叶面喷施褪黑素对干旱及复水下玉米光合特性和抗氧化系统的影响

为揭示叶面喷施外源褪黑素(MT)在干旱胁迫及复水下调控玉米的生理机制,该研究以玉米‘陕科9号’为试验材料,叶面喷施100 μmol·L^-1褪黑素,在重度干旱胁迫和复水后测定叶片相对含水量(RWC)、叶面积、地上部生物量、光合机构活性以及抗氧化酶活性等指标。结果表明：(1)外源喷施褪黑素能有效缓解干旱胁迫诱导的玉米生长发育抑制,同时显著提高干旱胁迫下玉米叶片光系统(PSⅡ和PSⅠ)有效量子产量［Y(Ⅱ)和Y(Ⅰ)］,并降低干旱胁迫下叶片PSⅠ 受体侧和供体侧限制引起的非光化学能量耗散的量子产量Y(ND)和Y(NA)。(2)喷施外源褪黑素显著增强了干旱胁迫玉米植株叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)及谷胱甘肽还原酶(GR)活性,显著降低了其丙二醛(MDA)和过氧化氢(H₂O₂)含量;同时外源褪黑激素也显著上调了其相应抗氧化酶活性相关基因的表达量。(3)复水后,干旱胁迫下经褪黑素处理的玉米植株叶片上述各参数恢复速度较单独干旱胁迫处理植株更快。研究认为,叶面喷施褪黑素有效缓解了干旱胁迫对玉米叶片的光合机构的损伤,增强了叶片抗氧化酶活性及相关基因的表达,显著降低了膜脂过氧化伤害程度,且复水后显著促进叶片生理功能的恢复,表明外源褪黑素可通过改善干旱及复水下玉米叶片光合效率和抗氧化能力,从而促进植株生长以适应干旱多变的环境。     

干旱胁迫对玉米苗期叶片光合作用和保护酶的影响

以玉米品种郑单958(抗旱性强)和陕单902(抗旱性弱)为材料,采用盆栽控水试验,设置3个干旱处理(轻度干旱,中度干旱,重度干旱)和正常灌水,研究了干旱胁迫对玉米苗期叶片光合速率、叶绿素荧光以及相关生理指标的影响。结果表明:(1)干旱胁迫下2个品种叶片净光合速率(P_n)和气孔导度(G_s)显著下降,胞间CO₂浓度(C_i)出现了先下降后上升,而气孔限制值(L_s)上升后下降,说明中度干旱胁迫下叶片P_n下降是气孔因素引起的,重度干旱胁迫下P_n降低主要由非气孔因素引起的。(2)随着干旱胁迫的加剧,2个品种叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)的实际量子产量(φPSⅡ)、电子传递速率(ETR)和光化学猝灭(qP)一直下降,而非光化学猝灭(qN)上升后下降,说明中度干旱下热耗散仍是植株重要光保护机制,重度干旱时叶片光合电子传递受阻,PSⅡ受到损伤。(3)干旱胁迫下2个品种叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性先升高后降低,而丙二醛(MDA)含量一直升高,说明干旱胁迫初期对保护系统酶活性升高有诱导作用,重度胁迫下活性氧清除酶的活性下降,导致细胞膜伤害。这些结果暗示,轻度和中度干旱胁迫下2个玉米品种通过减少光捕获、热耗散和酶活性调节协同作用稳定了光合机构功能,是P_n下降的气孔限制因素;而重度干旱胁迫下光系统Ⅱ和抗氧化酶系统损伤,是P_n下降的非气孔限制因素;郑单958的各生理参数比陕单902受旱影响小,干旱胁迫下仍具有较高的光合效率和较强的保护酶活性是郑单958抗旱的主要生理原因。     

模拟干旱和盐分胁迫对沙枣幼苗PSⅡ活力的影响

通过PEG-6000和NaCl模拟实验研究了干旱和盐分胁迫对沙枣幼苗叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)活力的影响。结果显示:PEG胁迫使沙枣幼苗叶片PSⅡ在300μs时相对于FJ-Fo的可变荧光比值(Wk)升高,却降低了单位反应中心密度(RC/CSo)和最大量子产量(Fv/Fm),导致效能指数(PIABS)随水势降低而显著下降,阻碍了电子传递链中供体和受体侧的电子传递,也抑制了叶绿素的合成,从而全面抑制PSⅡ的活力;NaCl胁迫对沙枣叶片PSⅡ活力没有显著影响。比较两种处理等渗溶液下的结果发现,盐离子对沙枣叶片PSⅡ活力具有正效应,它抵消了渗透效应对沙枣叶片PSⅡ活力的抑制作用,这可能与盐离子进入叶片细胞,减轻了渗透胁迫有关。     

