氮素形态对不同专用型小麦生育后期光合特性及穗部性状的影响

采用盆栽的方法研究了氮素形态对不同专用型小麦生育后期光合特性及穗部性状的影响,结果表明：强筋型豫麦34在硝态氮处理下,生育后期衰老延缓,旗叶保持较高的光合速率、PSI活性(Fv／Fo)、PS Ⅱ最大光能转换效率(Fv／Fm)、实际光化学效率(фPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)较高,非光化学猝灭系数(qN)降低,发生光抑制的可能性较小,穗部性状较好,穗粒重最高。中筋型豫麦49和弱筋型豫麦50在酰胺态氮处理下,光合和荧光参数较优,穗粒重较高,有利于实现高产。     

水肥运筹对小麦旗叶光合特性及产量的影响

研究了不同灌水次数及等氮量不同施氮方式对优质强筋小麦品种郑麦9023旗叶净光合速率(Pn)、叶绿素荧光参数等光合性能及产量的影响。结果表明,旗叶Pn、PSⅡ的潜在活性(Fv／Fo)、PSⅡ的光化学最大效率(Fv／Fm)、光化学猝灭系数(qP)、非光化学猝灭系数(qN)及产量在不同灌水次数间的差异均达到显著或极显著水平,其中不灌水处理与灌水处理间的差异较大;在不同施氮处理问,氮肥全部基施与返青期追施(占40％)处理间植株旗叶的Pn、Fv／Fo、Fv／Fm、qP和qN差异不大,但两处理的上述光合参数及产量均明显低于拔节期或孕穗期追施(40％)处理,表明拔节期或孕穗期追施氮肥有助于减缓旗叶光合功能的衰退,延长叶片功能期,提高植株的光合产物积累。研究结果还表明,水、氮运筹对Pn、叶绿素荧光参数及产量性状的调控存在显著的互作效应,其中以灌拔节水 孕穗水并于孕穗期追施氮肥(W2N4)处理组合表现最好。     

拔节期低温对小麦籽粒产量与灌浆期旗叶荧光参数的影响

为探明拔节期低温对小麦生育后期旗叶荧光特性的影响, 以华成3366、扬麦13等7个小麦品种为材料, 在拔节期对小麦进行低温处理, 研究低温对小麦籽粒灌浆期旗叶荧光参数的影响。结果表明, 拔节期低温显著降低小麦籽粒产量, 低温处理下小麦籽粒产量较对照降低44.53%—65.74%, 其中小麦品种生选6号降幅较小、宁麦13降幅较大。拔节期低温对小麦灌浆期旗叶荧光参数具有显著影响。与对照相比, 低温处理下小麦旗叶实际光化学效率(ΦPSⅡ)、最大光化学量子产量(Fv/Fm)、光化学淬灭系数(qP)和表观电子传递速率(ETR)显著下降, PSⅡ非调节性能量耗散的量子产额Y(NO)和初始荧光(F0)显著升高, 最大荧光(Fm)、非光化学淬灭系数(qN)和PSⅡ调节性能量耗散的量子产额Y(NPQ)无显著变化。品种间, 生选6号的Fv/Fm、ETR和ΦPSⅡ等荧光参数低温处理下降幅较小, 宁麦13的Fv/Fm、ETR和ΦPSⅡ等荧光参数低温处理下降幅较大。从相关性分析结果得出, F0与Fv/Fm呈负相关, qP与ETR呈正相关, Y(NO)与ΦPSⅡ呈负相关。表明拔节期低温主要通过增加光损伤、增加热和荧光的光能消耗, 从而降低电子传递速率, 进而降低叶片光系统Ⅱ的最大光化学量子产量、实际光化学效率。并得出旗叶荧光参数受低温影响较小的小麦品种减产较少。     

