光合碳代谢途径的多样性

众所周知，植物的生长和发育需要阳光、碳源、水分及无机元素等。那么对生长在同一个 生境内的植物，特别是生长在同一水生生态系统中的植物又是如何共同生存呢？据悉，近年 来美国加州地理调查生物资源部的约翰·克里（Jon Keeley）已经开始注意这个问题了，19 99年他曾在《功能生态学杂志》(Functional Ecology)，第13卷106－118页上报道了最近的研究成果，即发现共同生长在临时性池塘内的各种植物具有不同的光合碳代谢途径。1981年，克里在对水韭属的两种蕨类植物Isoetes howellii和I. orcuttii的研究表明， 它们的光合碳代谢途径竟是…     

植物光合碳和氮代谢之间的关系及其调节

概述了植物体内光合碳、氮代谢之间的相互作用及其代谢调控等方面的研究进展。     

植物的光合作用与光合氮、碳代谢的耦联及调节

概述了光合作用反应与CO2同化和NO^-3/NO^-2还原的耦联关系,提出了应该从氮,碳代谢整合角度讨论作动和光合作用,以便根据生产目的,调节作物的氮,碳代谢,实现农业生产的高产,优质。     

引入稳定性碳同位素概念讲授光合碳代谢途径的尝试

光合作用是植物生理学中比较重要的一个章节,也是植物生命活动中的核心过程之一,有C3、C4和景天酸(CAM)3种不同类型碳代谢途径,在许多植物生理学教科书中,对此介绍得比较明白.我们在教学过程中感到,尽管多次强调C3、C4和CAM 3种途径的主要异同点和相应植物类群的主要特征,但绝大多数学生仍然对此缺少感性认识,甚至有些迷茫.鉴于此,我们在讲授植物不同光合途径的过程中,引入稳定性碳同位素概念,这不仅使学生在学习过程中掌握了一门与植物生理学相关的技术方法,也增强了学生对3种碳代谢途径的理解.现介绍如下.     

光合作用的光抑制与光合器官的活性氧代谢

对光抑制的作用机制与光合器官中活性氧代谢的概况及相关的研究进展作了综述。     

光合机构的调节和运转

光合作用机理研究和生理研究正在互相接近,在其接合处形成了一个探讨光合机构运转与调节的活跃领域。本文极简要地叙述了中国科学院上海植物生理研究所对这个问题的研究进展。内容包括：光合作用各部分反应的配合与协调、光合作用与植物其它生命活动的联系、光合机构对主要环境因素变动的响应和适应等方面的主要工作。     

外源硫化氢对盐碱胁迫下裸燕麦光合碳代谢的调控

为探讨外源H₂S对盐碱胁迫下植物光合碳代谢的调控效应,采用盆栽土培实验,以裸燕麦(Avenanuda)为材料,研究喷施50μmol·L-1 H2S供体硫氢化钠(Na HS)溶液对3.00 g·kg^–1盐碱胁迫下叶片光合和荧光参数,单糖、寡糖和淀粉含量,卡尔文循环和糖代谢关键酶活性及产量构成因素的影响。结果表明:(1)盐碱胁迫下喷施Na HS显著降低裸燕麦叶片叶绿素含量、胞间CO₂浓度、光系统Ⅱ(PSⅡ)初始荧光、最大荧光、调节性能量耗散量子产量、光化学荧光淬灭和非光化学淬灭,显著提高Hill反应活力、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、表观CO₂利用效率、PSⅡ最大光化学效率和核酮糖1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco)、Rubisco活化酶、3-磷酸甘油醛脱氢酶和转酮醇酶活性。说明外源H₂S通过减少光能吸收和降低PSⅡ天线色素吸收光能用于光化学电子传递份额、提高原初光能转化效率和促进水的光解、调控卡尔文循环关键酶活性和增强CO₂利用效率缓解盐碱胁迫诱导的光抑...     

