不同培养基对发菜细胞生长和光合活性的影响

研究测定了发菜(NostocflagelliformeBorn.etFlah.)细胞在不同培养基中的生长速率、光合作用和叶绿素荧光活性。结果显示培养11d后:Detmer培养基中叶绿素a的含量为1.08mg/L,Kratz-Myers培养基中叶绿素a的含量为1.87mg/L,水生104号培养基中叶绿素a的含量为1.21mg/L,BG11培养基中叶绿素a的含量为2.18mg/L,表明在BG11培养基中培养的细胞具有最高生长速率;与另外4种不同浓度的BG11培养基相比,上述BG11培养基培养的发菜具有最大的光合速率Pm(218.1μmolO2.mg-1chla.h-1)和最高的PSII光化学效率(Fv/Fm=0.349)。实验结果表明,BG11是适合发菜生长的培养基,对其光合作用和叶绿素荧光活性具有显著促进作用。     

遮荫对油用牡丹植株生长和光合特性的影响

设置100%全光照(L0)、50%全光照(L1)、25%全光照(L2)和15%全光照(L3)4种光环境,分析不同遮荫环境对油用牡丹的生长、光合作用及叶绿素荧光参数的影响。结果表明:(1)油用牡丹的花朵数量、比叶重、气孔密度在L2和L3处理下显著低于L0处理,但L1较L0无显著变化;随着遮荫水平增加,油用牡丹种子数量、气孔器面积百分比逐渐下降,且在4个不同处理间差异显著。(2)油用牡丹叶片最大净光合速率(Pmax)、光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)在遮荫条件下均有不同程度降低,L2和L3处理的Pmax和LSP显著低于L0,但L1较L0无显著变化。(3)L3处理的光系统Ⅱ(PSⅡ)的最大量子效率(Fv/Fm)为0.76,显著低于其余3个光照处理;随光化光诱导时间的增加,开放的PSⅡ反应中心的激发能捕获效率(Fv′/Fm′)呈逐渐下降并趋于稳定的趋势,而PSⅡ的实际量子产量效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)、非光化学猝灭系数(NPQ)呈逐渐增加并趋于稳定的趋势,稳定后的Fv′/Fm′、ΦPSⅡ值表现为L0L1L2L3,NPQ大小顺序为L3L2L1L0,但不同处理间的qP无显著差异。研究发现:过度遮荫(15%~25%自然光强)严重抑制了油用牡丹的净光合速率,而且与产量直接相关的花朵数量和种子数量也显著下降,最终造成严重减产;在云南昆明地区50%~100%之间的自然光可能是油用牡丹较为合适的生长光强。     

模拟淹水对杞柳生长和光合特性的影响

以1年生红皮柳(Salix integra cv.hongpi)和青皮柳(Salix integra cv.qingpi)为试验材料,研究了人工模拟淹水胁迫对两个杞柳品种的生长、气体交换及叶绿素荧光的影响.经过75d的淹水处理,两个品种的存活率均为100％.在试验过程中,红皮柳和青皮柳都产生了有利于吸收氧气的不定根和肥大的皮孔,但在产生的时间上红皮柳较青皮柳迟lOd左右.渍水处理促进了青皮柳的生长和光合作用,而红皮柳在渍水和轻度淹水胁迫处理下的生长、叶绿素含量(Chl)、净光合速率(PN)和气孔导度(Gs)都明显低于对照.随着淹水时间的增加,红皮柳的非光化学淬灭系数(NPQ)持续增加并高于对照,最大光化学量子效率(Fv/Fm)持续下降且明显低于对照;青皮柳的非光化学淬灭的值增加幅度较小,最大光化学量子效率一直在0.8-0.85之间波动,与对照相比都无显著差异.以上的实验结果表明在淹水胁迫下红皮柳的光合运转机构受到了一定程度的损伤,而渍水处理则促进了大青皮的生长,因此青皮柳较红皮柳而言更耐淹,更适合在河岸带和消落区生长.     

