铀对两种小球藻生长和光合作用的影响

为了探究铀对藻类生长及光合作用的影响,筛选新的基于光合作用的水体铀污染生态风险评价指标,本试验采用不同浓度铀（0、0.5、1、5、10、20mg U·L-1）分别处理普通小球藻(Cholorella vulgaris)和黄龙普通小球藻两种来自不同生境的微藻,在处理后的第3、5、7、10、14d进行相对生长速率、光合放氧速率、叶绿素含量和叶绿素荧光动力学参数等指标的测定。结果表明：（1）0.5mg·L-1低浓度铀处理显著促进两种小球藻的生长和光合作用效率,表现为两种微藻的相对生长速率、光合放氧速率、光系统II最大光化学量子产量Fv/Fm、实际光化学量子产量Y（Ⅱ）、相对电子传递速率rETR等叶绿素荧光参数等指标均显著高于对照, 而5-20 mg·L-1高浓度铀处理则显著抑制两种小球藻的生长和光合作用;（2）黄龙普通小球藻比普通小球藻对铀处理更敏感,在1mg·L-1处理浓度下生长与光合作用就受到显著抑制,可以用来作为水体铀污染生物监测的指示生物;（3）回归分析表明,不同浓度铀处理下,叶绿素荧光参数Y(II)和rETR的响应速度快于相对生长速率、光合放氧速率、叶绿素含量和Fv/Fm等指标的变化,可以作为水体铀污染生态风险评价的敏感指标。     

水葫芦及菠菜光合作用原初光反应的超快光谱研究

采用相同的分离技术,从水葫芦（Ｅｉｃｈｈｏｒｎｉａ ｃｒａｓｓｉｐｅｓ （Ｍａｒｔ）Ｓｏｌｍｓ．）和菠菜（Ｓｐｉｎａｃｉａ ｏｌｅｒａｃｅａ Ｌ．）叶片中提取叶绿体。利用吸收光谱和低温荧光光谱及皮秒荧光单光子计数技术对它们的光谱性质和光系统Ⅱ荧光寿命进行了研究。这两种叶绿体吸收光谱相似,暗示着它们都能高效吸收不同波长的光子。低温荧光光谱显示,水葫芦叶绿体两个光系统之间激发能分配平衡状态差,表明不利     

缺铁对大豆叶片光合作用和光系统Ⅱ功能的影响

通过气体交换和叶绿素荧光测定研究了缺铁对大豆叶片碳同化和光系统Ⅱ的影响。缺铁条件下大豆光合速率(Pn)大幅下降;最大光化学效率(po)下降幅度较小;荧光诱导动力学曲线发生明显的变化,其中电子传递活性明显下降,K相(VK)相对荧光产量提高。缺铁大豆的天线转化效率(Fv'/Fm')、光化学猝灭系数(qP)和光系统Ⅱ实际光化学效率(ΦPSⅡ)降低,而非光化学猝灭(NPQ)则明显增加。此外,缺铁大豆的光后荧光上升增强。据此,认为铁缺乏伤害了光系统Ⅱ复合物供体侧和受体侧的电子传递;缺铁条件下光系统I环式电子传递的增强可能在维持激发能耗散和ATP供给方面起一定作用。     

不同钙素水平对厚皮甜瓜叶片光合作用和保护酶活性的影响

采用深液流无土栽培方式,研究不同钙素水平对厚皮甜瓜叶片光合作用和保护酶活性的影响。结果表明,在缺钙、低钙、高钙胁迫下,厚皮甜瓜叶片中的叶绿素和类胡萝卜素含量明显下降,叶绿素a/叶绿素b比值升高;同时叶片中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性及丙二醛(MAD)含量、相对电导率、可溶性蛋白质含量都明显高于正常供钙的植株。缺钙胁迫下,基础荧光(Fo)下降,低钙和高钙胁迫下Fo 升高,但缺钙、低钙、高钙胁迫下叶片叶绿素荧光参数Fv/Fm、Fv/Fo、Fm、Yield和ETR都明显下降。缺钙胁迫下叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)下降,胞间 CO2 浓度(Ci)升高;而高钙胁迫下 Pn、Gs 下降的同时,Ci 也相应下降,表明缺钙胁迫下的光合抑制主要是由于非气孔限制引起,而高钙胁迫下的光合抑制主要是由于气孔限制引起。     