转C4光合固碳相关基因水稻的研究进展

近10年来, 转C4光合固碳相关基因水稻的研究取得了长足进展, 已受到国内外科学界的广泛关注。本文简要介绍并评述了有关方面的研究进展, 包括水稻的C4光合固碳基因工程、转C4固碳相关基因水稻光合和光氧化的生理特性及转C4光合固碳相关基因水稻的生理育种3个方面; 提出以常规育种和生物技术相结合, 开展转C4光合固碳相关基因水稻的生理育种, 是培育优质、高产超级稻的有效途径。     

转C4光合固碳相关基因水稻的研究进展

近10年来,转C4光合固碳相关基因水稻的研究取得了长足进展,已受到国内外科学界的广泛关注。本文简要介绍并评述了有关方面的研究进展,包括水稻的C4光合固碳基因工程、转C4固碳相关基因水稻光合和光氧化的生理特性及转C4光合固碳相关基因水稻的生理育种3个方面：提出以常规育种和生物技术相结合,开展转C4光合固碳相关基因水稻的生理育种,是培育优质、高产超级稻的有效途径。     

红蓝光质对芹菜碳氮代谢及其关键酶活性的影响

为了探明红蓝光对芹菜生长的调控机理,以‘津南实芹1号’为试材,白光(W)处理为对照(CK),研究红蓝LED光质对芹菜碳氮代谢及其相关酶活性的影响。结果表明：白+红(WR)和白+红+蓝(WRB)处理芹菜的光合速率(Pn)及RuBP羧化酶(RuBPCase)活性显著高于CK,白+蓝(WB)处理的Pn低于CK,但RuBPCase活性高于CK。各处理相比,碳代谢产物多以WR处理的最高, WRB处理的其次, WB处理的最低。WR处理的蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性显著高于CK,蔗糖合成酶(SS)活性明显低于CK;WB处理的SS活性较高。WR处理的总氮含量及谷氨酰胺酶(GS)活性显著高于CK,而蛋白质和氨基酸含量明显低于CK; WB处理的蛋白质含量较高,氨基酸含量较低,硝酸还原酶(NR)、GS和谷氨酸合成酶(GOGAT)活性明显高于CK;WRB处理的总氮和蛋白质含量及NR和GS活性均高于CK。可见,增加红光比例可促进芹菜碳的同化、转化及氮的吸收,加速物质积累,但对蛋白质的合成有一定的抑制作用;增加蓝光比例可使芹菜氮代谢增强,但碳的积累代谢下降,因此叶柄伸长受抑,单株产量降低。     

化学吸收剂单乙醇胺强化小球藻生长代谢及固碳效应的研究

近年来,为应对化石燃料燃烧造成的CO_(2)过度排放及由此带来的全球变暖和能源枯竭等问题,微藻固碳联产高值产品的CO_(2)减排策略备受关注,尤其是基于化学吸收法耦合能源微藻固碳的培养体系已成为新的研究热点。本文以优良CO_(2)耐受小球藻Chlorella sp.为试验藻株,探究添加不同质量浓度化学吸收剂单乙醇胺(MEA)在体积分数为20%的CO_(2)和通气比为0.33的条件下对小球藻生理生化特性及固碳效应的影响。结果表明,添加MEA可缓解由高浓度CO_(2)造成的培养基酸化对微藻的生长抑制,且适宜质量浓度的MEA可以有效提高小球藻的生长代谢、CO_(2)固定效率及光合活性。在50 mg/L MEA的条件下,小球藻的生物量、CO_(2)固定率和油脂含量达到最大值,分别为3.07 g/L、0.55 g CO_(2)(/L·d)和23.5%,与无MEA的对照相比分别提高了43.7%、45.6%和21.7%。综上所述,50 mg/L质量浓度的MEA作为CO_(2)吸收剂用于微藻培养体系可以显著提升小球藻在高浓度CO_(2)条件下的生物量、油脂积累以及固碳效率。以上结果可为微藻CO_(2)生物减排及清洁能源开发提供理论依据。     

浙北地区常见绿化树种光合固碳特征

高固碳能力的树种选择是营造优质碳汇林,发展碳汇林业的重要基础工作.以浙北地区常见的30种造林绿化树种为研究材料,利用LI-6400便携式光合测定仪,测定树木光合日变化及不同光强梯度下光合作用的光响应特性,并根据实验观测值进行计算,对30个树种的日净固碳量和光合生理拟合参数进行Ward法聚类分析和因子分析.结果表明:香樟的固碳量最大((11.374±1.020) g·m-2·d-1),其次为碧桃、垂柳、石栎、无患子,固碳量最小的为红叶李((2.178±0.605) g·m-2·d-1),香樟和红叶李的日净固碳量有极显著差异(P＜0.01);树木的生理特性指标分析进一步反映了树种在浙北地区生长适应性及固碳能力大小,同时,根据树木的生理特性指标进行因子分析和聚类分析的结果,香樟、碧桃在浙北地区生长适应性较好,其次为无患子、垂柳、女贞等;根据树种固碳量及生理指标综合测定分析,建议在浙北地区造林绿化中可以优先选用香樟、碧桃、垂柳、无患子、石栎、女贞这些树种.     

