外源Ca2+对高温强光胁迫下小麦叶绿体D1蛋白磷酸化及光系统Ⅱ功能的影响

用10 mmol·L^-1 CaCl₂溶液预处理灌浆期小麦叶片,以水预处理为对照,然后将预处理植株进行高温强光（35 ℃,1600 μmol·m^-2·s^-1）胁迫,测定胁迫处理过程中小麦旗叶光合电子传递速率、净光合速率、叶绿素荧光参数及D₁蛋白的变化,以研究外源Ca²⁺对高温强光胁迫下小麦叶片类囊体膜D₁蛋白磷酸化和PSⅡ功能的影响.结果表明：CaCl₂溶液预处理使小麦叶片在高温强光逆境下PSⅡ反应中心发生可逆失活,有效抑制了高温强光下D₁蛋白的净降解,保持了较高的D₁蛋白磷酸化水平,暗恢复后PSⅡ反应中心活性迅速恢复,全链电子传递速率和PSⅡ电子传递速率恢复至对照水平,维持了较高的PSⅡ原初光化学效率（F_v/F_m）、实际光化学效率(Ф_PSⅡ)、光化学猝灭系数（q_P）和净光合速率（P_n）.表明外源Ca²⁺通过调节小麦叶绿体D₁蛋白的周转,促进了PSⅡ的正常运转,减轻了高温强光胁迫对叶片光合机构的损伤.     

水杨酸对高温强光下小麦叶绿体蛋白酶Deg5和PSⅡ功能的调节作用

以小麦(Triticum aestivum)矮抗58为材料,采用0.1mmol/L的外源水杨酸(SA)处理小麦叶片,以清水为对照,通过Western blotting蛋白质印记技术和叶绿素荧光分析,研究了高温强光胁迫(38℃和1600μmol m-2s-1)对小麦叶绿体Deg5蛋白酶、D1蛋白和叶绿素荧光参数的影响及SA的调节作用。结果表明,高温强光胁迫导致小麦叶绿体Deg5蛋白酶、D1蛋白含量和PSⅡ最大光能转化效率(Fv/Fm)降低,原初荧光(Fo)升高。和对照相比,外源SA处理可维持较高的Deg5蛋白酶、D1蛋白、Fv/Fm水平和较低的Fo。说明外源水杨酸可减轻高温强光对Deg5蛋白酶和D1蛋白的损伤,维持较强的PSⅡ功能。     

水杨酸对高温强光胁迫下小麦叶绿体D1蛋白磷酸化及光系统Ⅱ功能的影响

为了研究水杨酸（SA）对高温强光胁迫下小麦叶片类囊体膜D₁蛋白磷酸化和PSⅡ功能的影响,用0.5 mmol·L^-1 SA溶液预处理灌浆期小麦叶片,以水预处理为对照,然后将预处理植株进行高温强光（35 ℃,1 600 μmol·m^-2·s^-1）处理,测定胁迫处理过程中小麦旗叶光合电子传递速率、净光合速率、叶绿素荧光参数及D₁蛋白的变化.结果表明：SA预处理有效抑制了高温强光下D₁蛋白的净降解,保持了较高的D₁蛋白磷酸化水平、全链电子传递速率和PSⅡ电子传递速率,维持了较高的PSⅡ原初光化学效率（F_v/F_m）、实际光化学效率(Ф_PSⅡ)、光化学淬灭系数（q_P）和净光合速率（P_n）.表明外源SA通过调节小麦叶绿体D₁蛋白的周转,减轻了高温强光胁迫对叶片光合机构的损伤,有利于PSⅡ的正常运转.     