土壤水分对不同专用小麦后期光合特性及产量的影响

采用盆栽方法,研究了土壤水分对专用小麦生育后期光合特性及产量的影响.结果表明,强筋小麦豫麦34旗叶叶绿素计读数(SPAD值)、PSⅡ活性(Fv/Fo)和PSⅡ最大光能转换效率(Fv/Fm)在土壤相对含水量60%(FC)的条件下最高,光化学猝灭系数(qP)、非光化学猝灭系数(qN)、有效电子传递速率(ETR)和传递的量子产率(Φ2)在80%FC下最高;高产小麦豫麦49旗叶SPAD值、qP、qN、ETR均以80%FC下最高,Fv/Fo、Fv/Fm和φ2受土壤水分影响不大;弱筋小麦豫麦0,除qN在80%FC下最低外,其余光合特性参数均以80%FC的条件下最高.豫麦34产量和蛋白质含量均以60%FC最高,且产量达极显著差异;豫麦49和豫麦0籽粒蛋白质含量以40%FC最高,籽粒产量以80%FC最高,且豫麦49产质差异均达显著水平,而豫麦0的产量差异达极显著水平.     

土壤水分对不同专用小麦后期光合特性及产量的影响

采用盆栽方法,研究了土壤水分对专用小麦生育后期光合特性及产量的影响.结果表明,强筋小麦豫麦34旗叶叶绿素计读数(SPAD值)、PSⅡ活性(Fv/Fo)和PSⅡ最大光能转换效率(Fv/Fm)在土壤相对含水量60%(FC)的条件下最高,光化学猝灭系数(qP)、非光化学猝灭系数(qN)、有效电子传递速率(ETR)和传递的量子产率(Φ2)在80%FC下最高;高产小麦豫麦49旗叶SPAD值、qP、qN、ETR均以80%FC下最高,Fv/Fo、Fv/Fm和φ2受土壤水分影响不大;弱筋小麦豫麦0,除qN在80%FC下最低外,其余光合特性参数均以80%FC的条件下最高.豫麦34产量和蛋白质含量均以60%FC最高,且产量达极显著差异;豫麦49和豫麦0籽粒蛋白质含量以40%FC最高,籽粒产量以80%FC最高,且豫麦49产质差异均达显著水平,而豫麦0的产量差异达极显著水平.     

水分亏缺对不同染色体倍性小麦荧光参数的影响

在盆栽条件下,研究了3种染色体倍性小麦的叶绿素荧光参数受水分亏缺的影响.结果表明,水分亏缺下3种小麦灌浆期旗叶的荧光参数表现为F v/Fm(可变荧光与最大荧光比)、qP(光化学猝灭系数)、ETR(表观光电子传递速率)下降,qN P(非光化学猝灭系数)上升,导致3种小麦的光合速率下降,其中四倍体小麦的这些光合参数受影响最大.试验还发现正常供水下小麦随倍性增大光合速率降低,而qP升高,qN P下降,由此推断小麦从二倍体向四倍体、六倍体进化的过程中,PSⅡ(光系统Ⅱ)天线色素吸收的光能用于光化学反应的份额变大,PSⅡ反应中心非辐射能量耗散能力降低,导致用于光化学反应的光能更容易过量,造成光合机构损伤,引发光抑制,这有可能是小麦在进化中光合速率降低的一个原因.     