遮荫对雪茄外包皮烟生长和光合特性的影响

采用全光照(Lck)与遮荫处理———透光率为71%(L1)、63%(L2)和22%(L3),对雪茄外包皮烟生长发育及其光合特性进行了研究.结果显示:(1)随着透光率的降低,烟株茎变细,叶片变薄;株高和叶面积各处理均先增加后降低,且在L2遮荫条件下株高和叶面积显著高于其它处理,分别达最大值(32.5 cm,47 620 cm2);根系干重显著降低,总干重先增加至透光率为63%时达最大值,当透光率降至22%时又显著降低;净光合效率(Pn)呈先增加后降低趋势,且在透光率为71%的遮荫条件下达最大值;(2)遮荫处理可显著提高雪茄外包皮烟叶绿素含量和Fv/F0值,使ΦpsⅡ、Fv/Fm和QP值增大、QN和Chl a/b的值降低.研究表明,透光率为63%的遮荫处理下雪茄外包皮烟植株地上部分生长最好.     

暖温带落叶阔叶林辽东栎和五角枫生长和光合生理生态特征对模拟氮沉降的响应

暖温带落叶阔叶林在维护区域生态系统功能和平衡中起着重要的作用, 研究其在氮添加下的生长和生理生态响应, 有助于深入理解暖温带落叶阔叶林在全球氮沉降背景下的生长和变化规律。该研究通过在北京东灵山落叶阔叶林的模拟氮沉降控制实验, 以优势种辽东栎(Quercus wutaishanica)和伴生种五角枫(Acer pictum subsp. mono)为研究对象, 设置对照和氮添加2种处理, 每种处理4个重复, 对照样地不做处理; 氮添加样地施加尿素(CO(NH₂)₂), 总的氮添加量为100 kg·hm ^-2·a ^-1, 测定氮添加对其生长和光合生理生态特征的影响。结果显示: 氮添加显著提高了两个树种的净光合速率、蒸腾速率、叶绿素含量, 同时扩大了叶片光系统II反应中心电子传递体库, 增加了基于光合电子流驱动的初级受体醌(Q_A)被还原的周转次数。氮添加也增加了两个树种当年生枝条的长度和生物量, 同时在一定程度上提高了辽东栎种子的质量。辽东栎光合作用氮利用效率、枝条生物量对氮添加的响应程度明显超过五角枫。在未来氮沉降加剧的情景下, 东灵山暖温带落叶阔叶林优势种辽东栎的优势地位会进一步加强。     

光状况对油松苗生长和光合特性的影响

人们用藻类和农作物为材料对光与植物生长和光合作用的关系进行了大量的研究。 但是对木本植物,特别是对乔木的研究很少。油松(Piuns Tabulaeformis Carr.)是我国北方的主要造林树种之一,对它的光合生理生态学特性的研究鲜有报道。为了解它的光合性状和生长与光的关系,并为育苗和抚育等林业生产措施提供理论基础。本文就不同光质光量条件下生长的油松苗的光合性状和生长特性进行了研究。     

模拟酸雨胁迫对茶树幼苗生长和光合生理的影响

茶是世界三大饮料之一,并且茶树在中国被广泛种植。酸雨是中国乃至全球面临的主要环境问题,本研究选用一年生茶树幼苗作为实验材料,品种为湘妃翠,采用盆栽的方法培养,通过模拟pH值2.5、pH值3.5、pH值4.5酸雨以及自来水(pH值6.5)作为对照对茶树进行全喷淋,探究模拟酸雨对茶树幼苗生长状况和光合生理的影响。结果表明pH值4.5模拟酸雨对茶树幼苗生长有一定促进作用,pH值2.5模拟酸雨对茶树幼苗生长具有抑制作用。茶树幼苗SPAD值(叶绿素相对含量)、以及叶绿素荧光参数Fv/Fm(PSⅡ最大光能转换率)、Fv/Fo(PSⅡ潜在活性)在pH值2.5酸雨胁迫下与对照组相比都显著降低,Fo(初始荧光产量)则显著增大。由此说明pH值2.5模拟酸雨对茶树幼苗具有较强的胁迫作用,pH值4.5模拟酸雨对茶树幼苗生长有促进作用。     