外源钙对高温强光胁迫下小麦叶中蛋白激酶活性和D1蛋白磷酸化的影响

检测灌浆期叶面喷施10mmol·L-1CaCl2和1mmol·L-1蛋白激酶抑制剂（FSBA）对高温强光胁迫下小麦叶中蛋白激酶活性和D1蛋白磷酸化影响的结果表明,CaCl2可提高而蛋白激酶抑制剂则抑制高温强光下蛋白激酶活性和D1蛋白含量及其磷酸化水平。     

水杨酸对高温强光胁迫下小麦叶绿体基因psbA表达的调节

以0.1、0.3和0.5mmol.L^-1的水杨酸预处理灌浆期的小麦叶片,测定在高温强光胁迫下小麦叶绿体基因psbA表达、D1蛋白含量和PSII功能。结果表明,叶面喷施SA不仅可减缓高温强光对psbA表达的抑制,而且可促进胁迫后在适宜光温条件下恢复表达的水平。     

高温对仁用杏光合特性及PSⅡ光化学活性的影响

为探讨高温胁迫下仁用杏叶片的光合适应机制,以科尔沁沙地生长的4年生'超仁'仁用杏为试材,设置环境温度为25℃、30℃、40℃和50℃处理,利用气体交换技术和快速叶绿素荧光诱导动力学曲线分析技术(JIP-test),研究了仁用杏叶片光合特性和PSⅡ光化学活性.结果表明:在一定温度范围内,随着温度升高,仁用杏通过提高光合色素含量和比例来维持光能的吸收、传递和转换能力,从而保证光合机构正常运转;当高温超过叶片自身生理调节限度后,叶绿素发生分解、净光合速率(Pn)明显下降、胞间CO2浓度(Ci)上升,说明光合作用的下降是由叶肉因素造成的.温度40℃导致单位面积有活性反应中心数量(RC/CSo)显著下降;而50℃高温下荧光诱导曲线中K点(Wk)和J点(Vj)明显增加,高温对仁用杏叶片放氧复合体(OEC)、受体侧和PsⅡ反应中心造成了伤害.此外,50℃高温还导致初始荧光(Fo)显著升高,为对照的2.26倍,PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和光化学性能指数(PI/ABS)分别下降为对照的37.9%和10.3%.高温损害了PSⅡ供体侧和受体侧的功能,造成光合效率下降,这是高温胁迫对仁用杏叶片光合机构伤害的主要机制之一.     

高温强光对小麦叶绿体Deg1蛋白酶和D1蛋白的影响及水杨酸的调节作用

以小麦品种矮抗58为材料,采用0.3 mmol/L水杨酸(SA)溶液预处理灌浆期小麦叶片,以水预处理为对照,进行3种不同的光温处理:适宜温度中等光强(25℃,600 μmol m-2 s-1)2h、高温强光(38℃,1600μmol m-2 s-1)2h、高温强光2h后置于适宜温度中等光强下恢复3h.测定不同光温条件下,小麦叶绿体的Deg1蛋白酶、D1蛋白和PSⅡ功能的变化及SA的调节效应.结果表明,高温强光胁迫导致Deg1蛋白酶和D1蛋白降解,PSⅡ功能发生可逆损伤.与对照相比,水杨酸预处理不仅能够抑制高温强光下小麦叶绿体Deg1蛋白酶和D1蛋白的降解,维持较高的PSⅡ原初光化学效率(Fv/ Fm)、实际光化学效率(φPSⅡ)、电子传递速率和净光合速率(Pn),而且加快回到非逆境下PSⅡ功能的恢复.     

外源Ca2＋对高温强光胁迫下灌浆期小麦叶片光合机构运转的影响

灌浆期叶面喷施10mmol·L-1 CaCl2对高温强光胁迫下小麦叶片光合电子传递、放氧速率、叶绿素荧光参数和D1蛋白的影响结果表明,Ca2＋预处理可保护D1蛋白,削弱其降解,提高光系统I（PSI）和光系统Ⅱ（PSⅡ）子传递速率、全链电子传递速率、净光合速率（Pn）、PSII最大光化学效率（Fv/Fm）、PSII实际光化学效率（ΦPSⅡ）和光化学猝灭（qp）,维持较低的Fo,最终导致小麦适应高温强光的能力提高。     