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。     

施氮和大气CO2浓度升高对小麦旗叶光合电子传递和分配的影响

采用开顶式气室盆栽培养小麦,设计2个大气CO2浓度(正常:400 μmol.mol-1;高:760 μmol·mol-1)、2个氮素水平(0和200 mg·kg-1土)的组合处理,通过测定小麦抽穗期旗叶氮素和叶绿素浓度、光合速率(Pn)-胞间CO2浓度(C1)响应曲线及荧光动力学参数,来测算小麦叶片光合电子传递速率等,研究了高大气CO2浓度下施氮对小麦旗叶光合能量分配的影响.结果表明:与正常大气CO2浓度相比,高大气CO2浓度下小麦叶片氮浓度和叶绿素浓度降低,高氮处理的小麦叶片叶绿素a/b升高.施氮后小麦叶片PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ反应中心最大量子产额(Fv'/Fm')、PSⅡ反应中心的开放比例(qr)和PSⅡ反应中心实际光化学效率(φPSⅡ)在大气CO2浓度升高后无明显变化,虽然叶片非光化学猝灭系数(NPQ)显著降低,但PSⅡ总电子传递速率(JF)无明显增加;不施氮处理的Fv'/Fm'、φPSⅡ和NPQ在高大气CO2浓度下显著降低,尽管Fv/Fm和qp无明显变化,JF仍显著下降.施氮后小麦叶片JF增加,参与光化学反应的非环式电子流传递速率(Jc)明显升高.大气CO2浓度升高使参与光呼吸的非环式电子流传递速率(J0)、Rubisco氧化速率(V0)、光合电子的光呼吸/光化学传递速率比(J0/Jc)和Rubisco氧化/羧化比(V0/Vc)降低,但使Jc和Rubisco羧化速率(Vc)增加.因此,高大气CO2浓度下小麦叶片氮浓度和叶绿素浓度降低,而增施氮素使通过PSⅡ反应中心的电子流速率显著增加,促进了光合电子流向光化学方向的传递,使更多的电子进入Rubisco羧化过程,Pn显著升高.     

追施氮肥时期对冬小麦旗叶叶绿素荧光特性的影响

在大田条件下,研究了不同追氮时期对小麦旗叶叶绿素荧光特性、光合速率及籽粒产量的影响.结果表明,拔节期追肥较起身期或挑旗期追肥,改善了小麦旗叶PSⅡ的活性(F_v/F_o)、光化学最大效率(F_v/F_m)、光化学猝灭系数(qP)、实际量子产量(ΦPSⅡ)及光合速率,降低了籽粒灌浆中前期非辐射能量耗散,有利于叶片所吸收的光能较充分地用于光合作用,提高了籽粒灌浆后期非辐射能量的耗散,减缓了叶片光抑制程度和衰老进程.拔节期追肥可显著增加穗粒数和千粒重,提高产量.     

不同发育时期冬小麦旗叶的荧光特性研究

首次对4种不同品种冬小麦（Triticum aestivumL.)的旗叶的诱导荧光动力学参数和最大净光合速率（Psat)进行了不同时期的比较,随着小麦从所花期到乳熟期的生长,旗叶的光系统II最大光量子效率（Fv/Fm)变化不大,在乳熟期略有下降,光化学淬灭（qP),光系统II量子产率（φPSII与）和Psat有较大的降低（＞15％）,非光化光学淬灭（qN)均有明显的增大（＞100％）,旗叶的φPSII与Psat的存线性关系（r=0.918),说明了在不同小麦品种中生长的衰老使得旗叶光合作用从能量转化到二氧化碳同化速率都降低。     

早熟桃夏季叶色转红过程中的光化学响应特征

比较研究了‘早美’和‘春蕾’2个早熟桃品种夏季叶色转红对太阳光能的利用和光系统Ⅱ的叶绿素荧光特征的影响。结果表明：早熟桃叶片色素组成的变化会显著影响其光合和叶绿素荧光特性。叶色转红后,早熟桃净光合速率（Pn）日均值、PSII最大光化学效率（Fv/Fm）、PSII实际光化学效率（ФPSII）均上升,无显著光抑制,而绿叶对照‘红花碧桃’的电子传递速率（ETR）、Fv／Fm和ФPSII值均显著下降,7月光合明显受抑制。叶色转红程度较深的‘早美’在夏季高温强光下表现优于‘春蕾’和对照。淬灭分析表明：叶片花色素苷的积累能在短时间内增加PSII天线色素吸收的光能用于光化学反应的份额（P）与用于反应中心热耗散的相对份额（D）。转红后的叶片光化学淬灭系数（qp）显著高于绿叶,PSII光化学效率较高,但耗散过剩激发能的能力显著低于绿叶对照。     

Studies on the Characteristics of Chlorophyll Fluorescence of Winter Wheat Flag Leaves at Different Developing Stages

