钙对NaCl胁迫下杂交酸模(Rumex K-1)幼苗叶片光抑制的减轻作用

一定浓度范围内的外源Ca2 能够减轻NaCl胁迫下杂交酸模(Rumex K-1)叶片的光抑制程度,其中浓度为8 mmol/L时效果最强.Ca2 增加NaCl胁迫下杂交酸模叶片光化学猝灭系数(qP)、PSⅡ反应中心光能捕获效率(Fv‘/Fm‘)和PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ) ,降低QB-非还原性反应中心的相对含量.此外,Ca2 还能降低 NaCl胁迫下叶片的渗透势、增加可溶性蛋白和脯氨酸的含量,而对叶片水势无明显影响. 探讨了Ca2 减轻NaCl胁迫下杂交酸模叶片光抑制程度的可能机理.     

NaCl胁迫增强杂交酸模(Rumex K-1)幼苗叶片的米勒过氧化反应

200 mmol/L NaCl胁迫对杂交酸模(Rumex K-1)幼苗叶片光系统Ⅱ最大光化学效率(Fy/Fm)没有影响,但是显著降低了光合速率和气孔导度,导致细胞间隙CO2浓度和叶绿素含量增加.同时,盐胁迫引起活性氧清除关键酶超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性上升.在光合作用诱导过程中,无论是对照叶片还是盐胁迫叶片,米勒过氧化反应均维持一部分光合电子流.光合作用达到稳定状态后,盐胁迫叶片仍能够通过米勒过氧化反应维持部分光合电子流.强光下,低氧(2%)抑制米勒过氧化反应对对照叶片光抑制程度没有明显影响,而显著增加盐胁迫叶片的光抑制程度.据上述结果推测:盐胁迫下米勒过氧化反应的增强有助于消耗过剩的激发电子,从而降低强光下杂交酸模幼苗叶片的光抑制程度.     

NaCl胁迫增强杂交酸模（Rumex K．1）幼苗叶片的米勒过氧化反应

摘要：200mmol／LNaCl胁迫对杂交酸模(Rumex K-1)幼苗叶片光系统Ⅱ最大光化学效率(Fv／Frn)没有影响,但是显著降低了光合速率和气孔导度,导致细胞间隙CO2浓度和叶绿素含量增加。同时,盐胁迫引起活性氧清除关键酶超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性上升。在光合作用诱导过程中,无论是对照叶片还是盐胁迫叶片,米勒过氧化反应均维持一部分光合电子流。光合作用达到稳定状态后,盐胁迫叶片仍能够通过米勒过氧化反应维持部分光合电子流。强光下,低氧(2％)抑制米勒过氧化反应对对照叶片光抑制程度没有明显影响,而显著增加盐胁迫叶片的光抑制程度。据上述结果推测：盐胁迫下米勒过氧化反应的增强有助于消耗过剩的激发电子,从而降低强光下杂交酸模幼苗叶片的光抑制程度。     

NaCl胁迫对5个树种幼苗叶片叶绿素荧光参数的影响

采用温室盆栽方法,研究了不同质量浓度(1、2和3 g·L-1)NaCl胁迫对香椿[Toona sinensis (A. Juss. ) Roem. ]、刺槐(Robinia pseudoacacia L. )、楸树(Catalpa bungei C. A. Mey. )、北美红栎(Quercus rubra L. )和常绿白蜡(Fraxinus griffithii Clarke)1年生实生苗叶片叶绿素荧光参数的影响.结果表明,5个树种的PSⅡ最大光能转换效率(Fv/Fm)、稳态荧光参数(Fs)、PSⅡ有效光化学量子效率(F′ v/F′ m)、PSⅡ非循环光合电子传递速率(ETR)和PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)总体上均随NaCl质量浓度的提高而逐渐减小,不同处理间及不同树种间各参数均有极显著差异(P<0.01).常绿白蜡的Fv/Fm值在2或3 g·L-1NaCl胁迫条件下显著小于对照,刺槐、香椿和楸树的Fv/Fm值仅在3 g·L-1NaCl胁迫条件下显著小于对照,而北美红栎各处理组的Fv/Fm值均显著小于对照.随NaCl质量浓度的提高,刺槐的Fs值呈先减小后增大的趋势,且在3 g·L-1NaCl胁迫条件下高于对照,但差异不显著;其他4个树种各处理组的Fs值均小于对照.5个树种幼苗叶片的F′ v/F′ m值和ΦPSⅡ值的变化趋势与Fv/Fm值的变化趋势基本一致.随NaCl质量浓度的提高,香椿幼苗叶片的ETR值呈先减小后增大的趋势,且在3 g·L-1NaCl胁迫条件下高于对照;其他4个树种各处理组的ETR值均小于对照.不同树种的Fv/Fm值、Fs值、F′ v/F′ m值、ETR值和ΦPSⅡ值与NaCl质量浓度均呈极显著的负相关关系.研究结果显示,5个树种对NaCl胁迫的适应能力存在差异,刺槐、香椿和楸树对NaCl胁迫的耐性较强,常绿白蜡的耐性较弱,北美红栎对NaCl胁迫最敏感.     

