差别分析方法在鉴别C3,C4植物中的应用——以中国东北样带（NECT） …

判别分析是多元统计分析中判断个体所属类型的一种重要方法。以中国东北样带（ＮＥＣＴ）作为研究平台,利用判别分析鉴别植物光合功能型。采用国际上先进的植物光合测定系统ＬＣＡ４便携式光合仪和ＣＩＤ－２０３便携式嘿面积仪在野外所测定的植物生理生态参,选取５１个来自Ｃ３功能群的植物种和１５个来自Ｃ４功能群的植物种构建判别模型,进行光合碳同化途径的判别。     

梭梭和多枝柽柳的枝干光合及其主要影响因子

荒漠植物长期演化过程中保留了枝干光合(Pg)的特性,枝干光合有效减少局部碳损失,且在维持植物正常生理代谢方面发挥重要作用.本研究以古尔班通古特沙漠南缘荒漠植物梭梭和多枝柽柳为对象,利用Li-Cor 6400便携式光合仪与特制叶室相结合监测枝干与叶片光合速率,同时辅以枝干/叶片功能性状(叶绿素含量、含水量、叶/枝面积、碳...     

C_3和C_4植物的氮素利用机制

提高植物的氮素利用效率(NUE)不仅有利于保障全球粮食安全,也是实现农业可持续发展的重要途径。近半个世纪以来,植物氮素利用机理研究已取得重要进展,但NUE的调控机制仍不明确, NUE的提高仍然十分有限。高等植物集光合碳素同化和氮素同化于一体,只有碳氮代谢相互协调,才能维持植物体内的碳氮平衡,保证植物正常生长发育。由于C_3和C_4植物的光合氮素利用率(PNUE)存在差异,对氮素的利用效率也会存在差异。为了更有效地提高作物的NUE,须更全面地了解C_3和C_4植物对氮素吸收、转运、同化和信号转导等关键因子的功能和调控机制。此外,面对大气CO_2浓度增高和全球气候变暖条件下的植物碳氮同化及其机理的研究也不容忽视。该文综述了C_3和C_4植物氮素利用关键因素的差异及其调控机制,并对提高C_3禾本科作物氮素利用效率的遗传改良途径进行了展望。     

海北高寒草甸生态系统研究定位站没有发现C4植物——来自于稳定性碳同位素的证据

通过对海北高寒草甸生态系统研究站25个科、70个属、102种植物叶片的稳定性碳同位素的测定,以确定植物群落的光合型。结果表明,所测定的102种植物的稳定性碳同位素比值(δ^13C)介于-28．24‰和-24．84‰之间,说明这102种植物均属于C3植物,无C4植物或CAM植物。植物这种光合型的分布与该生态系统中的环境因子密切相关,是低温、强辐射等环境因素长期作用的结果,也反映了植物对这种特殊环境的适应。     

C_3植物的C_4光合途径

人类主要的粮食作物小麦、水稻、大豆等均为C_3植物,由于C_4光合途径显著优于C_3途径,因此,优化C_3作物拥有C_4光合途径特征的研究一直在探究中。综述了C_3植物的C_4光舍碳途径的发现、运行机制、诱发因素等,总结了改造C_3植物光合效率的方法并做了简单展望。     

内蒙古浑善达克沙地97种植物的光合生理特征(英文)

 报告了内蒙古浑善达克沙地不同生境下97种不同科、属植物的光合速率、蒸腾速率和水分利用效率特征。结果表明：猪毛菜（Salsola collina）、沙米（Agriophyllum pungens）、黑沙蒿（Artemisia ordosica）、狗尾草（Setaria viridis）、柠条（Caragana microphylla）等具有C4光合碳同化途径或具固氮能力的植物种具有较高的光合能力,其净光合速率大于30 μmol CO2·m-2·s-1, 而大部分具C3途径和无固氮能力的植物种的净光合速率较低,为1.29～10 μmol CO2·m-2·s-1;71%的植物种蒸腾速率集中在2～10 mmol H2O·m-2·s-1。所选出的高光效植物种在当地植被恢复与重建过程中应有很高利用价值。C4植物种占所测植物种的1/5左右,主要分布于固定沙丘上,且随着生境土壤湿度的增大其与C3植物种的光合速率差异逐渐缩小。在3种生境条件下,灌木和草本植物的光合速率和蒸腾速率顺序为：低湿地> 滩地 > 固定沙丘(p<0.01),而乔木为固定沙丘>滩地 (p<0.01) 。不同功能型植物的气体交换特征随生境的不同而异, 在固定沙丘上, 草本的蒸腾速率最高,乔木的水分利用率最高,三者光合速率相差不大。     