铅胁迫对玉米幼苗叶片光系统功能及光合作用的影响

通过同时测定玉米叶片的叶绿素荧光快速诱导动力学曲线和对820 nm光的吸收、分析叶片的气体交换过程以及叶绿体活性氧清除关键酶的活性,研究了不同浓度的铅(Pb)胁迫对玉米光系统Ⅰ(PSⅠ)、光系统Ⅱ(PSⅡ)的光化学活性和光合作用的影响,并分析了Pb胁迫下两个光系统的相互关系.结果表明:铅胁迫显著抑制了玉米地上部分和地下部分的生长、降低了叶片光合色素含量、并通过非气孔因素限制了光合作用、导致过剩激发能的增加;铅胁迫显著抑制了超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性、伤害了PSII反应中心、PSII的受体侧和供体侧(放氧复合体)以及PSI光化学活性.     

24-表油菜素内酯对干旱胁迫下辣椒叶片快速叶绿素荧光诱导动力学曲线的影响

以辣椒品种“超辣九号”为试材,采用15%的PEG6000模拟干旱,研究了0.1μmol·L^-1外源24-表油菜素内酯(EBR)处理对干旱胁迫下辣椒叶片快速叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP)的影响。结果表明:干旱胁迫降低了辣椒叶片的光化学效率和光合性能,导致干旱光抑制的发生。干旱胁迫既损伤了辣椒叶片PSⅡ供体侧放氧复合体(OEC),同时也对PSⅡ反应中心和受体侧造成伤害,阻碍了光合电子传递;干旱胁迫还导致单位叶面积有活性反应中心数目(RC/CS)的下降,并降低了单位叶面积吸收的光能(ABS/CS)、捕获的光能(TRo/CS)和进行电子传递的能量(ETo/CS),同时诱导了单位叶面积热耗散(DIo/CS)的增加。这说明辣椒遭受干旱胁迫后启动了相应的防御机制,一方面通过PSⅡ的可逆失活减少光能吸收与传递,另一方面通过促进热耗散减少过剩激发能的积累。EBR处理改善了干旱胁迫下辣椒叶片PSⅡ受体侧的电子传递,缓解了单位叶面积有活性反应中心数目的减少,优化了光合电子传递的进行,并维持相对较高的热耗散能力,从而减轻了干旱光抑制程度,对干旱胁迫下辣椒叶片光合机构和光合性能起到保护作用。     

干旱胁迫对杨树幼苗生长、光合特性及活性氧代谢的影响

2011年4-10月在山东省林业科学研究院试验苗圃,选取欧美I-107杨扦插苗为试材,采用盆栽控水试验,研究了不同水分处理(正常水分、轻度干旱、中度干旱和重度干旱)对杨树幼苗生长和气体交换、叶绿素荧光特性、活性氧代谢的影响.结果表明: 与正常水分处理相比,轻度、中度和重度干旱胁迫下的地径生长量分别下降12.8%、44.5%和65.6%,苗高生长量分别下降12.2%、43.1%和57.2%;随着胁迫强度的增加和胁迫时间的延长,杨树幼苗叶片的PSⅡ光能转化效率、实际量子产量、光化学猝灭系数、净光合速率和气孔导度在轻度胁迫下缓慢下降,而在中度和重度胁迫下迅速下降;非光化学猝灭系数在轻度胁迫下显著升高,而在中度和重度胁迫下先升高后降低;叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均先升高后降低,但对干旱胁迫和活性氧的响应存在一定差异;叶片相对电导率、丙二醛含量显著增加,质膜受损,大量离子外渗,且重度胁迫下质膜的损害最严重.轻度干旱胁迫下,I-107杨树幼苗具有较高的光合效率和较强的抗氧化保护酶系统;而中度和重度干旱下,其光合效率显著下降,抗氧化保护酶系统明显遭到破坏.     