NaCl胁迫对祁连山野生黄瑞香叶片光合叶绿素荧光特性的影响

以4片真叶黄瑞香幼苗为材料,设置不同浓度(0、50、100、150、200mmol·L~(-1))NaCl胁迫处理,采用温室砂培实验系统考察了其幼苗叶绿素含量、叶绿素荧光参数及气体交换参数等光合生理指标的变化。结果表明:(1)在正常环境条件下(对照),黄瑞香叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)的日变化曲线呈双峰型,蒸腾速率(T_r)日变化曲线呈单峰型;较高浓度(100mmol·L~(-1))NaCl胁迫改变了黄瑞香叶片光合特性日变化曲线,导致其P_n、T_r、G_s日变化曲线整体下降,而胞间CO_2浓度(Ci)日变化曲线整体上升。(2)低浓度(50mmol·L~(-1))NaCl胁迫对黄瑞香叶片叶绿素含量及其比值无显著影响,但较高浓度(100mmol·L~(-1))NaCl胁迫则使叶绿素含量显著下降,其比值下降则较平缓。(3)较高浓度(100mmol·L~(-1))NaCl胁迫使得黄瑞香叶片最大荧光(F_m)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ光下最大捕光效率(F_v′/F_m′)、光化学荧光猝灭系数(qP)、PSⅡ实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))均显著下降,却使其初始荧光(F_0)和非光化学猝灭(NPQ)显著上升。研究发现,随着盐胁迫浓度的增加,引起黄瑞香光合速率下降的主要原因是非气孔因素;在轻度NaCl胁迫下黄瑞香有较强的忍耐性,而重度NaCl胁迫则显著降低了叶片的光合机构活性,加剧了光抑制程度,从而严重限制了其叶片的光合作用效率。     

NaCl胁迫对高丛越橘幼苗生长和光合生理特性的影响

以2年生北高丛越橘‘蓝丰’幼苗为材料,采用温室盆栽法研究了不同浓度(0、50、100、150和200mmol·L~(-1))NaCl胁迫处理50d对其生长、光合作用和叶绿素荧光特性的影响,以鉴定高丛越橘的耐盐性,为盐碱地区的越橘引种、栽培提供理论依据。结果显示:(1)越橘幼苗地上部鲜质量和地下部鲜质量在50mmol·L~(-1) NaCl处理下与对照无显著差异,当超过100mmol·L~(-1) NaCl时均显著降低;地上部干质量、地下部干质量、总干质量在低于100mmol·L~(-1) NaCl处理下与对照无显著差异,当超过150mmol·L~(-1) NaCl时均显著降低;在不同浓度NaCl处理下,根冠比与对照均无明显差异。(2)越橘幼苗叶片Chl a、Chl b和总Chl含量在低于100mmol·L~(-1) NaCl处理下与对照无显著差异,当超过150mmol·L~(-1) NaCl时均明显降低。(3)越橘叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)在50mmol·L~(-1) NaCl处理下与对照无显著差异,在超过100mmol·L~(-1) NaCl时均明显下降;在200mmol·L~(-1) NaCl处理下胞间CO2浓度(Ci)、气孔限制值(Ls)明显下降;不同浓度NaCl处理下水分利用效率(WUE)无明显差异;(4)暗适应下最大荧光(Fm)、最大光化学效率(Fv/Fm)、潜在光化学效率(Fv/F0)、PSⅡ光量子产量(ΦPSⅡ)、光合电子传递速率(ETR)、光化学猝灭系数(qP)在低于150mmol·L~(-1) NaCl处理下与对照无显著差异,在200mmol·L~(-1) NaCl时均明显下降。研究表明,越橘幼苗具有一定的耐盐能力,能够忍受100mmol·L~(-1)NaCl胁迫,但在高NaCl浓度胁迫下,气孔限制因素是导致Pn下降的主要原因,此外叶片光合机构受损、叶绿素含量显著减少以及光合电子传递受阻而产生的光抑制,也会导致Pn的下降和生物量的降低。     