不同光质对烟草叶片生长及光合作用的影响

通过对烟草植株覆盖白、红、黄、蓝、紫色滤膜获得不同光质,研究了光质对烟叶生长及光合作用的影响。结果表明,与白膜处理相比,红膜与蓝膜处理下的烟草叶片较厚,比叶面积较小,叶绿素a/b比值、净光合速率、可变荧光强度（Fv）和最大荧光强度（Fm）的比值Fv/Fm（PSⅡ最大光化学量子效率）、PSⅡ实际光化学量子效率（ΦPSⅡ）、光饱和点和CO2饱和点均较高。黄膜处理下的叶片较白膜处理的更薄,净光合速率、Fv/Fm、ΦPSⅡ、光饱和点、CO2饱和点均较低。紫膜处理的叶片比叶面积比白膜处理的小,净光合速率和Fv/Fm比白膜的大。实验结果表明红光、蓝光和紫光促进了烟叶的生长,这种促进作用是与其高光合效率紧密相连的;而黄光对烟叶的生长有一定程度的抑制作用。     

NaCI胁迫对盐芥和拟南芥光合作用的影响

本研究检测了与盐芥(Ghellungiella halophila)和拟南芥(Arabidopsis thaliana)光合作用相关的叶绿素、净光合速率(photosynthetic rate,Pn)、气孔导度(stomatal conductance,Gs)、胞间隙CO2浓度以及叶绿素荧光参数等指标,观察到随着NaCl浓度逐渐增加,盐芥的叶绿素a／b值(Chl a／Chl b)、类胡萝卜素／总叶绿素值(Car／Chl)显著高于拟南芥,且二比值变化幅度较小并保持较高水平。盐胁迫下拟南芥净光合速率下降、气孔导度下降和胞间CO2浓度减小。气孔因素是引起拟南芥光合能力下降的主要因素。叶绿素荧光参数的变化表明,50-200 mmol·L-1NaCl降低拟南芥叶绿体对光能的吸收能力,而且降低叶绿体的光化学活性,使电子传递速率和光能转化效率大幅度下降,造成光能转化为化学能的过程受阻,进一步加剧了光合放氧和碳同化能力的降低。而50-200 mmol·L-1NaCl胁迫没有使盐芥的光合作用受到不良影响。     

温度升高对杨树树皮绿色组织和叶片光合作用、叶绿素荧光特性的影响

叶片和树皮绿色组织是杨树两类重要的光合组织,分析其光合特征对温度升高的响应能够全面了解这一植物在适应气候变暖过程中的光合生理变化。本研究设置3个温度梯度(白天温度/夜间温度)23℃/18℃,28℃/23℃及33℃/28℃,分别从光合作用、叶绿素荧光特性等方面研究杨树(Populus alba×Populus berolinensis)叶片与树皮绿色组织对温度升高的响应及二者存在的差异。研究结果表明,随着温度升高,树皮绿色组织和叶片叶绿素含量没有发生明显变化,但树皮绿色组织叶绿素a/b的值随着温度升高明显降低。温度升高对叶片和树皮绿色组织的光合作用产生重要影响,叶片净光合速率(P_n)、光合效率(PE)、叶片气孔导度(G_s)及蒸腾速率(T_r)随着温度升高显著增强,但水分利用效率(WUE)却显著下降。树皮绿色组织净光合速率和光合效率具有和叶片相一致的反应,随着温度升高明显增强,但其它光合气体交换指标未发生显著变化。叶片和树皮绿色组织叶绿素荧光参数对温度升高响应基本一致,光系统Ⅱ实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))、光化学淬灭(qP)、电子传递速率(ETR)及非光化学淬灭(NPQ)在33℃处理均表现为明显地降低,但二者光系统Ⅱ最大荧光效率(F_v/F_m)随着温度升高没有发生降低现象。本研究的研究结果表明气孔因素是导致杨树树皮绿色组织和叶片P_n随着温度升高而增大的主要原因。     