油松幼苗对干旱胁迫的生理生态响应

在适宜水分(田间持水量为80%)、轻度干旱(60%)、中度干旱(40%)和重度干旱(20%)4种土壤水分条件下研究了油松的生理生态特征,结果显示; 油松各器官(根、茎、叶)的干物质积累量、干物质积累总量、相对生长率、株高和基径均表现为适宜水分＞轻度干旱＞中度干旱＞重度干旱,而根冠比大小顺序与其相反.气体交换参数(净光合速率、气孔导度、蒸腾速率) 随干旱程度的加剧显著下降,并且净光合速率的下降主要受气孔因素限制.油松的瞬时水分利用效率和长期水分利用效率(稳定碳同位素含量,δ13C)表现适宜水分＜轻度干旱＜中度干旱＜重度干旱,而且中度和重度干旱显著提高油松的水分利用效率.另外,单位干重叶片氮元素含量(N%)随胁迫增加呈下降趋势,而单位干重碳元素含量(C%)却与之相反,从而导致碳氮比随胁迫增加而增加,并且我们的结果显示光合速率与氮含量存在显著正相关. 结果表明,油松可以通过调节自身生长特征、生物量分配模式和叶片营养元素的含量及提高水分利用效率而增强应对干旱胁迫的能力.     

干旱胁迫对枇杷生理特性及生长的影响

以3年生‘大五星’枇杷嫁接苗为试验材料,通过盆栽控水试验设置4个水分处理梯度:对照(CK)、轻度胁迫(LS)、中度胁迫(MS)和重度胁迫(SS),研究不同程度土壤干旱对枇杷幼树的生长和生理特性的影响。结果显示:(1)枇杷的株高、地上和地下生物量随干旱胁迫的增强呈下降趋势。(2)在轻度和中度胁迫下叶片叶绿素含量增加,随着土壤水分的减少,叶绿素含量和叶片相对含水量(LRWC)均显著下降。(3)叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)随着干旱胁迫的加剧均显著下降,其中Gs下降幅度最大,而胞间CO2浓度(Ci)则表现为先下降后上升,重度胁迫时叶片的水分利用率(WUE)最低。(4)干旱的加重使叶片超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性呈现先增加后降低的趋势,过氧化氢酶(CAT)活性在轻度胁迫下最为活跃但在重度胁迫时显著降低,丙二醛(MDA)含量在中度胁迫第10天开始显著升高。(5)随干旱胁迫的加剧游离脯氨酸(Pro)含量增加且在重度胁迫第10天达到最大值,而可溶性蛋白(SP)含量在胁迫后期与对照无显著差异,可溶性糖(SS)含量在重度胁迫后期达到峰值且与对照差异显著。研究表明,在轻度和中度干旱胁迫下,枇杷叶片光合作用受到抑制,但能够积极调控抗氧化酶的活性和渗透调节物质的含量等来增强耐受性,而重度胁迫下,叶片膜系统和光合系统受到损伤,枇杷生长受到严重抑制。     

定向种植对夏玉米群体内光环境及叶片光合性能的影响

为改善玉米群体内光环境,进一步提高玉米单株光合能力以获得高产,本研究以郑单958为试验材料,通过设置种子定向入土方式,研究了定向有序种植条件下群体内光分布特征,以及单株玉米穗位叶花后光合性能,并借助快速叶绿素荧光动力学曲线分析了与叶片光合性能有密切联系的光系统Ⅱ(PSⅡ)的性能特征.结果表明:叶片不同朝向显著改变夏玉米群体内穗位叶处光合有效辐射截获量,朝南处理(S)平均比朝北处理(N)高271.8%.不同朝向的叶片对高光与弱光的利用能力差异显著,朝南处理饱和光强下净光合速率(Pn)显著升高,表明其高光强利用能力显著提升;而朝北处理(N)表观量子效率(α)则随生育期推进显著增加,有利于叶片适应长期弱光环境.生育前期朝南处理PSⅡ电子供体侧和受体侧性能显著提高,进而改善了PSⅡ反应中心性能(PIABS)和荧光光化学淬灭系数(ψo),电子在电子传递链中转移效率(φEo)的提高增强了电子由PSⅡ向光系统Ⅰ(PSⅠ)的传递性能.生育前期叶片性能呈现出朝南>朝东>朝西>朝北的趋势.但成熟末期朝南处理对强光的利用效率显著降低,朝北处理在生育后期表现出较强的弱光利用能力,表观量子效率显著升高,花后40dPn与PSⅡ性能均表现为朝北>朝西>朝东>朝南的趋势.总体上,朝南与朝东处理群体内光环境改善显著,群体穗位层截获光合有效辐射较多,光合能力和干物质生产能力增强,有利于夏玉米产量提高.     