高温高湿胁迫及恢复对番茄快速荧光诱导动力学的影响

为了研究高温高湿复合胁迫对番茄的影响,以番茄品种“金冠五号”(Jinguan 5)为试材,于2018年6-9月在南京信息工程大学农业气象试验室进行温度、相对湿度与处理天数三因素正交试验,温度设置4个水平(昼温/夜温),即32℃/22 ℃、35℃/25℃、38℃/28 ℃、41℃/31℃,空气相对湿度设置3个水平为50%±5%、70%±5%、90%±5%,4个持续时间(3、6、9、12 d),以28℃/18℃、50%~55%环境下处理的番茄幼苗为对照(CK),测定不同处理下番茄叶片光合参数和快速荧光诱导动力学参数.结果表明:在日最高32~41℃范围内,随着温度升高,番茄光饱和点(LSP)、表观量子效率(AQE)、最大净光合速率(Pmax)、最大光化学效率(Fv/Fm)、光合性能指数(PIabs)、综合性能指数(PItotal)、用于电子传递的量子产额(φEo)、用于还原PSI受体侧末端电子受体的量子产额(φRo)、用于电子传递的光能(ET0/CSm)和有活性的反应中心数量(RC/CSm)均有所降低,快速叶绿素荧光诱导曲线发生变化,J、I、P相降低,且AK小于0.在高温环境下,70%湿度处理的LSP、AQE、Pmax、Fv/Fm、PIabs PItotal、φEo、φRo、ETo/CSm、RC/CSm等指标显著高于50%和90%湿度处理.不同天数处理和恢复期间各指标无显著性差异.研究表明:高温胁迫破坏了番茄幼苗光系统的结构和功能,在超过日最高35℃的环境中,适当增加空气相对湿度至70%,可稳定光合反应中心,缓解高温胁迫对植物光合系统的伤害.     

水杨酸对高温胁迫下黄瓜幼苗叶绿素荧光参数的影响

以津春3号黄瓜为试材,对其喷施0.05、0.1和0.5 mmol/L的水杨酸(SA)溶液,并进行了昼(40±1)℃/夜(30±1)℃高温胁迫处理,研究了黄瓜幼苗四叶期叶片叶绿素荧光参数变化.结果表明,高温胁迫下幼苗叶绿素荧光参数Fo、NPQ等显著升高,Fv/Fm、Fv′/Fm′等明显降低,嫁接苗的变化趋势弱于自根苗;不同浓度的SA溶液可缓解高温胁迫对黄瓜幼苗叶绿素荧光参数的影响,且以0.1 mmol/L的SA处理效果最优.     

遮阴对堇叶紫金牛光合特性和叶绿素荧光参数的影响

堇叶紫金牛是一种特产于浙江和台湾的珍稀濒危植物.为了解堇叶紫金牛对光的需求及适应规律,本文研究了不同光照强度(遮阴率90%、60%、25%及全光照)对其光合特性和叶绿素荧光参数的影响.结果表明： 全光照条件下堇叶紫金牛净光合速率(P_n)、气孔导度(g_s)日变化曲线均呈“双峰型”,出现光合“午休现象”,而遮阴处理下均呈“单峰型”.随遮阴率的增加,堇叶紫金牛叶片P_n和表观量子效率(AQY)均呈先升高后降低的趋势,光饱和点(LSP)和光补偿点(LCP)均呈降低趋势,g_s、蒸腾速率(T_r)、原初光能转换率(F_v/F_m)和PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)均呈升高趋势.遮阴造成叶绿素总量、类胡萝卜素(Car)含量的增加和Chl a/b的降低.遮阴率25%条件下,堇叶紫金牛根冠比(R/T)和比叶重(LMA)均达到最大值.堇叶紫金牛对不同光环境表现出较强的适应性和可塑性,表明光照不足不是其野外种群致濒的主要原因.     