绿盲蝽为害对枣树叶片光合作用及叶绿素荧光特性的影响

【目的】探讨绿盲蝽Apolygus lucorum(Meyer-Dür)为害对枣树叶片光合作用的影响及其机制。【方法】以一年生冬枣Zizyphus jujuba cv.Dongzao和酸枣Ziziphus jujuba var.spinosa树叶片为试材,测定了绿盲蝽为害1,3,5和7 d时枣树叶片光合速率、气体交换、叶绿素荧光参数和叶绿素含量的变化。【结果】绿盲蝽为害3,5和7 d时冬枣叶片的净光合速率(net photosynthesis rate,Pn)较对照分别降低了55.83%,55.42%和59.61%;而酸枣叶片净光合速率仅在5和7 d时较对照分别降低了26.66%和27.34%。冬枣叶片的气孔导度被绿盲蝽为害3,5和7 d时较对照明显降低。冬枣叶片光合速率的下降与气孔导度(stomatal conductance,Gs)和总叶绿素含量的下降呈显著正相关,而酸枣叶片光合速率的下降仅与叶绿素含量显著正相关。绿盲蝽为害后冬枣和酸枣叶片的快速荧光诱导曲线受到显著影响。冬枣叶片的最大光化学效率(maximum photochemical efficiency,Fv/Fm)在绿盲蝽为害不同时间时相对于对照明显降低,而酸枣叶片没有受到明显的影响。绿盲蝽为害不同时间对冬枣和酸枣叶片的光系统Ⅱ放氧复合体(oxygen-evolving complex,OEC)以及光反应活性中心均造成了伤害,但酸枣受到的伤害程度明显低于冬枣。绿盲蝽为害5和7 d后冬枣叶片的光系统Ⅱ的电子传递活性降低,而酸枣叶片光系统Ⅱ的电子传递活性没有受到显著影响。绿盲蝽为害导致冬枣和酸枣叶片的电子传递的量子产额较对照明显降低,酸枣叶片中的降低幅度低于冬枣。【结论】绿盲蝽为害造成枣树叶片净光合速率明显降低,不同品种存在明显差异,冬枣叶片Pn降低程度明显高于酸枣。绿盲蝽为害后枣树叶片净光合速率的下降与叶绿素含量降低呈显著正相关。绿盲蝽为害影响了枣树叶片PSⅡ的结构和功能,导致供体侧的OEC受到伤害,光合作用PSⅡ反应中心失活,PSⅡ反应中心关闭程度增加,电子传递活性受到了抑制,其中酸枣叶片PSⅡ受到的影响明显低于冬枣叶片。     

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。     

不同菠菜品种对海水胁迫的生理响应差异

以耐海水菠菜品种荷兰3号和海水敏感品种圆叶菠菜为材料,采用水培方法,研究了海水胁迫对菠菜叶片、根系质膜的伤害作用以及叶片光合作用、叶绿素荧光参数的影响.结果表明:(1)海水胁迫对荷兰3号单株干重影响不大,而显著降低圆叶菠菜的单株干重,并使2个品种植株的叶片和根系MDA含量增加,质膜透性增大,叶片光合色素含量降低,但荷兰3号的变化幅度(叶片MDA除外)小于圆叶菠菜.(2)海水胁迫下,短期内2个品种由于气孔限制引起叶片胞间CO2浓度(Ci)降低,净光合速率(Pn)下降;长期胁迫下,荷兰3号Pn恢复到对照水平,而圆叶菠菜同化力下降,Pn降低.(3)海水胁迫对荷兰3号光化学猝灭系数(qP)影响不大,实际光化学效率(ΦPSⅡ)明显升高,而圆叶菠菜的qP和ΦPSⅡ均下降;荷兰3号初始荧光(F0)的下降幅度和非光化学猝灭系数(qN)上升幅度比圆叶菠菜大;2个菠菜品种的最大光化学效率(Fv/Fm)均下降,但荷兰3号光抑制程度(1-qP/qN)的升高幅度比圆叶菠菜小.研究结果说明,海水胁迫下,2个耐性不同的菠菜品种植株都产生了光合作用的光抑制和光氧化伤害,使膜质过氧化和叶绿素含量降低;耐性强的品种能够较多地将光能用于光化学反应,热耗散能力较强,光抑制程度较低,膜系统和光合色素受到活性氧的破坏程度较低,保持了较高的净光合速率,最终可明显降低海水胁迫对植株生长的影响.     