干旱和复水对草莓叶片叶绿素荧光特性的影响

采用日本丰香草莓(Fragaria×ananassa Duch.cv.Toyonoka)品种进行实验,研究干旱和复水对其叶片叶绿素荧光特性的影响。结果表明,随着干旱胁迫程度的加剧,草莓叶片的最大荧光(Fm)、PSⅡ原初光能转化效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(Yield)、光化学猝灭系数(qP)都随干旱胁迫的加剧而下降。干旱胁迫14d后,不同处理组草莓叶片的叶绿素荧光参数存在着显著的差异(P0.05)。复水后,低度胁迫和中度胁迫处理组能较快地恢复到正常水平,但重度胁迫组与对照组存在着显著的差异(P0.05)。     

软枣猕猴桃叶片光系统Ⅱ活性对不同温度的响应

以软枣猕猴桃"魁绿"为试验材料,利用快速叶绿素荧光诱导动力学曲线分析技术(JIP-test)研究了热胁迫处理对植株叶片光系统Ⅱ活性的影响。结果显示:(1)软枣猕猴桃叶片最大光化学效率(Fv/Fm)在35~48℃的范围内并没有明显变化,只有当温度升高到52℃时才显著下降。(2)随着温度升高,叶绿素荧光诱导动力学曲线中J点和I点的相对可变荧光Vj和Vi呈显著下降趋势,在52℃又显著升高,而K点的相对可变荧光Vk则逐渐上升;叶片捕获的激子将电子传递到电子传递链中QA-下游电子受体的概率(ψ0)随着温度升高而逐渐上升,但在52℃时显著下降。(3)随着热胁迫时间的延长,Vj和Vi随时间延长而升高,ψ0则下降,电子传递链受体侧受到了严重的抑制。研究表明,高温显著抑制了软枣猕猴桃叶片PSⅡ电子传递链供体侧和受体侧的活性,但PSⅡ的供体侧比受体侧对高温更加敏感;JIP-test测定的相关参数能有效地评价不同温度对软枣猕猴桃光系统活性的影响。     

铀在小麦幼苗中的积累分布及其对叶片光系统活性的影响

分别采用不同浓度的铀[0、5、20、50、100mg.L-1 UO2(NO3)2.6H2O]对五叶期的‘西科麦3号’小麦幼苗于水培条件下处理7d,分析小麦对铀的吸收积累情况,并通过快速叶绿素荧光诱导动力学OJIP曲线及820nm光吸收曲线,分析铀对叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)和光系统Ⅰ(PSⅠ)活性的影响。结果表明:(1)小麦对铀的富集系数和转移系数较小,吸收的铀主要集中在根部。(2)铀胁迫显著降低了小麦叶片捕光色素叶绿素b的含量,并显著影响小麦叶片两个光系统的活性;铀显著抑制PSⅡ反应中心的活性,但是对PSⅡ的电子供体侧和受体侧电子传递活性及PSⅠ的活性则表现为促进作用。(3)低浓度的铀处理会影响小麦叶片中两个光合系统之间的平衡,对PSⅠ性能的促进作用显著大于PSⅡ。     

玉米抗旱突变体edt1抗旱机制的初步解析

为了选育玉米抗旱新品种,并进一步探究玉米应对干旱胁迫的分子调控机制,本研究采用田间抗旱筛选得到的抗旱突变体edt1,分别进行中度和重度2种干旱胁迫处理,并测定相关参数。结果表明:在中度干旱胁迫下,edt1的净光合速率(P_n)显著高于野生型‘郑58’,PSII基因psb A、lhcb3和lhcb4的表达与‘郑58’相比显著增强;在重度干旱胁迫下,edt1的质膜受损程度较轻,PSⅡ的最大光化学效率(F_v/F_m)、叶片相对含水量及活性氧清除均显著高于‘郑58’,抗氧化酶活基因Mn-sod3、apx、cat2及cat3的表达较‘郑58’中均显著增加。以上结果说明,干旱胁迫下,edt1具有较强的光合能力与活性氧清除能力,这与PSII反应中心、捕光复合体及抗氧化酶基因的表达调控密切相关。     