草甘膦对可食用蓝藻葛仙米生长和生理的影响

葛仙米（N．sphaeroides）的产量和产地面积逐年减少,这可能与当地广泛使用除草剂草甘膦有关。为此,本文测定了不同浓度（0．15、0．30、0．45、0．6mmol／L）的草甘膦处理的葛仙米的颗粒大小、干重、叶绿素荧光、叶绿素浓度。所有测量参数与浓度和时间显著相关：0．15mmol／L处理组的颗粒直径较对照组小15％（2d后）;叶绿素a浓度和最大量子产率（Fv／Fm）在最高浓度组（0．6mmol／L）4d后开始受到影响;第8天,相对生长速率（以干重计算,大于0．15mmol／L）、光合作用活性（大于0．3mm01／L）均受显著抑制,其中0．15mmol／L处理组相对生长下降60％,而更高浓度处理组出现负生长,0．6mm01／L组藻体漂白死亡。结合实验结果,文章讨论了草甘膦的毒性机理及其对葛仙米（N．sphaeroides）的潜在影响。     

3种芽孢杆菌菌剂对望天树苗木生长和光合特性的影响

为加快望天树(Parashorea chinensis)幼苗的生长,采用随机区组试验设计,1.5 a生望天树实生苗分别接种胶质芽孢杆菌(Bacillusmucilaginosus)、侧孢芽孢杆菌(B.laterosporus)和巨大芽孢杆菌(B.megaterium)菌剂。结果表明,3种芽孢杆菌菌剂处理对苗木的生长、光合指标均有提高,其中苗高、地径增量分别较对照提高了30.2%～57.2%和5.3%～49.7%,根系活力提高了74.5%～227.4%,净光合速率提高了15.3%～227.6%。6.0×109cfu/g的巨大芽孢杆菌处理的苗高、地径、生物量、根表面积、根平均直径、叶面积、叶绿素含量及净光合速率、实际光合效率、光化学淬灭系数均表现最好,与苗木质量指数和隶属函数法分析结果一致。因此,6.0×109 cfu/g巨大芽孢杆菌对望天树苗木生长发育的促进作用最大。     

水淹导致皇冠草光合机构发生变化并加剧其出水后光抑制

通过气体交换和叶绿素荧光等方法研究了水淹及胁迫解除后皇冠草不同功能叶的光合特性及光抑制的变化.结果表明:与对照相比,气生叶(全淹组淹水前形成的功能叶)在水淹条件下叶片大小和气孔没有明显变化,但沉水叶(全淹组淹水后新生的功能叶)的叶面积增加,气孔变小,上表皮气孔密度增加.水淹导致气生叶碳同化能力、光化学效率和叶绿素含量下降.沉水叶在发育过程中碳同化能力、光化学效率和叶绿素逐渐升高.气生叶和沉水叶出水后其活体叶片在强光下的相对含水量急剧下降,发生明显的光抑制;而弱光下无明显光抑制发生.出水后离体叶片强光照射下6h后两种功能叶均发生严重光抑制,且弱光下不能恢复.因此,可以认为淹水条件下,沉水叶上表皮气孔密度的增加使其蒸腾速率提高;沉水叶较强的碳同化能力和增加的叶面积是确保其植株水下生存的重要因素;强光使气生叶和沉水叶出水后均发生严重光抑制,导度和蒸腾速率提高导致的叶片失水则加剧了这一过程,两者共同作用导致自然条件下两种功能叶的出水死亡.     