光合作用的C_3、C_4途径及其调节(续)

三、C~4途径及其调节 1.C_4途径 C_4植物的光合碳代谢除C_3途径外还有C_4途径,二条途径是紧密联系的(图9)。C_4植物的光合作用碳同化包括三个主要步骤:(1)在叶肉细胞内发     

薇甘菊(Mikania micrantha)非同化器官光合特征及其生态学意义

薇甘菊因为其在新生境的强入侵能力而臭名昭著,有关其入侵的光合生理原因主要集中在叶片光合速率研究,而对非同化器官光合特性少见报道.以叶片为对照,对非同化器官花、果、茎、根的光合电子传递速率、PSII光化效率以及不同器官光合碳固定对群落碳平衡的影响进行了研究,发现尽管非同化器官光合电子传导速率均低于叶片,但是其色素利用效率(叶绿素和类胡萝卜素)显著高于叶片.在生殖生长季节,叶片光合能力明显下降的时期内,非同化器官的光合碳固定对薇甘菊生长起到积极作用.把不同器官的光合碳固定量尺度放大到群体水平发现,基于使用红外线CO2分析法和叶绿素荧光方法计算结果表明,单位土地面积上分布的薇甘菊非同化器官(生殖器官、茎和根等)分别占群体总光合能力的19%和49%,说明非同化器官光合在薇甘菊生长和入侵中可能具有的重要作用.尽管薇甘菊叶片为典型C3植物特征,结果发现了茎以及主叶脉内存在类似C4途径的、具有丰富叶绿体的维管束鞘结构.C4途径的光合效率远比C3植物高可能是薇甘菊非同化器官光合叶绿素效率高于叶片的一个原因,尚需要更多的直接生化证据支持.     

世界上最微型的光合,蒸腾测定仪

绿色植物光合速率和蒸腾速率的测定在生物学研究中有着重要的意义。有关植物光合、蒸腾速率测定的方法很多,其中CO2和H2O气体交换方法应用得最为广泛。自80年代,已有商品性便携式光合、蒸腾测定仪问世。由于科学技术的发展和工艺水平的不断提高,便携式光合、蒸腾测定仪几经改进,已有三代产品先后交替更新。最近,一种更先进的超微型CI-500袖珍式光合、蒸腾测定仪由美国CID公司推出。它既适合实验室内使用,更适合野外应用。该仪器长30cm,截面仅有5×4cm2,全部重量只有0．9kg。该仪器具有如下特点：（1）CI－500具有很强的功能。…     

基于稳定碳同位素技术研究青藏高原东部高寒区植被的光合型

通过对青藏高原东部玛多县境内高寒地区20个科、38个属、62种植物叶片的稳定性碳同位素的测定,来确定植物群落的光合型。结果表明,所测定的62种植物的稳定性碳同位素比值(δ^13C)介于-28．6‰和-25．2‰之间,说明这62种植物均属于C3植物,没有C3植物或CAM植物。植物这种光合型的分布与该研究区的环境因素有密切关系,低温是该区没有C3植物分布的关键因素,同时光合型的分布也反映了植物对独特地理环境的适应。     

海北高寒草甸生态系统研究定位站没有发现C4植物--来自于稳定性碳同位素的证据

通过对海北高寒草甸生态系统研究站25个科、70个属、102种植物叶片的稳定性碳同位素的测定,以确定植物群落的光合型.结果表明,所测定的102种植物的稳定性碳同位素比值(δ13C)介于-28.24‰和-24.84‰之间,说明这102种植物均属于C3植物,无C4植物或CAM植物.植物这种光合型的分布与该生态系统中的环境因子密切相关,是低温、强辐射等环境因素长期作用的结果,也反映了植物对这种特殊环境的适应.     