不同叶龄杂交酸模叶片光合速率及PSⅡ光化学效率诱导对NaCl胁迫的响应

通过气体交换和叶绿素荧光分析方法研究了杂交酸模(Rumex K-1)幼叶、功能叶和衰老叶的光合速率及PSⅡ光化学效率诱导对NaCl胁迫的响应特征。结果表明,老叶的光合作用对盐胁迫最为敏感,幼叶次之,功能叶对盐胁迫的抗性最强。对照植株幼叶、功能叶和老叶的光合诱导速率相差不大,幼叶和功能叶光合诱导后期受气孔限制的影响。盐胁迫后幼叶和功能叶的光合诱导推迟,出现了一个新的光合适应阶段;老叶仍有部分电子传递功能,但已丧失碳同化能力。盐胁迫后气孔导度不再是叶片光合碳同化诱导过程的限制因素,不同叶龄叶片PSⅡ光化学效率启动所需时间远远小于光合速率启动所需时间,盐胁迫对叶片的PSⅡ光化学效率诱导过程几乎没有影响。     

NaCl胁迫对马齿苋光合作用及叶绿素荧光特性的影响

以马齿苋为材料,采用温室盆栽法研究了14 d NaCl胁迫处理对其幼苗生长、光合作用和叶绿素荧光特性的影响.结果显示:(1)马齿苋幼苗的鲜重和株高在25 mmol·L-1 NaCl胁迫时与对照无显著差异,但其随着NaCl浓度的继续增加均显著降低,且其生物量受到的抑制早于株高.(2) NaCl胁迫下,马齿苋幼苗叶片净光合速率(Pn)降低,胞间二氧化碳浓度(C1)增大,且两者的变化幅度随着NaCl浓度增加而增大.(3)NaCl胁迫下,马齿苋幼苗叶片的初始荧光(F0)、最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、恒态荧光(Fs)、恒态荧光与初始荧光差值(△F0)、PSⅡ潜在光化学效率(Fv/Fo)和PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)均降低,叶片光化学荧光猝灭系数(qP)也在NaCl胁迫下降低,而非光化学荧光猝灭系数(NPQ)则上升;在0～50 mmol·L-1NaCl胁迫下,幼苗叶片各荧光参数下降幅度小于其他高浓度NaCl胁迫.研究表明,在NaCl胁迫条件下,马齿苋幼苗叶片的光合作用受光抑制伤害,但在低浓度NaCl下能够较多地将光能用于光化学反应,光抑制程度较低,保持了较高的净光合速率,明显减轻盐胁迫对植株生长的影响,表现出一定的耐盐性.     

NaCl胁迫下玉米幼苗中一氧化氮与茉莉酸积累的关系

以三叶一心期的玉米幼苗为材料,研究了NaCl胁迫下玉米幼苗根尖和叶片中一氧化氮(NO)和茉莉酸(JA)积累之间的关系.结果表明:NaCl胁迫下玉米幼苗根尖和叶片中NO和JA的含量均增加,且NO积累的时间早于JA;根尖中脂氧合酶(LOX)活性逐渐降低,而叶片中LOX活性显著升高.硝普钠(SNP,NO供体)处理使幼苗的JA含量和LOX活性亦增加;用NO清除剂cPTIO及NO合成的抑制剂L-NAME、NaN3处理幼苗时,可抑制NaCl胁迫诱导的JA积累以及叶片中LOX活性的增加.可见,玉米幼苗在盐胁迫下爆发的NO可能通过调控LOX活性来调节其JA的积累.     

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。     

Characterization of PSII photochemistry and thermostability in salt-treated Rumex leaves

A study was conducted, using chlorophyll fluorescence, rapid fluorescence induction kinetics, and polyphasic fluorescence transients, to determine the effect of salt treatment and heat stress on PSII photochemistry in Rumex leaves. Salt treatment was accomplished by adding NaCl solutions of different concentrations ranging from 50 to 200 mmol/L. Heat stress was induced by exposing the plant leaves to temperatures ranging from 29 to 47 degrees C. The control plants were grown without NaCl treatment. The data acquired in this study showed that NaCl treatment alone had no effect on the maximal photochemistry of PSH or the polyphasic rise of chlorophyll fluorescence. However, the NaCl treatment modified heat stress on PSII photochemistry in Rumex leaves, which was manifested by a lesser heat-induced decrease in photochemical quenching (qP), efficiency of excitation energy capture by open PSII reaction centers (Fv'/Fm'), and quantum yield of PSII electron transport (phiPSII). The data also showed that NaCl treatment compromised the impact of heat stress on the capacity of transferring electrons from Q(A)- to Q(B). Furthermore, the NaCl treatment promoted heat resistance of O2-evolving complex (OEC). In summary, NaCl treatment enhanced the thermostability of PSII.     

NaCl胁迫对茄子嫁接幼苗叶片抗坏血酸和谷胱甘肽代谢的影响

以Torvum Vigor为砧木,栽培品种苏崎茄为接穗,研究NaCl胁迫对茄子嫁接苗和自根苗抗氧化物质含量和H2O2产生及清除酶活性的影响.结果表明;(1)NaCl胁迫可诱导叶片中H2O2的产生,导致膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)的积累,嫁接苗叶片中H2O2和MDA的含量显著低于自根苗.(2)在NaCl胁迫下,嫁接苗叶片中谷胱甘肽还原酶(GR)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性上升,自根苗则下降;NaCl胁迫促进了嫁接苗还原型抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH)的合成,嫁接苗叶片中AsA和GSH的含量显著高于自根苗.由此认为,茄子嫁接苗耐盐性优于自根苗的原因之一在于嫁接苗保持较快的AsA-GSH循环,从而保证GSH和AsA的再生以减轻氧化损伤.     