沙尘胁迫对阿月浑子光合作用及叶绿素荧光特性的影响

为了探讨长期沙尘胁迫下阿月浑子叶片光合性能的变化机制,以室内盆栽阿月浑子为材料,对叶片进行覆盖厚度为2mg/cm2(轻度),9 mg/cm2(重度)的沙尘处理,无沙尘覆盖为对照,并分别在处理后第7天、14天、28天和42天,测定叶片光合CO2同化速率,叶绿素含量以及叶绿素荧光特性等参数。结果表明,阿月浑子叶片的净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)随沙尘处理时间延长而下降,重度沙尘处理下Pn和Gs下降幅度比轻度大,胞间CO2浓度(Ci)处理前期增加而后期下降,重度沙尘处理下Ci增幅比轻度小;叶绿素a(Chl-a)、叶绿素b(Chl-b)和总叶绿素含量均随处理时间的延长而下降,在重度沙尘处理下下降幅度比轻度沙尘处理大,Chl-a的下降速率大于Chl-b,叶绿素a和b的比值(Chl-a/Chl-b)在重度沙尘处理下逐渐下降,而在轻度沙尘处理下呈升-降-升趋势;PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)不同程度下降,在重度沙尘处理下下降幅度比轻度沙尘处理大;轻度沙尘覆盖下实际光化学效率(ΦPSⅡ)及非环式电子传递效率(ETR)在处理第42天显著下降,而重度覆盖处理先急剧下降,后期逐渐恢复;非光化学荧光猝灭(NPQ)在轻度胁迫下先下降而后逐步上升,在重度处理下则在处理前期就迅速上升。从而得出结论,阿月浑子轻度沙尘胁迫条件下前期其光合作用非气孔限制贡献率大于气孔限制,随胁迫时间气孔限制逐渐占优势,并且随处理时间的延长其吸收的光能用于保护性耗散量逐渐增加,使其光合CO2同化效率下降。     

高温强光下水杨酸对黄瓜叶片叶绿素荧光和叶黄素循环的影响

在高温强光条件下,研究了外源水杨酸对黄瓜叶片叶绿素荧光参数和叶黄素循环的影响.结果表明,在高温强光胁迫前2 d用50～400 μmol·L^-1水杨酸处理叶片,抑制了高温强光下原初光能转换效率(F_v/F_m)、光合电子传递量子效率(ΦPSⅡ)、最大荧光(F_m)和光化学猝灭系数(qP)的下降,分别比对照提高了16.1%～30.2%、11.9%～33.0%、7.2%～41.0%和27.2%～160.8%,促进了非光化学猝灭系数(NPQ)的升高,比对照提高了13.1%～62.9%,而对初始荧光(F_o)影响不大.水杨酸处理可减小高温强光下叶黄素循环库的下降幅度,使(A+Z)/(V+A+Z)升高,分别比对照高29.5%和24.6%.这些结果说明,水杨酸可通过提高非辐射能量耗散,对高温强光引起的黄瓜叶片光合机构的破坏具有保护作用.     

高温胁迫对光系统Ⅱ异质性的影响

高温胁迫可诱导光系统Ⅱ（ＰＳⅡ）活性中心转化为无活性中心。本文讨论了在高温胁迫导致荧光猝灭的情况下如何用叶绿素荧光动力学计算ＰＳⅡ无活性中心相对含量的问题。正常的小麦叶片其ＰＳⅡ无活性中心相对含量（Ｆｖｉ／ＦＶ）约为０．１５５±０．０１１。小麦叶片经５０℃１分钟高温胁迫后,其Ｆｖｉ（相对于正常Ｆｖ）降至对照的７０％,在随后室温下６０分钟内又降至５０％。而５５℃５分钟和５５℃１０分钟高温胁迫后,在恢复期内其ＰＳⅡ无活性中心的含量从常温的１．４倍左右的基础上分别上升至２．４和２．９倍,说明高温胁迫对ＰＳⅡ中心除了起瞬时钝化作用外,还存在一个间接的较为缓慢的持续钝化作用。     

