小麦和玉米叶片两面气孔导性的差异及其与环境因素的关系

气孔是作物与大气进行水汽和CO_2交换的通道,当环境条件发生变化时,作物通过调节气孔的开度来控制叶片内部和外部的气体交换速率。作物群体中叶片两面的小生境有明显差异,在长期进化和适应中形成了两面气孔特性     

气孔对水分利用的调节——Cowan和Farquhar的气孔调节最优化理论

气孔是陆生植物与外界进行气体交换的重要门户,调节控制着水和CO_2的出入。在近十年的气孔生理生态研究中,一方面由于研究气孔的仪器的不断改进,人们不仅能定性地研究气孔的各种现象,也能进行定量分析;另一方面,自Cowan和Troughton提出气     

探究环境因素对植物气孔开闭的影响

气孔是植物进行气体交换的主要通道。探究光照、温度、CO_2浓度对气孔开闭的影响有利于学生深入理解植物的气孔和光合作用及两者的关系,体验科学探究的一般过程,提高科学探究能力。比较了4种植物的气孔结构和数量,筛选出最佳材料并对其进行不同环境因子处理。结果表明:鸢尾的气孔结构清晰,数量适宜,且不同处理下气孔开放率差异显著,是进行气孔开放率统计的最优材料。     

气孔限制在植物叶片光合诱导中的作用

用三种不同的气体交换分析方法研究了玉米、大豆等叶片光合诱导期间的气孔限制作用。发现有利于气孔开放的因素如良好的土壤水分状况、较高的空气湿度等,能够缩短叶片的光合诱导期;CO_2饱和条件下,叶片的光合诱导期比在普通空气条件下的诱导期短得多;在光合诱导后期细胞间隙CO_2度达到稳态值以后,气孔导度的增加伴随着光合速率的提高和气孔限制值的下降。而气孔导度的降低则会引起光合速率的降低和气孔限制值的上升。诱导期存在气孔限制,并在后期占优势。     

SO_2急性处理对一些园林植物色素含量和光谱特性的影响

SO_2通常是冶炼厂、火力发电厂和石油化工联合企业等,在生产中通过烟囱排出的,因此造成大气污染。植物在光合作用过程中,不断地与大气进行频繁的气体交换,在这个交换过程中,SO_2便随着光合作用的原料之一——CO_2一起通过气孔进入植物体内。SO_2进入叶子     

排除气孔活动干扰的光合速率测定法

植物叶片光合的气体交换受气孔的控制,气孔的活动又受多种内外因素的影响而使光合速率出现变化。为避免气孔的干扰,可以在测定光合的同时测量气孔的气阻值,然后利用气阻公式加以校正而求得叶肉细胞的光合速率。或者直接撕去叶表皮再测定其光合速率。这些方法都有其困难和局限。最常用的办法是采取在有充分水分供应条件下照光一段时间来促使气孔开放。CO_2亏缺也是促使气孔开放的一个因素。例如,对撕下的蚕豆叶表皮进行的观察,看到在光下     

长白山天然林内CO2环境初探

大气圈和生物圈之间存在着强烈的CO_2交换过程,植被层对CO_2的吸收与释放是引起大气中CO_2浓度不断变化的主要原因。同时,大气CO_2浓度在空间和时间上的变化又是影响绿色植物光合生产力的一个因素。了解林分内CO_2浓度分布状况对研究一个林分的气体交换     

蒙古沙冬青光合作用特征及其影响因素

通过测定不同季节蒙古沙冬青的气体交换参数,探讨其光合作用的日变化和季节变化特征,旨在为蒙古沙冬青天然种群的保护和恢复工作提供理论依据和参考。结果表明:蒙古沙冬青光合作用具有显著的季节变化特征,总体呈春夏高、秋冬低的趋势;3—9月期间,蒙古沙冬青净光合速率(P_n)在10:00—13:00时均显著下降,但其机制具有季节差异;多元线性回归结果表明,影响蒙古沙冬青P_n的主要生理因子是气孔导度、胞间CO_2浓度和气孔限制值,主要环境因子是空气湿度、大气CO_2浓度和光照强度。本研究认为,蒙古沙冬青生长关键季节是春夏两季,干旱引起的气孔关闭是其光合作用的主要限制因子;建议利用春夏两季进行蒙古沙冬青种群的恢复和重建工作,重点关注其旱季和冬季的保护工作。     

斑驳气孔特点及形成机理

气孔是植物叶片内外气体交换的场所。斑驳气孔在形态结构、动态变化、光合气体交换机制等方面都与常见的普通气孔不同,是植物体响应环境变化而形戍的特殊气孔形式。本文介绍了斑驳气孔的特点及其形成机理。     