萝卜对铀及其伴生金属镉的富集特征与光合生理响应

该研究以萝卜(Raphanus sativus)幼苗为试材,在溶液培养条件下测定了铀(U,50 μmol·L-1)、镉(Cd,10μmol·L-1)单一及复合处理后萝卜幼苗对U、Cd的富集特征及其生物量、光合气体交换参数和叶绿素荧光特性等,探究U单一存在以及与Cd伴生时的生物学效应.结果显示:(1)U、Cd主要分布在萝...     

延长光照时间对烟草叶片生长发育及光合特性的影响

以烤烟品种‘云烟87’为材料,采用夜间人工补光的方式,以自然光照时间为对照,设置增加1h、2h和3h光照3个处理,研究延长光照时间对烟草生长发育、叶绿素含量及光合作用、叶绿素荧光参数和光响应曲线的影响。结果表明:(1)与对照相比,延长光照时间2h处理下烟株叶长、叶宽、株高显著增加,1h、3h处理影响不显著。(2)延长光照处理显著降低比叶面积,提高叶片叶绿素a、b、叶绿素a+b、类胡萝卜素含量,但1h、3h处理的变化幅度小于2h处理。(3)延长光照时间1h和2h处理下叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)显著升高,3h处理影响不大;延长光照处理显著提高了PSⅡ最大光化学量子效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学量子效率(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(qP),降低了非光化学淬灭系数(NPQ),其中2h处理影响幅度最大,但对初始荧光强度F0影响不显著;延长光照处理下烟草叶片的最大净光合速率(Pmax)和光饱和点(Isat)均升高,但光补偿点(Ic)没有明显的变化。研究表明,适当延长光照时间有利于叶片生长发育和干物质积累,提高叶绿素含量,促进光合作用,缓解光抑制现象,充分利用光能,提高叶片光合同化效率。     

钴在油菜中的积累分布及其对光合作用的影响

以甘蓝型油菜(Brassica napus L.)幼苗为材料,分别采用不同浓度的钴(0、10、25、50、100mg.kg-1)土培处理7d,研究钴在油菜体内的分布规律及钴对叶片光合色素含量、光合气体交换参数和叶绿素荧光参数的影响。结果表明:(1)油菜的根、茎、叶均可以吸收积累一定量的钴,油菜对钴的富集量与土壤中的钴含量呈显著正相关,不同器官对钴的积累量存在显著差异,表现为:根>茎>叶,且老叶>嫩叶。(2)土壤中钴浓度为10mg.kg-1时,油菜叶片的色素含量和净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率等光合气体交换参数比对照均显著增加,此后随着钴浓度的增加各参数均显著下降,即钴对油菜光合作用的影响表现出低浓度促进高浓度显著抑制的效应。(3)叶绿素荧光分析表明,钴处理显著影响了油菜叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)的结构和功能,高浓度钴处理显著抑制了PSⅡ反应中心的活性。     

