不同秧苗素质和移栽密度条件下臭氧胁迫对水稻光合作用、物质生产和产量的影响

近地层臭氧浓度升高使水稻生长受抑进而使产量下降,但这种影响是否因不同栽培条件而异尚不清楚。2011年依托先进的稻田臭氧FACE(Free Air gas Concentration Enrichment)技术平台,以汕优63为供试材料,臭氧设置大气臭氧浓度(Ambient)和高臭氧浓度(比Ambient高50%),秧苗素质设置弱苗(移栽时无分蘖)和壮苗(移栽时带两个分蘖),移栽密度设置低密度(16穴/m2)、中密度(24穴/m2)和高密度(32穴/m2),研究不同秧苗素质和移栽密度条件下臭氧胁迫对水稻生长和产量的影响。结果表明:高浓度臭氧使水稻结实期叶片SPAD值、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率明显下降,但胞间CO2浓度和叶温无显著变化。高浓度臭氧对水稻拔节前物质生产量没有影响,但使拔节至抽穗期、抽穗至成熟期物质生产量平均分别降低13%和29%,进而使成熟期生物产量和籽粒产量均显著下降。方差分析表明,臭氧与秧苗素质间没有互作效应,但臭氧与移栽密度的互作对最终产量的影响达显著水平。以上结果表明,臭氧胁迫使水稻生长后期光合受阻,导致物质生产和产量显著下降;适当增加移栽密度可能会减少臭氧胁迫下水稻产量的损失。     

亚高温下不同空气湿度对番茄光合作用和物质积累的影响

为了研究亚高温下不同空气湿度对番茄植株光合作用及物质积累的影响,本试验利用人工气候室,在11:00—15:00平均温度为33℃的亚高温条件下,设置3个空气相对湿度处理,分别为70%～80%(高湿)、50%～60%(中湿)和不加湿的30%～40%(低湿)。结果表明:在处理25d时,高湿处理番茄叶片叶绿素含量、净光合速率显著高于低湿处理,而低湿处理果实空洞率比高湿处理高18.4%(P<0.05);在33℃亚高温条件下,70%～80%的相对湿度有利于光合作用的增强和果实品质的提高。     

外源渗透物质对渗透胁迫下小麦幼苗叶片水分状况和光合作用的 …

用ＫＣｌ、ＫＮＯ３、可溶性糖（蔗糖,葡萄糖、果糖）和脯氨酸溶液浸泡小麦幼苗叶片３０ｍｉｎ后以２０％聚乙二醇（ＰＥＧ－６０００）渗透胁迫处理２４ｈ结果表明,昌乐５号和济南１３小麦幼苗叶片的相对含水量（ＲＷＣ）,水势、光合速率和气孔导度都明显增高,荧光参数Ｆｖ／Ｆｍ值则基本不变。     

施氮肥缓解臭氧对小麦光合作用和产量的影响

以小麦(Triticum aestivum)品种‘扬麦16’为试材, 利用开放式空气臭氧(O₃)浓度升高平台, 研究了增施氮(N)肥对O₃对小麦光合作用和产量影响的缓解作用。结果表明, O₃胁迫下灌浆期小麦的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、叶绿素a (Chl a)、叶绿素b (Chl b)、类胡萝卜素(Car)、总叶绿素含量(Chl t)和可溶性蛋白的含量显著降低, 降幅分别为28.95%、31.79%、23.17%、58.89%、68.64%、22.89%、60.31%和32.00%; 胞间CO₂浓度(C_i)变化很小; 成熟期生物量和收获时产量也明显下降, 降幅分别为12.23%和12.63%; 而增施N肥可以增加小麦灌浆期的P_n、Chl a、Chl b、可溶性蛋白的含量, 进而增加小麦生物量和产量, 增幅分别为25.66%、83.05%、121.57%、30.33%、14.94%和10.67%, 而对C_i、G_s、T_r、Car含量无明显影响。O₃和N肥对小麦叶片的P_n、Chl t及可溶性蛋白含量有明显的交互作用。因此, 在大气O₃浓度升高条件下增施N肥对小麦O₃损伤有一定的缓解作用。     