The parameters of fluorescence induction kinetics and the maximal light-saturated net CO2 assimilation rate ( P sat ) of the flag leaves of four cultivars of winter wheat （Triticum aestivum L.） were compared at three different developing stages for the first time. From the blooming stage to the milky stage, the quantum efficiency of PSⅡ photochemistry ( Fv/Fm ) declined slightly only at the milk stage. The photochemical quenching co-efficient ( qP ), actual quantum yield of photosystem Ⅱ（PSⅡ）electron transport ( Φ PSⅡ) and P sat decreased substantially (>15%), while the non-photochemical quenching co-efficient ( qN ) increased significantly (>100%). There existed a linear correlation between the Φ PSⅡ and the P sat ( r =0.918). The results indicate that with the senescence of the flag leaves of winter wheat the photosynthetic efficiency including that of the energy transport and the CO2 assimilation significantly decreased.     

外源6-BA对低温胁迫下茄子幼苗光合作用、叶绿素荧光参数及光能分配的影响

本文研究了外源6-BA对低温胁迫下茄子幼苗光合作用、叶绿素荧光参数和能量分配的影响。结果表明,外源6．BA显著增加了低温胁迫下茄子叶绿素含量、净光合速率（Pn）、蒸腾速率（t）、气孔导度（Gs）和胞间CO2浓度（c1）;同时外源6-BA明显提高了低温胁迫下茄子幼苗叶片的PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）、PSⅡ潜在活性（R／Fo）、PSII天线转化效率（FvFm）、实际光化学效率（φpsⅡ）、光化学猝灭系数（g,）和光化学反应能量（P）,降低了非光化学猝灭系数（NPQ）、天线热耗散能量（D）,对非光化学反应耗散能量（E）无明显影响。表明外源6-BA处理通过促进低温胁迫下茄子幼苗光合作用,提高光合电子传递效率,从而保护光合系统,降低低温胁迫对植物的损伤。     

Photosynthesis and chlorophyllafluorescence during flag leaf senescence of field-grown wheat plants

The characteristics of photosynthetic gas exchange, chlorophyll a fluorescence, and xanthophyll cycle pigments during flag leaf senescence of field-grown wheat plants were investigated. With senescence progressing, the light-saturated net CO₂ assimilation rate expressed either on a basis of leaf area or chlorophyll decreased significantly. The apparent quantum yield of net photosynthesis decreased when expressed on a leaf area basis but increased when expressed on a chlorophyll basis. The maximal efficiency of PSII photochemistry decreased very little while actual PSII efficiency, photochemical quenching, and the efficiency of excitation capture by open PSII centers decreased considerably. At the same time, non-photochemical quenching increased significantly. A substantial decrease in the contents of violaxanthin and zeaxanthin, but a slight decrease in the content of antheraxanthin were observed. However, the de-epoxidation status of the xanthophyll cycle was positively correlated with progressive senescence. This increase was due mainly to a smaller decrease in zeaxanthin than in violaxanthin. Our results suggest that PSII apparatus remained functional, but a down-regulation of PSII occurred under the steady state of photosynthesis in senescent flag leaves. Such a down-regulation was associated with the closure of PSII centers and an enhanced xanthophyll cycle-related thermal dissipation in the PSII antennae.     

不同干旱胁迫下欧李光合及叶绿素荧光参数的响应

采用人为控制土壤含水量的方法对欧李进行轻度和重度干旱的处理,测定叶片的气体交换和叶绿素荧光参数的日变化。结果表明,干旱胁迫下欧李叶片净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、气孔导度、PSII最大光化学效率、光化学量子效率显著下降,但胞间CO2浓度、非光化学猝灭系数以及叶黄素循脱环氧化状态（Z＋0.5A）/（V＋A＋Z）和Z含量升高。两干旱处理植株的影响程度存在差异。这表明在长时间干旱条件下,欧李叶片光合作用的降低受到气孔与非气孔因素的双重影响,叶黄素循环的启动增加了胁迫条件下的热耗散能力以保护光合机构免受干旱胁迫的进一步伤害。     