四季桂抗氧化防御系统对干旱、高温及协同胁迫的响应

以天香台阁四季桂(Osmanthus fragrans cv. ‘Tian Xiang TaiGe’)为材料, 研究干旱(轻度、中度和重度)、高温(40°C)及干旱高温协同胁迫对四季桂叶片抗氧化防御系统的影响。结果显示, 干旱胁迫下, 四季桂活性氧(ROS)逐渐积累, 膜脂过氧化程度加深; 轻度和中度干旱胁迫下, 抗氧化酶活性显著升高; 重度干旱胁迫下, 抗坏血酸(AsA)及其还原力(AsA/DHA)显著降低, 谷胱甘肽(GSH)及其还原力(GSH/GSSG)以及抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环相关酶活性呈先上升后下降的趋势, 在中度干旱胁迫时达到峰值。高温胁迫显著增强ROS积累、抗氧化酶活性、抗氧化剂含量及AsA-GSH循环效率。干旱高温协同胁迫下, 四季桂所受伤害大于单一胁迫, ROS在抗氧化酶的作用下增幅减缓; 随着胁迫强度的加剧, AsA-GSH循环效率呈先增加后下降的趋势, 重度协同胁迫时显著降低, 无法维持氧化还原平衡。四季桂在干旱高温胁迫下能快速启动体内抗氧化防御系统, 清除体内过量的ROS, 增加机体还原力, 以减缓胁迫带来的伤害。     

外源钙对干旱胁迫下烤烟幼苗光系统Ⅱ功能的影响

以叶绿素快相荧光动力学曲线(OJIP)为探针,研究了外源钙对干旱胁迫下烤烟幼苗光系统Ⅱ(PSⅡ)功能的影响.结果表明:干旱胁迫降低了烤烟幼苗PSⅡ原初光能转换效率(Fv/Fm)和电子传递速率(ETR),抑制了光合作用的原初过程,烤烟幼苗叶片发生了明显的光抑制.叶面喷施10.0 mmol·L-1CaCl2溶液后烤烟叶片的光合电子传递能量比例(ФEo)在干旱胁迫下的降低幅度明显小于对照(喷施清水),电子转运效率(ET0/RC)在干旱胁迫下明显高于对照.叶面喷施CaC12溶液增加了PSⅡ捕获光能用于光合电子传递的比例、剩余有活性反应中心的效率和电子传递链中的能量传递,使烤烟叶片的光系统Ⅱ在干旱胁迫下保持相对较高的活性,从而提高了烤烟幼苗的抗旱能力.     

华北夏玉米干物质分配系数对干旱胁迫的响应

干物质分配系数反映作物各器官干物质的分配与积累,研究干物质分配系数对干旱胁迫的响应,是研究干旱胁迫对作物生长发育影响的基础.本文基于华北夏玉米主产省山东、河北和山西3个试验点2013—2015年田间水分控制试验资料,建立了夏玉米苗期、抽雄期、灌浆期3个主要发育阶段叶、茎、穗的干物质分配系数与土壤相对湿度的定量关系模型,分析了叶、茎、穗干物质分配系数对不同程度干旱胁迫的响应.结果表明: 3个阶段叶、茎、穗的干物质分配系数与土壤相对湿度均呈显著的一元二次关系.干旱胁迫下,叶片向外转运的干物质相对减少,叶干物质分配比例增加,并且在轻、中度干旱胁迫时的灌浆期(叶干物质分配系数增加0.04~0.09)以及重度干旱胁迫时的抽雄期(叶干物质分配系数增加0.17)响应最敏感.穗干物质分配系数对干旱胁迫表现为负响应,干旱胁迫越严重,分配系数越小,轻-重度干旱胁迫使穗干物质分配系数减小0.08~0.34.茎干物质分配系数对干旱胁迫的响应总体表现为灌浆期(正响应)＞抽雄期(负响应)＞苗期(负响应).     