水杨酸对植物光合作用影响的研究进展

水杨酸作为一种信号分子,对植物呼吸代谢、种子萌发、成花诱导、衰老及抗逆等生理过程都有调节作用,近年来有关水杨酸对植物光合作用影响的研究取得了很大进展。水杨酸能够调节植物叶片气孔运动、光合色素含量、光合机构性能、光合碳同化酶活性等各方面,其效果因浓度、植物种类、环境条件等不同而表现出差异。该文就近年来国内外有关水杨酸对植物光合作用的影响(主要从植物叶片气孔运动、光合色素含量、光合机构性能和光合碳同化酶活性等方面)研究进展进行综述。     

Flaveria属C_4种和C_3-C_4中间型种杂交一代的CO_2交换特性

用Flaveria属不同的C_4种和C_3-C_4中间型种杂交,鉴定了杂种F_1 C_4光合CO_2的交换特性。结果表明:F.brownii(C_4)和F.floridana(C_3-C_4)正反交F_1表观光合强度在两亲值之间,有的植株偏向C_4亲本,有的偏向C_3-C_4亲本。利用这种偏向分布可从F_1中选出高光合能力的材料。从F.palmeri(C_4)和F.pubescens(C_3-C_4);F.brownii(C_4)和F.floridana(C_3-C_4);F.palmeri(C_4)和F.floridana(C_3-C_4);F.trineroia(C_4)和F.anomala(C_3-C_4)的正反交,可以看出:用C_4作父本,杂种F_1具有类似C_4种的耐高温的光合特性。从O_2抑光合反应看,F_1接近中亲值,稍偏向C_3-C_4亲本。CO_2补偿点却与C_4亲本相似,不因正反交而发生偏向分布。通过遗传操作,有可能将C_4光合特性传递给C_2植物。     

内蒙古大针茅草原常见植物在不同土地利用方式下的固碳相关属性

为了探究植物与固碳相关属性在不同功能群、器官和物种间的差异, 以及这些属性对不同土地利用方式的响应, 2012年8月对内蒙古大针茅草原的4个样地(长期无干扰样地、长期自由放牧样地、4年围封样地和4年围封割草样地)进行了群落调查, 并采集样地中的常见植物, 测定了与植物固碳相关的属性, 包括全碳含量、全氮含量、碳氮比、纤维素含量、木质素含量和酸性洗涤纤维含量等。以常见植物为对象, 在功能群水平研究了各土地利用方式下全碳含量、全氮含量和碳氮比的差异; 针对各样地的共有种——糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)、大针茅(Stipa grandis)、冷蒿(Artemisia frigida)、羊草(Leymus chinensis)和猪毛菜(Salsola collina), 从物种和器官水平分析了不同土地利用方式下植物的固碳相关属性。结果表明: 大针茅草原植物不同功能群、物种和器官间的固碳相关属性存在极显著差异, 不同土地利用方式下大针茅草原不同功能型、物种和器官的固碳相关属性有显著差异。与其他利用方式相比, 4年围封割草对植物与固碳相关属性的影响最为明显, 功能群、器官和物种水平的植物氮含量均有下降。糙隐子草和猪毛菜的这些属性对长期自由放牧的响应敏感, 且方向相反。     

光下无CO_2气体处理对叶片光合强度的影响

小麦等C_3植物的叶片在光下经无CO_2或低CO_2气体处理后,通入高CO_2气体,光合强度出现“升、降、升”的波动,而玉米等C_4植物无此现象。不同植物的光合波动幅度不同。强光、高CO_2、低O_2等能缩短第一次光合上升时间,增大光合下降幅度;而低CO_2、高O_2等则减少光合下降幅度。此现象与RuBP及ATP的含量变化有关。     

Traits related to carbon sequestration of common plant species in a Stipa grandis steppe in Nei Mongol under different land-uses

为了探究植物与固碳相关属性在不同功能群、器官和物种间的差异, 以及这些属性对不同土地利用方式的响应, 2012年8月对内蒙古大针茅草原的4个样地(长期无干扰样地、长期自由放牧样地、4年围封样地和4年围封割草样地)进行了群落调查, 并采集样地中的常见植物, 测定了与植物固碳相关的属性, 包括全碳含量、全氮含量、碳氮比、纤维素含量、木质素含量和酸性洗涤纤维含量等。以常见植物为对象, 在功能群水平研究了各土地利用方式下全碳含量、全氮含量和碳氮比的差异; 针对各样地的共有种——糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)、大针茅(Stipa grandis)、冷蒿(Artemisia frigida)、羊草(Leymus chinensis)和猪毛菜(Salsola collina), 从物种和器官水平分析了不同土地利用方式下植物的固碳相关属性。结果表明: 大针茅草原植物不同功能群、物种和器官间的固碳相关属性存在极显著差异, 不同土地利用方式下大针茅草原不同功能型、物种和器官的固碳相关属性有显著差异。与其他利用方式相比, 4年围封割草对植物与固碳相关属性的影响最为明显, 功能群、器官和物种水平的植物氮含量均有下降。糙隐子草和猪毛菜的这些属性对长期自由放牧的响应敏感, 且方向相反。     