葎草幼苗的生理生化特征对盐胁迫的响应

采用盆栽法研究葎草(Humulus scandens)幼苗的生物量、气体交换参数、叶水势、叶绿素含量、叶绿素荧光参数、抗氧化酶活性及丙二醛(MDA)含量对不同浓度盐(NaCl)(分别为0、100、200、300、400mmol/L)胁迫的响应,以探讨葎草幼苗对盐胁迫的适应机制及耐性机理。结果表明:(1)随着NaCl胁迫浓度的增加,葎草幼苗生长受到严重抑制,显著降低了根、茎、叶的干重、单叶面积、比叶面积(SLA)和根冠比(R/S)。(2)NaCl胁迫后,葎草幼苗的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO_2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)和叶水势(Ψw)均随盐浓度增加呈显著下降趋势,气孔限制值(Ls)和瞬时水分利用效率(WUEi)却显著增加。(3)NaCl胁迫下,叶绿素a(Chl a)和叶绿素b(Chl b)等光合色素含量以及过氧化氢酶(CAT)活性均显著降低,但超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量显著升高,说明植株的抗氧化酶系统对NaCl胁迫具有积极的响应策略。(4)NaCl胁迫显著提高了幼苗最小荧光(F_o)、可变荧光(F_v)、最大荧光(F_m)、表观光合电子传递速率(ETR)和光化学淬灭系数(qP),有效降低了PSⅡ有效光化学量子产量(F_m′/F_o′)、非光化学淬灭系数(q N),并在不同盐浓度梯度下存在着显著的效果差异。研究表明,低浓度(100mmol/L)NaCl胁迫对葎草幼苗生长没有显著影响,但随着浓度的增加,葎草幼苗的气体交换、叶绿素含量、PSⅡ反应能力、抗氧化酶系统均受到抑制,植株的生长发育受到严重影响。     

NaCl胁迫下交替呼吸途径对叶绿素含量及其荧光特性的影响

以菜豆幼苗作为试验材料,分析了NaCl胁迫下交替呼吸对叶绿素含量以及叶绿素荧光特性变化特征的影响,以探讨交替呼吸途径在逆境下的生理学作用以及植物在盐胁迫下光系统Ⅱ(PSⅡ)的调节作用机制。结果表明:(1)随着NaCl胁迫浓度(0、100、200、300mmol/L)的增高,菜豆幼苗叶片叶绿素含量显著下降,叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)潜在最大光化学量子效率(Fv/Fm)、光适应下最大光化学效率(Fv′/Fm′)、PSⅡ光适应下实际光化学效率[Y(Ⅱ)]和光化学荧光猝灭(qP)与对照相比均显著性下降,而非光化学猝灭(NPQ)较对照组显著增加,同时交替呼吸容量在NaCl胁迫下也显著上升。(2)与单独NaCl胁迫相比,在NaCl胁迫下施加交替呼吸的抑制剂水杨基氧肟酸(SHAM)会导致菜豆幼苗叶片叶绿素含量、Fv/Fm、Fv′/Fm′、Y(Ⅱ)和qP进一步显著下降、NPQ进一步显著增加。研究认为,NaCl胁迫导致菜豆叶片光系统Ⅱ光化学效率下降和光能耗散增加,交替呼吸途径可有效缓解NaCl胁迫下菜豆叶绿素含量的减少以及光系统Ⅱ光化学反应效率的下降。     

外源蔗糖显著缓解盐和热胁迫对菠菜PSⅡ颗粒的伤害

以菠菜(Spinacia oleracea)叶片的PSⅡ颗粒为材料,利用高温(30°C和40°C)和高盐(400mmol.L-1和800mmol.L-1NaCl)处理,研究外源蔗糖在盐、热胁迫下对PSⅡ的保护作用。实验结果表明:盐、热胁迫均对PSII造成伤害,使PSII的最大光化学效率(Fv/Fm)显著下降,盐、热胁迫同时存在时对PSⅡ伤害更为严重。在PSII的保存液中加入不同浓度的蔗糖(100-800mmol.L-1)后,能显著缓解盐和热及盐热胁迫共同作用对菠菜PSⅡ颗粒的伤害,并且在一定浓度范围内,随蔗糖浓度的提高,保护作用越明显。说明一定浓度的外源蔗糖可以显著缓解盐、热胁迫对PSⅡ的伤害。