光逆境对叶绿体叶绿素蛋白质复合物的影响

研究了强光照射对菠菜叶绿体的叶绿素蛋白质复合物及一些光合特性的影响。实验结果表明,随着强光照射时间的延长,首先,属光系统Ⅱ核心的叶绿素蛋白质复合物的CPa带明显减少了,进而属LHCII的寡聚体和二聚体的带有了不同程度的降低,最后,包括光系统I在内的叶绿素蛋白质复合物带大部分被分解了。结果还表明,当光逆境还未使叶绿素蛋白质复合物发生明显变化时,代表光系统Ⅱ活性的Fv/Fo值及DCIP光还原活性就已显著地降低了。     

氮调控对盐环境下甜菜功能叶光系统Ⅱ荧光特性的影响

采用盆栽试验方法,以NaCl为盐分模拟不同盐度环境,研究了施氮(N)对盐环境下生长的甜菜(Beta vulgaris)功能叶光系统Ⅱ (PSⅡ)荧光特性的影响及光合色素含量的变化.结果表明:在轻度、中度及重度盐环境下,施N均能增大PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、PSⅡ实际光量子产量(Y(Ⅱ))、非调节性能量耗散的量子产量(Y(NO))、相对电子传递速率(ETR)及光化学猝灭系数(qp),且在适宜的施N范围内(0-1.2 g·kg-1)上述参数随施N量的增加而增大.各叶绿素荧光参数光响应的结果表明,随着光强的增加,各处理下调节性能量耗散的量子产量(KNPQ))、ETR及非光化学猝灭系数(NPQ)旱上升趋势,相反,Y(Ⅱ)、Y(NO)及qp则呈下降趋势,在有效的光强范围内(0-1 000 μmol·m-2·s-1)施N提高了甜菜功能叶PSⅡ反应中心的开放程度,并且在高光强下调节PSⅡ耗散掉过剩的光能以避免对其反应中心造成伤害.各盐度环境下施N也显著增加了甜菜功能叶叶绿素与类胡萝卜素含量,增大了叶绿素a/叶绿素b值,且叶绿素与类胡萝卜素含量随施N水平的增加而增加.说明盐环境下施N能够增强甜菜功能叶PSⅡ的活性,提高PSⅡ光能利用率,从而增强其对盐渍环境的适应性.     

外源褪黑素对小麦幼苗生理及光合荧光特性的影响

为探讨不同浓度外源褪黑素对小麦幼苗生理及光合荧光特性的影响，该研究以良星99为供试材料，测定不同浓度褪黑素处理下小麦幼苗生长形态、光合及荧光参数以及抗氧化酶活性等关键指标。结果表明：(1)0.1μmol·L^-1的褪黑素处理显著提高了小麦植株的光合能力，叶绿素Chl a、Chl b和Chl (a+b)以及叶绿素荧光参数调节性能量耗散的量子产额Y(NPQ)、表观光合传递速率(ETR)和非光化学淬灭(NPQ)均在褪黑素浓度为0.1μmol·L^-1时达到增加最大值；PSⅡ最大光合效率(Fv/Fm)、最大光能转化潜力(Fv/Fo)随褪黑素浓度升高逐渐降低；光化学淬灭(qL)随褪黑素浓度增加先下降后上升。(2)与CK(0μmol·L^-1)相比，低浓度褪黑素显著降低小麦根和叶中过氧化物酶(POD)及小麦叶中过氧化氢酶(CAT)的活性，高浓度褪黑素处理显著增加小麦POD的活性；小麦根中丙二醛(MDA)含量随褪黑素浓度的增加先下降后上升。综上表明，适量褪黑素处理可促进小麦的生长，使小麦光合能力维持在较高水平，并通过POD和CAT调节不同褪...     