光合磷酸化机理的教学探讨

植物生理学教材中光合作用一章的光合磷酸化机理部分,是本章的重点和难点,每当讲到这个内容时,我们都感到很难把这个问题向学生讲请楚,因为现有的几套植物生理学教材在这方面的论述显得不够具体,而师范院校的植物生理学教材在这方面则编写得过份简单,学生总是反映教材中这部分内容不够详细,对光合磷酸化的机理不太明白。为了解决这一问题,我参考了现有的几套植物生理学教材,把有关光合磷酸化机理方面的内容作了比较、分析和归     

温度对禁食大鲵碳氮代谢的影响

本文研究温度对禁食大鲵碳代谢和氮代谢的影响,结果表明：随着温度的升高、禁食大鲵的碳代谢和氮代谢均上升,其代谢率升高,禁食大鲵的代谢率很低,１５℃时,每日每公斤体重内的蛋白质消耗为０．７克左右,从理论上证明大鲵的耐饥能力很强,雄性大鲵比雌性大鲵的代谢率稍高。     

内蒙古温带草原大针茅叶片光合生理特性对氮添加的响应

大气氮沉降增加生态系统氮有效性,优势种植物对不同水平氮输入的响应影响草原生态系统结构和功能。研究设置4个氮添加水平,分析内蒙古温带草原优势种大针茅（Stipa grandis）光合生理特性对不同梯度氮添加的响应。结果表明：低氮（0-2 g m^-2 a^-1）处理时,大针茅叶片氮含量较低,叶绿素含量和1,5-二磷酸核酮糖羧化/加氧酶的活性不高,光能利用效率低,导致光系统II出现过剩激发能,光合器官受到抑制,净光合速率相对较低。适量氮添加（5-10 g m^-2 a^-1）提高了大针茅叶片羧化系统和电子传递系统的氮分配,进而提高了1,5-二磷酸核酮糖羧化/加氧酶的活性以及电子传递速率,净光合速率增大。高氮（25 g m^-2 a^-1）处理时,叶片氮含量较高,但光合氮分配比例下降,降低了光合氮利用效率。大针茅光抑制程度增大,叶绿素含量、1,5-二磷酸核酮糖羧化/加氧酶的活性下降,不利于生物量积累。研究结果有助于进一步了解全球变化背景下草原生态系统优势种的生理响应机制,并为草原的可持续发展提供一定的理论依据。     

双季稻系统周年内早稻光合碳对土壤有机碳的贡献

研究周年尺度的早稻光合碳对双季稻系统土壤有机碳的影响,对于理解农田碳循环及土壤固碳机制具有重要意义。通过盆栽试验,利用¹³C脉冲标记方法分别在孕穗期与灌浆期进行了2次标记处理,研究了年周期内不同时期早稻光合碳在双季稻系统中的分配和对土壤有机碳贡献的差异。研究发现,早稻植株标记1 d后,光合¹³C已向地上与地下部分转移分配。至早稻成熟期,孕穗期标记光合¹³C在"作物-土壤"系统中的回收率为74%,而灌浆期标记处理光合¹³C回收率仅为59%,且孕穗期标记碳在地下部分的分配比例要高于灌浆期标记碳。在当季及后续晚稻季,早稻孕穗期光合碳对可溶性土壤有机碳(DOC)的贡献率均显著高于早稻灌浆期光合碳,至晚稻成熟期,来自于早稻孕穗期标记碳、灌浆期标记碳在DOC中的贡献率分别为9.4%和2.6%。早稻孕穗期光合碳对土壤总有机碳(TOC)的贡献率在两季水稻收获时均显著高于灌浆期光合碳,至晚稻成熟期,早稻孕穗期光合碳对TOC的贡献率可达22%,是灌浆期光合碳贡献率的20.7倍。总体而言,相对于早稻灌浆期,早稻孕穗期光合...