水葫芦及菠菜光合作用原初光反应的超快光谱研究

采用相同的分离技术,从水葫芦(Eichhornia crassipes(Mart)Solms.)和菠菜(Spinacia oleracea L.)叶片中提取叶绿体.利用吸收光谱和低温荧光光谱及皮秒荧光单光子计数技术对它们的光谱性质和光系统Ⅱ荧光寿命进行了研究.这两种叶绿体吸收光谱相似,暗示着它们都能高效吸收不同波长的光子.低温荧光光谱显示,水葫芦叶绿体两个光系统之间激发能分配平衡状态差,表明不利于该植物叶绿体高效利用吸收的光子能.采用三指数动力学模型对测定的光系统Ⅱ荧光衰减曲线拟合,水葫芦叶绿体光系统Ⅱ荧光衰减寿命分别是:138,521和1 494 ps;菠菜叶绿体荧光寿命分别是:197,465和1 459ps.并且归属了荧光组分,慢速度荧光衰减是由叶绿素堆积造成的,中等速度荧光衰减源于PSⅡ反应中心重新结合电荷组分,快速度荧光衰减归属于PSⅡ反应中心组分.基于20ps模型计算的水葫芦和菠菜叶绿体PSⅡ反应中心激发能转能效率分别是87%和91%.该结果与转能效率为100%的观点不一致.实验结果支持PSⅡ反应中心电荷分裂20 ps时间常数模型.根据转能效率,水葫芦生长速度不大于菠菜生长速度,但是,水葫芦叶绿体中含有丰富的胡萝卜素成分,其单位质量叶绿体吸收光能大于单位质量菠菜叶绿体吸收的量.实验结果还暗示植物叶绿体体系传能高效,接近于100%.     

水分胁迫下大丽花光合及叶绿素荧光的日变化特性

以大丽花品种‘粉西施’为试验材料,采用盆栽方法,研究了不同土壤含水量处理对‘粉西施’叶片光合及荧光特性日变化的影响。结果表明:随着水分胁迫程度的加深,大丽花叶片的Pn、Tr和Gs日平均值均降低,Ci日平均值在轻度和中度胁迫下降低,在重度胁迫下升高;在轻度和中度水分胁迫下大丽花Pn降低的主要原因是气孔限制,而重度水分胁迫下是非气孔因素;Pn在水分胁迫下的日变化曲线由单峰型变成双峰型,出现"午休"现象,且Tr和Gs在水分胁迫下的日变化曲线和Pn一致,但Ci日变化较平稳,与Pn相反。随着水分胁迫程度的加深,大丽花叶片的初始荧光(F0)日平均值升高,日变化曲线呈倒"V"型,PSⅡ反应中心可能破坏或可逆失活;Fm、Fv/Fm和ΦPSⅡ日平均值均降低,日变化曲线呈"V"型。水分胁迫使大丽花光抑制程度加深,抑制了PSⅡ的光化学活性,致使用于光化学反应的光能及实际光化学效率降低。研究结果发现,大丽花品种‘粉西施’在不同水分胁迫下都产生了光合作用的光抑制而使净光合速率降低;光合机构可适应轻度和中度水分胁迫而发生可逆失活,没有受到不可恢复的伤害,而重度水分胁迫降低了叶片的光合机构活性,加剧了光抑制程度,严重限制了光合作用;适宜大丽花生长的土壤含水量应为田间最大持水量的30%以上。     

铀在小麦幼苗中的积累分布及其对叶片光系统活性的影响

分别采用不同浓度的铀[0、5、20、50、100mg.L-1 UO2(NO3)2.6H2O]对五叶期的‘西科麦3号’小麦幼苗于水培条件下处理7d,分析小麦对铀的吸收积累情况,并通过快速叶绿素荧光诱导动力学OJIP曲线及820nm光吸收曲线,分析铀对叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)和光系统Ⅰ(PSⅠ)活性的影响。结果表明:(1)小麦对铀的富集系数和转移系数较小,吸收的铀主要集中在根部。(2)铀胁迫显著降低了小麦叶片捕光色素叶绿素b的含量,并显著影响小麦叶片两个光系统的活性;铀显著抑制PSⅡ反应中心的活性,但是对PSⅡ的电子供体侧和受体侧电子传递活性及PSⅠ的活性则表现为促进作用。(3)低浓度的铀处理会影响小麦叶片中两个光合系统之间的平衡,对PSⅠ性能的促进作用显著大于PSⅡ。