夏玉米叶片气体交换参数对干旱过程的响应

目前已经开展了大量的干旱对作物叶片气体交换参数影响的研究,但关于作物叶片气体交换参数对干旱过程的响应及其关键阈值的研究仍较少。基于夏玉米七叶期开始的5个初始水分梯度的长时间持续干旱模拟实验资料,分析了不同强度持续干旱过程中夏玉米叶片气体交换参数(净光合速率Pn,气孔导度Gs,蒸腾速率Tr,胞间CO_2浓度Ci和气孔限制值Ls)的变化规律及其关键阈值。结果表明,玉米的净光合速率(Pn),蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)在干旱发生初期呈大幅度下降,但随着干旱持续会出现一定的适应性。利用统计容忍限方法确定了夏玉米拔节期Pn,Tr和Gs响应干旱的临界土壤相对湿度(0—30cm)分别为53%,51%和48%,对应的临界叶含水率分别为81.8%,81.3%和81.2%。夏玉米光合作用由气孔限制向非气孔限制转换的0—30cm土壤相对湿度均为44%±2%,对应的叶含水率均为77.6%±0.3%。研究结果可为夏玉米干旱发生发展过程的监测预警提供依据。     

水稻叶切片在光合反应液中气孔状态的扫描电镜观察

用溶氧电极测定水稻叶片光合放氧速率,其叶切片浸沉在光合反应液中,切面能与溶液进行气体交换。由于水稻叶切片用的是2.5mm~2,背腹两面气孔数总共有1400—1900多个,因此通过气孔进行气体交换,应该也是一个重要的途径。这方面未见     

兼性景天酸代谢植物CO2气体交换模式的环境调节

长药景天(Sedum speciubile)、土三七(S aizoon)及露花(Mesembryanihemum cord-ifolium)等三种兼性景天酸代谢(CAM)植物的CAM型植株,在阴天能全天吸收CO_2,无第Ⅲ阶段,与其在晴天的CO_2交换模式明显不同:而大叶伽蓝菜(Kalanchoe daigremontiana)、瓦松(Orostachys fimbriatus)及落地生根(Bryophyllum pinnatum)等三种专一性CAM植物,在阴天的气体交换模式仍有第Ⅲ阶段。说明在阴天能全天持续吸收CO_2的气体交换模式,只有兼性CAM植物具有。兼性CAM植物在阴天和晴天的气体交换模式间出现的差异,温度起着主导的作用。高温可加速苹果酸脱羧,温度对气体交换模式的影响即主要是通过影响脱羧速率实现的。专一性CAM植物由于晚上积累的苹果酸较多,使它们在阴天气温较低的条件下脱羧也较快,这是专一性CAM植物在阴天也不能全天吸收CO_2的重要原因。     

气孔器绘图中的气孔位置和细胞壁连接

植物器官表面上的气孔器,是植物体进行内外水分和气体交换的门户,并且结构和分布特征具有一定的类群特点。在植物形态学、分类学和生理学等学科中,气孔器的形态结构特征常受到关注。气孔器由1个气孔及其周围的2个保卫细胞组成,有的植物类群在保卫细胞外围还具2或几个副卫细胞。气孔的开闭活     

高CO2浓度对杂交水稻光合作用日变化的影响——FACE研究

大气二氧化碳(CO_2)浓度增高导致全球变暖,但作为光合作用底物促进绿色作物的光合作用。为了明确高CO_2浓度对杂交水稻结实期光合日变化的影响,2014年利用稻田FACE(Free Air CO_2Enrichment)平台,以生产上曾创高产纪录的两个杂交稻新组合甬优2640和Y两优2号为供试材料,设置环境CO_2和高CO_2浓度(增200μmol/mol)两个水平,测定杂交稻抽穗期和灌浆中期光合作用日变化和成熟期生物量。结果表明,高CO_2浓度环境下两组合抽穗期叶片净光合速率均大幅增加(全天平均52%),但灌浆中期的平均增幅减半,其中Y两优2号这种光合下调表现更为明显。大气CO_2浓度升高使两杂交稻组合抽穗和灌浆中期叶片气孔导度均大幅下降,导致蒸腾速率下降而水分利用效率大幅增加,Y两优2号气孔导度和蒸腾速率对CO_2的响应上午大于下午,而甬优2640表现相反。尽管大气CO_2浓度升高使杂交稻结实期不同时刻胞间CO_2浓度均大幅增加,但对气孔限制值特别是胞间CO_2与空气CO_2浓度之比多无显著影响,两品种趋势一致。大气CO_2浓度升高对甬优2640地上部生物量及其组分的影响明显大于Y两优2号,CO_2与品种间多存在互作效应。以上结果表明,与甬优2640相比,Y两优2号最终生产力从高CO_2浓度环境中获益较少可能与该品种生长后期存在明显的光合适应有关,但这种光合适应似乎不是由气孔限制造成的。     