亚热带10种蕨类植物光响应模型拟合及光合特性研究

通过合适的光响应模型来准确计算植物光合参数是研究植物光合特性的重要手段。为深入了解亚热带蕨类植物的光合特性,采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、指数模型和直角双曲线修正模型等4种常用光响应模型分别对10种亚热带蕨类植物进行光响应曲线拟合。通过分析决定系数(R~2)、均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)、光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)、最大净光合速率(P_nmax)、暗呼吸速率(R_d)和表观量子效率(AQE)等9种参数,探讨亚热带蕨类植物的光响应模型拟合效果及其光合特性。结果表明：直角双曲线修正模型和非直角双曲线模型对本研究10种亚热带蕨类植物的拟合效果较好,其中直角双曲线修正模型的LSP拟合效果最好,非直角双曲线模型的拟合精度最高。光合参数的聚类分析和TOPSIS(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution)综合评价法表明,10种亚热带蕨类植物的光合特性既具有相似性又存在物种特异性。黑鳞耳蕨(Polystichum makinoi(Tag...     

底栖铜藻和漂浮铜藻生长与光合生理的比较

铜藻是构成"金潮"的关键种.为了探索"金潮"的爆发原因,采集同一位点的底栖和漂浮铜藻,在温度15℃、光照强度5000 lx条件下,经过7天培养后,比较了两类铜藻生长速率和各组织部位(新生叶、老叶、气囊、枝干)生长以及光合生理的差异.结果表明:漂浮铜藻的生长速率(RGR)为8.25％? d-1,而底栖铜藻的RGR仅为5....     

Effects of Inorganic Nitrogen Availability on the Sporophytes of Acrostichum Aureum L.

Plants grown at low irradiance were fertilized with 0, 60, and 600 g m_-3 NH₄NO₃ once every fortnight. Plants treated with high N concentrations showed an increased growth, producing longer and broader fronds with larger areas, and were darker green in colour. Nitrogen also increased the content of chlorophyll (Chl) and carotenoids per leaf area unit. Different N treatments did not affect the photosynthetic efficiency of photosystem 2, as reflected by the high values of Chl fluorescence kinetics F_v/F_m, ranging between 0.81 to 0.84, and F_v/F₀ of 4.30 to 5.10. An increase in photochemical quenching (q_P), accompanied by a decrease in non-photochemical quenching (q_N), was observed in sporophytes fertilized with increased concentrations of NH₄NO₃. Nitrogen availability allowed sporophytes of Acrostichum aureum to become more established under natural condi tions. This revised version was published online in September 2006 with corrections to the Cover Date.     

遮荫下高原濒危药用植物川贝母(Fritillaria cirrhosa)光合作用和叶绿素荧光特征

测量了川贝母遮荫和全光下叶片光合生理参数和叶绿素荧光参数,探讨了其遮荫下生理生态学指标的变化和强光下的光适应机制,且对光合生理的测量过程给出了全面系统的介绍.川贝母日光合曲线呈双峰变化,遮荫后川贝母光合效率(Pmax)、细胞内CO2浓度(Ci)分别增加了31.1%、10%(p<0.01),有效光反应光强域值(PFD)增加了331.5 [μmol/(m2·s)],最大表观量子效率(AQY)和气孔导度(COND)也有所增加,暗呼吸速率(Rd)和叶片蒸汽压亏缺(Vpdl)明显降低,此均有利用光合产物的积累;F′v/F′m(光照下反应中心能量捕获效率)、qP(光化学淬灭)、ETR(电子传递效率)、Psips2(PSⅡ的效率)分别增加了14.7%(p<0.01)、8.8%(p<0.01)、10%(p<0.01)、24.2%(p>0.05),促进了川贝母叶片对光能的利用;Fv/Fm(光化学效率)变化不明显,说明"灯笼花"阶段,全光下川贝母没有受到到明显的胁迫,光合机构未遭到破坏.当自然光强超过光饱和点时,川贝母主要通过提高非化学淬灭,耗散过多吸收的热能以防止光合机构的破坏.当出现极端气候(高温干旱)时,川贝母繁育退化现象("树儿子"或"灯笼花"阶段退回到"一匹叶"生长阶段)可能是对环境适应的主要方式.另外川贝母叶片狭小、叶片倾角较大降低了强光辐射的有效面积,在形态结构上有利于避免过高光强对叶光合器官的损伤.     