臭氧和气溶胶复合污染对杨树叶片光合作用的影响

由于经济的快速发展, 中国大部分地区正面临着严峻的复合型大气污染, 其中臭氧和气溶胶是两种主要污染物。已有的研究表明臭氧对叶片的氧化性伤害能够抑制光合作用, 而气溶胶可通过增加散射辐射比例或缓解高温抑制促进光合作用。但复合污染下, 臭氧和气溶胶如何共同调控叶片光合作用, 仍缺乏研究。该研究利用北京及周边地区之间的污染梯度, 选择加杨(Populus × canadensis)作为实验对象, 于2012-2013年生长季期间对叶片光合速率进行连续观测, 并同时监测臭氧浓度(AOT40)、气溶胶光学厚度(AOD)、空气温度和冠层内外光合有效辐射(PAR)等环境因子, 以期探讨大气复合污染下臭氧和气溶胶变化对植物叶片光合作用的影响及相关机制。结果表明: (1)臭氧浓度与空气温度、气溶胶浓度之间均呈显著正相关关系, 但气溶胶浓度与空气温度没有显著相关关系; (2)臭氧浓度增加显著抑制了阳生叶片的光合作用, 但气溶胶浓度上升促进了阳生叶片的光合作用; 臭氧浓度升高对阴生叶片光合作用的影响较小, 但气溶胶浓度上升促进了阴生叶片的光合作用; (3)标准化后的结果显示, 臭氧对阳生叶片光合作用的影响最大, 此时气溶胶的促进作用一定程度上补偿了臭氧浓度上升所带来的抑制效应。对于阴生叶片光合作用而言, 气溶胶则是最重要的影响因素。该研究发现复合污染下阴生叶和阳生叶光合响应不同, 这表明冠层结构可能通过影响阴生叶和阳生叶的比例, 从而对植物生长产生不同影响。该研究对理解大气复合污染如何影响光合作用提供了的机理支持, 同时也表明, 为了维持生态系统生产力及功能, 需要同时控制气溶胶和臭氧污染。     

外源渗透物质对渗透胁迫下小麦幼苗叶片水分状况和光合作用的影响(简报)

用ＫＣｌ、ＫＮＯ_３、可溶性糖（蔗糖、葡萄糖、果糖）和脯氨酸溶液浸泡小麦幼苗叶片３０ｍｉｎ后以２０％聚乙二醇（ＰＥＣ－６０００）渗透胁迫处理２４ｈ的结果表明,昌乐５号和济南１３小麦幼苗叶片的相对含水量（ＲＷＣ）、水势、光合速率和气孔导度都明显增高,荧光参数Ｆｖ／Ｆｍ值则基本不变。     

盐碱胁迫对垂丝海棠光合作用及渗透调节物质的影响

该研究以2年生垂丝海棠(Malus halliana Koehne)实生苗为研究材料,设置盐胁迫(NaCl)、盐碱混合胁迫(NaCl+NaHCO_3,1∶1)和碱胁迫(NaHCO_3)3类处理,并以清水作为对照(CK),通过盆栽的方法测定不同时间点垂丝海棠叶片光合色素含量、光合作用参数、叶绿素荧光参数、相对电导率及渗透调节物质含量的变化,以探讨不同盐碱胁迫下垂丝海棠的生理响应特性。结果表明:(1)3种盐碱胁迫条件下,随着胁迫时间的延长,垂丝海棠植株叶片光合色素(叶绿素a、b和类胡萝卜素)的合成受到抑制,且以碱胁迫处理下降低最为明显,碱胁迫40 d后叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)及类胡萝卜素(Car)分别降低67.18%、68.90%和64.67%。(2)垂丝海棠叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)在3种盐碱胁迫下均显著低于CK,而碱处理、盐碱混合处理下的胞间CO_2浓度(C_i),在胁迫20 d时较CK分别升高137.13%和77.66%,胁迫40 d后,则分别降低56.82%和51.89%。(3)随胁迫时间的延长,3种盐碱胁迫处理下的垂丝海棠植株叶片PSⅡ实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))、最大荧光(F_m)、光化学淬灭系数(qP)和最大光化学效率(F_v/F_m)均受到抑制,但碱胁迫下的初始荧光(F_0)与盐处理和盐碱混合处理的非光化学淬灭系数(qN)则表现为升高趋势,且于胁迫40 d后,较CK分别升高60.98%、90.70%和99.15%。(4)胁迫40 d后,盐处理、碱处理及盐碱混合处理植株叶片的相对电导率(REC)分别比CK升高了9.39%、35.07%和29.32%,同时各处理胁迫40 d后的可溶性糖(SS)、脯氨酸(Pro)、有机酸(OA)显著高于CK,且OA对盐碱混合处理更为敏感,其含量显著高于盐处理和碱处理。(5)3种胁迫对垂丝海棠生长和光合的抑制作用表现为碱处理盐碱混合处理盐处理。研究发现,垂丝海棠植株的光合作用受到3种盐碱胁迫的显著抑制,并以碱胁迫的影响程度更大,但其能通过渗透调节物质来应对胁迫,有效缓解盐碱胁迫的伤害,增强自身耐盐碱能力。     