水分胁迫条件下气孔与非气孔因素对小麦光合的限制

较长时间、中度以上土壤干旱条件下,盆栽小麦叶片光合下降,气孔导度虽然降低,但叶内部CO_2浓度升高,叶肉CO_2导度下降,电子传递和羧化反应受到抑制,表明叶片光合的下降并非气孔部分关闭所致,叶肉细胞光合能力降低是干旱下小麦光合下降的原因。     

新疆准噶尔盆地早侏罗世掌鳞杉科植物化石 及古大气CO2浓度

植物化石气孔参数分析是目前恢复古大气二氧化碳浓度较为精准的方法之一,银杏类和松柏类等是恢复古大气CO_2浓度常用的化石类群。本文利用新疆准噶尔盆地下侏罗统三工河组的松柏类掌鳞杉科Brachyphyllum(Hirmeriella?)sp.化石对早侏罗世大气CO_2浓度进行了重建,获得早侏罗世大气CO_2浓度为～1200ppm,丰富了早侏罗世大气CO_2浓度信息,进一步说明掌鳞杉科植物通过气孔比率法在重建侏罗纪大气CO_2浓度方面的可靠性。掌鳞杉科植物的旱生构造和较高的大气CO_2浓度表明早侏罗世Toarcian期大洋缺氧事件在陆地生态系统内可能产生了一定的响应。     

水分胁迫对小麦叶片光合作用的影响及其与抗旱性的关系

在水分胁迫初期,两个小麦品种叶片光合速率,气孔导度和细胞间隙CO_2浓度降低,气孔限制值增加,光合速率的降低主要是气孔因素的限制。中度到严重水分胁迫使叶片光合速率、气孔导度和气孔限制值降低,细胞间隙CO_2浓度明显增加,且叶圆片放氧能力,叶绿体Hill反应、叶绿素荧光强度和表观量子产额降低,此时光合速率的降低主要是叶肉细胞光合活性的下降引起的。抗旱性弱的郑引一号叶肉细胞光合活性比抗旱性强的丰抗13更容易受到水分胁迫的影响。     

田间小麦叶片光合效率日变化与光合“午睡”的关系

小麦灌浆初期叶片(旗叶)晴天中午光合速率下降(“午睡”)伴随了气孔导度、胞间CO_2浓度下降,而气孔限制值中午升高,进一步证实气孑L中午关闭是光合“午睡”的一个重要原因。叶片光合效率的中午下降并非都伴随着光合“午睡”现象。当两者同时发生时,胞间CO_2浓度降低,而光合速率与气孔导度、胞间CO_2浓度之间的相关性高于光合速率与光合效率之间的相关性。这些事实表明。即使光合效率中午下降是光合“午睡”的部分原因,但较之气孔中午关闭只是一个次要原因。     

不同植物的叶表面

植物在其从水生到陆地的演化过程中,出现了角质层等保护层以防止水分的过度蒸腾,并出现了气孔——集中进行气体交换的场所。气孔和角质层在不同的生长环境中,形成各不相同的特点。旱生植物如夹竹桃,为防止水分的过度蒸腾其叶下表面特化出了气孔窝。气孔窝内着生着若干气孔,并被表皮毛所覆盖。这样既保证了高效率的气体交换,同时也防止了通过气孔造成的水分过度丢失。旱生植物叶表面的其余部位都覆盖着很厚的角质层(图1)。中生植物叶表面的气孔通常直接与空气接触,进行气体交换。气孔的凹凸程度及保护层厚度适中,如中国大叶黄杨     

植物叶片气孔性状变异的影响因素及研究方法

气孔是陆生植物与外界环境进行水分和气体交换的主要通道,在全球水和碳循环中发挥着重要作用.植物的气孔性状包括气孔密度、气孔形状和大小、气孔指数等,是植物在进化过程中对外界环境因子长期适应的结果,并对环境因子变化表现出高度的敏感性.本文评述了国内外近30年来植物气孔性状与大气CO₂浓度、温度、水分、光照等环境因素的关系研究的主要方法和成果,展望了今后植物气孔性状对气候变化响应的主要研究方向.