同,突然转入强光下,达到最大光合速率15.4 μmol·m^-2·s^-1(盆栽全光照)和12.7 μmol·m^-2·s^-1(盆栽遮阴)的光合启动时间不同,分别为23和33 min.表明长期遮阴影响‘寒富’苹果叶片质量及光合能力.     

气孔限制在植物叶片光合诱导中的作用

用三种不同的气体交换分析方法研究了玉米、大豆等叶片光合诱导期间的气孔限制作用。发现有利于气孔开放的因素如良好的土壤水分状况、较高的空气湿度等,能够缩短叶片的光合诱导期;CO_2饱和条件下,叶片的光合诱导期比在普通空气条件下的诱导期短得多;在光合诱导后期细胞间隙CO_2度达到稳态值以后,气孔导度的增加伴随着光合速率的提高和气孔限制值的下降。而气孔导度的降低则会引起光合速率的降低和气孔限制值的上升。诱导期存在气孔限制,并在后期占优势。     

光合单位的周转率与叶片光合速率的关系

利用闪光技术,测得若干高等植物叶片的光合单位为 1450～2050 Chl/CO_2。在含O_2 2％及CO_2浓度和光通量密度都饱和的条件下,测得叶片的连续光合速率为25～70μmol CO_2 m~(-2) s~(-1)。从上述数据及叶片叶绿素含量计算,得叶片光合单位的周转率已达80～160次/s。这样的周转速率与Emerson当初用改变闪光间暗间隔而测到的光合单位周转时间相似(即<10 ms/次,或>100次/s),从而证实了光合单位的周转与光合速率直接有关。这样的速率可称之为叶片光合的理论速率。     

日光温室光温因子对黄瓜叶绿体超微结构及其功能的影响

在日光温室内,研究了光温因子对黄瓜叶绿体超微结构及其功能的影响．结果表明,因季节之间光、温条件不同,日光温室黄瓜叶片显微结构和叶绿体超微结构有一定差异,1月份光照弱叶肉细胞较大,而5月份光照强叶绿体数较多．在该试验条件下,未发现叶片光合速率与叶绿体超微结构之间有直接或密切的相关性．在各生长季节其光合速率均为第4叶>初展叶>基部叶,与叶龄及各叶位的受光量有关．如果将不同叶位叶放在相同的光照下,则差异明显减少．黄瓜叶片的叶肉细胞、叶绿体和淀粉粒的大小以及叶绿体数、基粒数、基粒厚度、基粒片层数都随叶位的下降而呈增加趋势。不同品种、同品种不同生长时期的叶片显微结构和叶绿体超微结构及其功能也有一定的差异．限制日光温室冬季黄瓜光合作用的主要因素是光照弱、有效光照时数少,而在晴天温度的限制作用相对较小。阴天因光照弱而导致的室内低温则是限制黄瓜生长的关键因素．     

不同叶龄杂交酸模叶片光合速率及PSⅡ光化学效率诱导对NaCl胁迫的响应

通过气体交换和叶绿素荧光分析方法研究了杂交酸模(Rumex K-1)幼叶、功能叶和衰老叶的光合速率及PSⅡ光化学效率诱导对NaCl胁迫的响应特征。结果表明,老叶的光合作用对盐胁迫最为敏感,幼叶次之,功能叶对盐胁迫的抗性最强。对照植株幼叶、功能叶和老叶的光合诱导速率相差不大,幼叶和功能叶光合诱导后期受气孔限制的影响。盐胁迫后幼叶和功能叶的光合诱导推迟,出现了一个新的光合适应阶段;老叶仍有部分电子传递功能,但已丧失碳同化能力。盐胁迫后气孔导度不再是叶片光合碳同化诱导过程的限制因素,不同叶龄叶片PSⅡ光化学效率启动所需时间远远小于光合速率启动所需时间,盐胁迫对叶片的PSⅡ光化学效率诱导过程几乎没有影响。