施加外源物质对盐胁迫下水稻生长发育的影响

水稻是重要的粮食作物之一,属于不耐盐的甜土植物,土壤盐渍化是影响其产量和生长发育的主要因素。消除或缓解盐胁迫是当务之急,目前主要应用传统育种、转基因技术及外源物质缓解盐胁迫。拟从外源物质对盐胁迫下水稻的影响作一综述,旨在为水稻生产及抗性育种提供理论依据和实践方法。     

不同类型和强度的干旱胁迫对黑麦草实验种群物质生产与水分利用的影响

 对田间条件下不同类型和强度的干旱胁迫对黑麦草(Lolium perenne)实验种群物质生产与水分利用特征的影响进行了研究。实验结果表明：在周期性和持续性胁迫条件下,轻度与中度胁迫对草群干物质产量的影响相接近并与对照无显著差异,重度胁迫导致干物质产量的降低;渐进性胁迫条件下轻度胁迫对干物质产量的影响与对照相接近,中度和重度胁迫导致产量的降低;在每一种胁迫类型下植物地上部绿色部分的干物质含量与其干物质产量呈反向对应关系;草群干物质产量与栽植桶水分散失量之间呈极显著的直线关系;周期性胁迫条件下中度胁迫提高了草群水分利用效率,持续性和渐进性胁迫条件下草群水分利用效率对干旱胁迫强度的反应随生长季节推移而有所改变。     

不同类型和强度的干旱胁迫对黑麦草实验种群物质生产与水分利用的影响

对田间条件下不同类型和强度的干旱胁迫对黑麦草 ( L olium perenne)实验种群物质生产与水分利用特征的影响进行了研究。实验结果表明 :在周期性和持续性胁迫条件下 ,轻度与中度胁迫对草群干物质产量的影响相接近并与对照无显著差异 ,重度胁迫导致干物质产量的降低 ;渐进性胁迫条件下轻度胁迫对干物质产量的影响与对照相接近 ,中度和重度胁迫导致产量的降低 ;在每一种胁迫类型下植物地上部绿色部分的干物质含量与其干物质产量呈反向对应关系 ;草群干物质产量与栽植桶水分散失量之间呈极显著的直线关系 ;周期性胁迫条件下中度胁迫提高了草群水分利用效率 ,持续性和渐进性胁迫条件下草群水分利用效率对干旱胁迫强度的反应随生长季节推移而有所改变     

外源一氧化氮对NaCl胁迫下番茄幼苗生长和光合作用的影响

以2个耐盐性不同的番茄品种为材料,研究了外源NO供体硝普钠(SNP)处理对100mmol·L-1NaCl胁迫下番茄幼苗生长和光合作用的影响。结果表明:外源NO能使盐胁迫下的番茄幼苗叶片叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)升高,胞间CO2浓度(Ci)下降,叶绿素荧光参数Fv/Fm、Fv/Fo和T1/2增高,脯氨酸和可溶性糖含量升高。可见,外源NO有利于番茄幼苗对光能的捕获和转换,促进番茄的生长,降低盐胁迫对番茄的抑制作用。     

外源硫化氢对冷胁迫下白菜幼苗生长和光合作用的影响

硫化氢(H2S)是调节植物生长发育和响应胁迫的重要气体信号分子,为了增加对白菜(Brassica rapavar.pekinensis)应答冷胁迫生理机制的理解,该研究分析了4℃冷胁迫条件下外源H2S(5μmol·L-1硫氢化钠水溶液熏蒸24h)预处理对白菜幼苗生长、光合作用以及相关基因表达水平的影响。结果发现:(1)冷胁迫诱导后白菜内源H2S主要生成酶编码基因LCD、DCD、DES的表达水平极显著上调,并伴随H2S产率的显著增加,暗示二者之间存在着潜在紧密联系。(2)在冷胁迫条件下,外源H2S预处理的白菜幼苗地上部分高度、叶宽和相对含水量等指标均比对照表现出明显优势;其体内脯氨酸、可溶性糖以及光合色素含量大幅升高,光合速率显著提升,光合作用中部分捕光蛋白、铁氧还蛋白和硫氧还蛋白编码基因表达量同时显著上调。研究表明,生理浓度H2S预处理可通过诱导上调白菜幼苗光合作用的相关基因表达量和提升净光合速率,提高其光合作用强度,促进渗透调节物质积累,有效缓解冷胁迫对其造成的损伤,维持冷胁迫下白菜幼苗的生长。     