远诱1号与遗传工程水稻1号叶片碳同化产物中的稳定性碳同位素比值δ~(13)C的比较

1，5．M磷酸核酮糖核化酶与烯醇式磷酸雨酮酸核化酶对大气中质量较重的‘’C的亲和力不同，造成其叶片有机同化物中‘’C所占的份额出现显著差异。同一光合类型的不同植物种间或同一植物种的各种生态型间同化‘’C能力的差异是不大的，迄今尚未有具有中间型的8‘3C值的报告。除CAM型植物的8‘’C值因温度而有较大变化外，C3、Q类型植物的8‘’C值均比较稳定，C3植物的8”C值一般在一28．l【2．sffe，而Q植物的8‘’C值则一般在．13．5ti．5％c。所以，植物叶片有机碳化合物中稳定性碳同位素比率被认为是一个判定高等植物碳同化途径的…     

C_4作物电子传递速率对CO_2响应模型的构建及应用

准确估算光合电子流对CO_2响应的变化趋势对深入了解光合过程具有重要意义。该研究在植物光合作用对CO_2响应新模型(模型I)的基础上构建了电子传递速率(J)对CO_2的响应模型(模型II),并对用LI-6400-40便携式光合仪测量的玉米(Zea mays)和千穗谷(Amaranthus hypochondriacus)的数据进行了拟合。结果表明,模型II可以很好地拟合玉米和千穗谷叶片J对CO_2浓度的响应曲线(J-Ca曲线),得到玉米和千穗谷的最大电子传递速率分别为262.41和393.07mmol·m~(-2)·s~(-1),与估算值相符合。在此基础上,对光合电子流分配到其他路径进行了探讨。结果显示, 380mmol·mol-1 CO_2浓度下玉米和千穗谷碳同化所需的电子流为247.92和285.16mmol·m~(-2)·s~(-1),分配到其他途径的光合电子流为14.49和107.91mmol·m~(-2)·s~(-1) (考虑植物CO_2的回收利用)。比较两种植物的其他途径光合电子流分配值发现,两者相差6倍之多。分析认为这与千穗谷和玉米的催化脱羧反应酶种类以及脱羧反应发生的部位不同密切相关。该发现为人们研究C_4植物中烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸苹果酸酶型和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸苹果酸酶型两种亚型之间的差异提供了一个新的视角。此外,构建的电子传递速率对CO_2的响应模型为人们研究C_4植物的光合电子流的变化规律提供了一个可供选择的数学工具。     

低浓度CO2对水车前和黑藻光合特性的影响

本实验通过对沉水植物水车前（offelia alismoides）和黑藻（Hydrilla verticillata）进行低浓度C02诱导,研究其光合特性的变化。研究显示,诱导后,水车前的PEPC／Rubisco活性比值由0．45上升到4．17,黑藻由0．47上升到4．17,两种植物的C4途径光合酶PEPC和NAD—ME的活性升高了10倍左右,其他C4光合酶如NAD—MDH和PPDK的活性也大幅升高;诱导后,水车前和黑藻的其他光合特性也发生了显著变化：净光合速率比对照分别提高了50．8％和74．1％,O2对处理组光合速率的抑制分别为对照组的35％和60％,叶绿素荧光基本参数也有显著性变化。研究结果表明,经低浓度C02诱导,水车前和黑藻光合碳同化途径可能由C3转变成为C4。     

C3与C4植物的环境调控

环境条件决定着不同光合类型植物的地理分布范围和区域 ,一般来说 ,C4 植物分布于高温、强光的环境而 C3植物分布于阴凉、湿润的环境 ,且 C4 比 C3植物光合速率高。但环境条件影响着不同光合类型植物的光合潜能的发挥 ,C4 植物在高温、强光、干旱条件下所表现出来的优势在其它环境条件下未必就显现出来。环境条件甚至可以引起 C3、C4 光合途径间的相互转化 ,这使得目前几种鉴别植物光合类型的方法出现不一致的结果。因此 ,在判断植物的光合类型时 ,要注意多种手段的综合利用 ,同时注意植物所处环境条件的影响。