Effects of shading on photosynthetic characteristics and chlorophyll fluorescence parameters in leaves of Hydrangea macrophylla

Aims The objectives were to investigate the effects of different light intensities on photosynthetic characteristics and chlorophyll fluorescence parameters, to clarify the physiological responses and photo-protective mechanisms of Hydrangea macrophylla to changes in light regimes in view of the distribution of energy absorbed and photosynthetic characteristics.Methods Three light regimes including natural and shade (shading rate 50% and 75% of natural light) were applied to plants for 60 days. After the treatment, the gas-exchange, chlorophyll a fluorescence and photosynthesis-light curves were measured by a portable leaf gas exchange system (LI-6400).Important findings The results showed that the weak light intensity treatment reduced dark respiration rate, light compensation point and light saturation point of plant, but increased apparent quantum yield, suggesting that plants had the physiological strategy to utilize the weakening light by reducing respiration. The net photosynthetic rate, intercellular CO₂ concentration, transpiration rate and water use efficiency of plants grown below 50% of natural light showed significant difference compared with natural and shading rate 75% of natural light. There were significant difference between natural and shade treatments in the maximal quantum efficiency of PSII (F_v/F_m), as indicated that it was significantly less at full light than that at 50% of natural light. Initial fluorescence intensity (F_o) of plants was higher at full light than that at 50% of natural light, suggesting that photoinhibition occurred in natural light. The non-photochemical quenching (NQP) decreased with the aggravation of shade stress, indicating that shading decreased the efficiency of photochemical reaction by reducing the fraction of incident light in photochemical energy utilization and decreased thermal dissipation through regulating energy distribution in photosystem II (PSII) in the leaves of Hydrangea macrophylla. In general, the 70% of incident light in photochemical energy utilization was distributed to thermal dissipation, 20% was distributed to non-regulated energy dissipation and 4% was distributed to effective photochemical reaction. In conclusion, responses of plants to increased irradiance are governed by strategy: to utilize a high fraction of incident light in photochemistry and regulate energy dissipation in PSII and weaken the accumulation of excess excitation energy in PSII to protect the photosynthetic apparatus in the leaves of H. macrophylla under saturated radiation.     

遮荫对濒危植物崖柏光合作用和叶绿素荧光参数的影响

崖柏(Thuja sutchuenensis)是我国特有的极度濒危植物。目前尚缺乏从光合生理角度对其濒危机制开展讨论与研究。光是影响植物生存和生长发育最重要的环境因子之一,且有可能成为植物种群自然更新的主要限制因子。因此,通过人工遮荫方式,探讨了3种光环境下(L0全光,L1-50%全光,L2-25%全光)崖柏幼苗的光合能力及叶绿素荧光参数的差异。结果表明,遮荫导致了叶片表观量子效率和最大净光合速率增加。随着生长光强的降低,崖柏幼苗的暗呼吸速率、光补偿点和光饱和点均有所下降。叶绿素荧光参数方面,遮荫导致了PSⅡ原初光能转换效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、PSⅡ有效光量子产量(Fv'/Fm')和非光化学猝灭系数(NPQ)增加;但随着生长光强减弱,崖柏幼苗叶片的光化学猝灭系数(PQ)和电子传递速率(ETR)逐渐降低。同时,遮荫也造成了叶片叶绿素含量(Chla+Chlb)的显著增加。结果表明,崖柏对光具有较强的耐受范围(尤其是低光)和内在调节机制,初步判定崖柏林下光照的不足不会成为崖柏自然更新的决定性限制因子。