保水剂对水分胁迫下辣椒生长及光合作用的影响

以‘超越5号’辣椒品种为试材,研究了中度水分胁迫10d和20d及随后分别复水的过程中保水剂对始花期辣椒植株的生长量、叶绿素以及光合特性的影响。结果显示:(1)水分胁迫显著抑制了辣椒植株的生长、叶绿素含量以及光合作用。(2)添加2‰的保水剂显著提高了水分胁迫下植株的株高、茎粗、干鲜重、叶绿素含量以及净光合速率、胞间CO2浓度、气孔导度和蒸腾速率等光合参数,降低了气孔限制值和水分利用率。(3)保水剂能够显著缓解短时间内中度水分胁迫造成的伤害,但随着胁迫时间的延长保水剂缓解的效果有限。(4)复水后,添加保水剂的植株生长量、叶绿素含量以及光合参数都显著高于未添加保水剂的植株,同时短时间胁迫下恢复的效果明显好于长时间胁迫的效果。研究表明,施加保水剂能通过提高叶绿素含量,缓解水分胁迫对辣椒叶片气孔的限制,从而提高叶片的光合作用效率,促进辣椒植株的生长,且胁迫时间越短,保水剂缓解的效果越好。     

不同土壤水分条件下无机营养对小麦物质生产和水分利用的影响

本文通过讨论不同土壤水分条件下,无机营养对春小麦净光合率、叶片导度、干物质生产、水分消耗等的影响,表明施肥使营养缺乏的春小麦的光合物质生产,水分消耗及水分利用效率(WUE)都明显增大,无机营养对春小麦物质同化和生长的促进要远大于其因增加水分散失而带来的不利影响;在土壤干旱时,施肥春小麦的光合物质生产、水分消耗下降幅度都大于不施肥春小麦,干旱削弱了无机营养在提高春小麦光合物质生产和产量方面的作用。据此,对旱地的合理施肥技术提出了建议。     

镉胁迫对旱柳光合作用和内肽酶变化的影响

通过水培方法,添加不同浓度CdCl2(0、5、25、50 μmol·L^-1)处理14 d,测定叶绿素含量、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性、游离氨基酸含量及内肽酶活性,调查Cd对旱柳光合作用和内肽酶变化活性影响。结果发现：Cd处理降低了总叶绿素、叶绿素a、b含量; Rubisco活性随着介质中Cd浓度增加而降低;Cd抑制根和叶PEPC活性;同对照相比,根中游离氨基酸含量没有显著变化,而叶中游离氨基酸含量增加;不同浓度Cd处理降低根的内肽酶活性,高浓度Cd使叶内肽酶活力增加。这些结果表明,Cd通过降低叶绿素含量,促进叶内肽酶活性和抑制了CO₂羧化酶活性来影响旱柳光合作用。     

阴晴天条件下高CO_2浓度对杂交稻光合作用影响的FACE研究

光和二氧化碳(CO_2)是绿色植物光合作用的两个基本条件.为了明确不同光照条件下,高CO_2浓度对不同杂交水稻光合特性的影响,2017年利用稻田大型FACE平台,以‘Y两优900’和‘甬优538’为供试材料,设置环境CO_2和高CO_2浓度(增200μmol·mol^-1)两个水平,分别在拔节期和灌浆期同时测定阴、晴天气条件下顶部全展叶光合特性参数.结果表明:高CO_2浓度使不同天气情况下两品种叶片的净同化率(P_n)均呈增加趋势,其中晴天条件下的增幅(31%)大于阴天(25%),拔节期的增幅(37%)大于灌浆期(21%),CO_2与天气、CO_2与生育期均存在显著的互作效应.叶片水分利用效率(WUE)对高CO_2浓度的响应趋势与P_n一致.高CO_2浓度环境下叶片气孔导度(g_s)、蒸腾速率(T_r)均呈下降趋势,晴天条件下的降幅略大于阴天.与晴天相比,阴天条件下叶片P_n、g_s、T_r、WUE和L_s平均分别下降41%、18%、41%、26%和27%,差异均达显著或极显著水平.相关分析表明,晴天P_n、g_s、T_r均与阴天时的参数呈极显著正相关关系.表明阴天使水稻生育中、后期叶片光合参数及其对高CO_2浓度的响应均大幅降低,且两品种表现一致.评估未来水稻产量潜力需要考虑天气条件.     

NaCl 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-1 NaCl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-1 NaCl 胁迫没有使盐芥的光合作用受到不良影响。