干旱胁迫对燕麦生长及叶片光系统Ⅱ活性的影响

以‘燕科2号’燕麦品种为试验材料,采用盆栽控水的方式分别设置正常供水(75%田间持水量)、中度干旱胁迫(60%田间持水量)、重度干旱胁迫(45%田间持水量)3个水分处理,利用叶绿素荧光技术研究了不同水分梯度下燕麦生长和叶片光反应系统Ⅱ(PSⅡ)功能的变化,探讨干旱胁迫对燕麦叶片光合性能的影响。结果表明：(1)干旱胁迫导致燕麦株高变矮,叶片数、主茎数、穗数减少,叶片失绿发黄及籽粒产量显著下降。(2)与正常供水相比,重度干旱胁迫下燕麦叶片最大光化学效率(F_v/F_m)和光合性能指数(PI_ABS)显著降低。(3)重度干旱胁迫导致燕麦叶片单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)和单位反应中心耗散掉的能量(DI₀/RC)明显下降,单位反应中心用于电子传递的能量(ET₀/RC)和单位反应中心捕获的光能(TR₀/RC)明显升高;有活性反应中心的开放程度(Ψ₀)和电子传递链的量子产额(φ_E0)明显下降、非光化学淬灭最大量子产额(φ_D0)明显升高,V_J、V_K、V_L 3个位点的相对荧光强度明显升高,OJIP曲线初始斜率M_o明显升高。研究发现,燕麦叶片PSⅡ对中度干旱胁迫具有较强的适应能力,而重度干旱胁迫严重伤害其叶片PSⅡ反应中心,导致其反应中心能流分配失衡,电子传递受阻和PSⅡ稳固性减弱,进而影响燕麦光合作用,最终导致燕麦生长受到抑制。     

水淹对水芹叶片结构和光系统Ⅱ光抑制的影响

通过探讨在水淹条件下水芹（Oenanthe javanica）叶片结构的变化以及出水对其光系统II功能和光抑制的影响,阐明水芹光合机构在水淹条件下及出水后死亡的可能原因。结果表明：水淹条件下新生沉水功能叶光系统Ⅱ（PSⅡ）最大光化学效率（Fv/Fm）、电子传递活性与对照叶片差异很小,但水淹使气生功能叶的Fv/Fm显著降低;植株总生物量呈负增长趋势;活体弱光条件下,沉水叶出水后2小时叶片相对含水量（RWC）和Fv/Fm无显著变化;中等光强和强光条件下其RWC和Fv/Fm迅速降低;离体条件下,5小时的中等光强对沉水叶的Fv/Fm影响不显著,在随后的弱光下能恢复到出水时的初始状态;强光能使沉水叶的Fv/Fm大幅降低,且弱光下不能恢复到出水时的初始水平;在解剖结构上,水芹沉水叶的叶片总厚度、上下表皮厚度和气孔大小都显著低于气生叶,而且沉水叶没有明显的栅栏组织分化,但是沉水叶上表皮的气孔密度显著高于气生叶。研究结果表明,水淹使水芹原气生叶PSⅡ功能迅速衰退,但对新生沉水叶片影响很小。水芹植株出水后,沉水叶片结构变化使其在光下保水能力下降,而强光导致了光合机构的光抑制和反应中心失活。田间条件下两者共同作用则加剧了对叶片光合机构的破坏,进而致使其死亡。     

外源甜菜碱对盐胁迫下枸杞光合功能的改善

研究了外源甜菜碱对盐胁迫下枸杞扦插苗叶片光合功能的影响。结果表明,外源甜菜碱能使盐胁迫下的枸杞叶片叶绿素荧光动力学参数Fo、Fm、Fv、Fv／Fm、Fm／Fo和Fv／Fo增高,使光合色素叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)和类胡萝卜素(Car)含量明显增加,叶绿素a与b的比值(Chla／Chlb)升高,类胡萝卜素与叶绿素的比值(Car／Chl)降低,说明外源甜菜碱有利于植物对光能的捕获、吸收、传递和转换,提高叶片的光合活性,降低盐胁迫对植物的抑制作用。