华山新麦草光合特性对干旱胁迫的响应

以濒危植物华山新麦草为材料进行盆栽试验,设置3个水分梯度,研究生长指标、气体交换、叶绿素荧光参数、光合色素含量、光响应特征及丙二醛(MDA)含量.结果表明:随干旱胁迫的加剧,株高、叶宽和光合色素含量降低,根长和丙二醛(MDA)含量增加;水分胁迫导致净光合速率(PN)、气孔导度(gs)、蒸腾速率(E)、最大荧光(Fm)、光合电子传递速率(ETR)和光化学猝灭系数(qP)降低,胞间CO2浓度(Ci)、瞬时水分利用效率(WUE)、初始荧光(Fo)和非光化学淬灭系数(NPQ)升高;光系统Ⅱ最大光化学效率(Fv/Fm)不变;干旱胁迫下光响应曲线拟合结果显示,干旱胁迫造成最大光合速率和光能利用效率下降.综上表明,干旱对光系统Ⅱ的伤害是制约华山新麦草光合作用的主要原因.     

铝胁迫对蓼科植物生长和光合、蒸腾特性的影响

采用水培试验,设置5种铝处理浓度,研究了铝对3种蓼科植物酸模叶蓼、杠板归和辣蓼叶片光合、蒸腾和叶绿素荧光参数的影响。结果表明,高铝处理(400μmol.L-1)显著抑制3种蓼科植物地上部和根系生长,并且导致3种蓼科植物叶片叶绿素含量、Chla/Chlb、净光合速率(Pn)、水分利用效率(WUE)、PSII光合电子传递量子效率(φPSII)和光化学猝灭系数(qP)显著下降。中低铝处理(25~100μmol.L-1)时,与对照相比,酸模叶蓼生物量显著增加,杠板归显著减少,辣蓼先增加后减少。其中,酸模叶蓼和辣蓼叶绿素含量、Chla/Chlb、Pn、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)、PSII最大光化学效率(Fv/Fm)、qP均未发生显著变化,但辣蓼WUE、φPSII和非光化学猝灭系数(NPQ)显著下降,酸模叶蓼无显著变化;而杠板归除Ci、Fv/Fm外,其余叶片光合、蒸腾及叶绿素荧光参数均出现显著下降。上述结果表明,酸模叶蓼在中低铝处理条件下可通过保持较高的叶绿素含量、Chla/Chlb、WUE、Pn、PSII反应中心光化学反应效率以及提高非辐射能量耗散来增强其对铝的耐性。     

Photoinhibition and photoprotection in senescent leaves of field-grown wheat plants

Photosynthesis, photosystem II (PSII) photochemistry, photoinhibition and the xanthophyll cycle in the senescent flag leaves of wheat (Triticum aestivum L.) plants grown in the field were investigated. Compared to the non-senescent leaves, photosynthetic capacity was significantly reduced in senescent flag leaves. The light intensity at which photosynthesis was saturated also declined significantly. The light response curves of PSII photochemistry indicate that a down-regulation of PSII photochemistry occurred in senescent leaves in particular at high light. The maximal efficiency of PSII photochemistry in senescent flag leaves decreased slightly when measured at predawn but substantially at midday, suggesting that PSII function was largely maintained and photoinhibition occurred in senescent leaves when exposed to high light. At midday, PSII efficiency, photochemical quenching and the efficiency of excitation capture by open PSII centers decreased considerably, while non-photochemical quenching increased significantly. Moreover, compared with the values at early morning, a greater decrease in CO₂ assimilation rate was observed at midday in senescent leaves than in control leaves. The levels of antheraxanthin and zeaxanthin via the de-epoxidation of violaxanthin increased in senescent flag leaves from predawn to midday. An increase in the xanthophyll cycle pigments relative to chlorophyll was observed in senescent flag leaves. The results suggest that the xanthophyll cycle was activated in senescent leaves due to the decrease in CO₂ assimilation capacity and the light intensity for saturation of photosynthesis and that the enhanced formation of antheraxanthin and zeaxanthin at high light may play an important role in the dissipation of excess light energy and help to protect photosynthetic apparatus from photodamage. Our results suggest that the well-known function of the xanthophyll cycle to safely dissipate excess excitation energy is also important for maintaining photosynthetic function during leaf senescence.