干旱胁迫对银杏叶片光合系统Ⅱ荧光特性的影响

为了探讨银杏叶片在长期干旱胁迫下光合性能的变化,采用盆栽控水法对银杏幼苗进行干旱处理,并分别在处理后第0、20、30、40、50天,对荧光动力学曲线和荧光参数进行了测定和JIP-test分析.结果表明:随着干旱的加剧,叶片叶绿素含量逐渐递减.由于干旱导致银杏叶片的光合系统Ⅱ(PSⅡ)结构破坏和稳固性减弱,其荧光动力学曲线出现了K相和L相的升高,在干旱处理40 d后升高加剧.PSⅡ结构的变化导致了一系列荧光参数的变化,初始荧光F0逐渐升高,最大荧光Fm逐渐降低;代表单位反应中心活性的参数ABS/RC、ET0/RC、TR0/RC逐渐升高;单位面积捕获的光能TR0/CS0高于对照,单位面积用于电子传递的光能ET0/ CS0后期下降;表示受体侧电子传递活性的参数Sm、Ψ0、(φ)E0逐渐下降,M0、VJ、VI逐渐升高;表示热耗散的参数DI0/RC、DI0/CS0随干旱时间延长而急剧升高;活性反应中心数目RC/CS0减少;代表PSⅡ光合效率的参数Fv/Fm、PIabs逐渐下降;代表PSⅡ供体侧活性的参数Wk随干旱时间延长而逐渐升高,OEC逐渐减少.干旱胁迫导致银杏叶片PSⅡ反应中心失活,能流分配失衡,电子传递受阻,PSⅡ放氧复合体失活和PSⅡ稳固性减弱,从而破坏PSⅡ光合功能.而反应中心失活和受体侧电子QA-的累积是造成PSⅡ电子传递活性减弱的主要原因.干旱条件下,银杏PSⅡ的PIabs比Fv/Fm对干旱的反应更灵敏,可作为银杏叶片受到伤害的指标.     

季节性干旱对白皮乌口树(Tarenna depauperata Hutchins)水分状况、叶片光谱特征和荧光参数的影响

干热河谷稀树灌丛常绿植物能够忍受长达半年以上的季节性干旱胁迫,但对这些常绿植物响应干旱胁迫的生理生态机制研究很少。本研究以干热河谷稀树灌丛优势常绿植物白皮乌口树(Tarenna depauperata Hutchins)为研究对象,分别在雨季和干季测定其叶片的水势、压力-体积曲线、气体交换参数、叶片光谱特征以及叶绿素荧光和P700的光能分配。结果显示:受严重季节性干旱胁迫的影响,与雨季相比,干季的凌晨叶片水势(Ψpd)下降至-4.5 MPa,水分传导的叶比导率(KL)下降了49.5%,叶绿素反射指数(NDVI)下降了40.6%,花青素反射指数(ARI)上升至0.074(约为雨季的12.3倍),并且雨季和干季的叶片水势、水分传导效率、叶绿素含量和花青素含量均差异显著(P0.05)。与雨季相比,干旱导致光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学量子效率(Fv/Fm)显著下降至0.72(P0.05),即PSⅡ发生光抑制,而光系统Ⅰ(PSⅠ)的活性(Pm)未发生明显变化;干季叶片的最大非光化学淬灭(NPQ)增加了31%,而激发的最大环式电子传递速率(CEF)下降了66%。表明长期干旱胁迫使CEF的激发受到强烈抑制,即光能捕获效率的降低和NPQ的增强促进了白皮乌口树在长期干旱胁迫下的光保护。     

重金属Mn对苦楝叶片光系统性能的影响

重金属锰严重抑制植物的光合作用,影响Mn污染地区植被恢复。为给Mn污染地区植被恢复提供合适的树种,以木本植物苦楝为研究对象,分别将0、10 g和30 g的MnCl_2 (CK、L1和L2)溶于纯水中配成溶液掺入盆栽土壤,通过快速叶绿素荧光诱导动力学曲线、820 nm光吸收曲线以及光合气体交换参数测定技术,研究重金属Mn对苦楝叶片光系统I(PSI)、光系统Ⅱ(PSⅡ)性能及其协调性的影响。结果表明,Mn胁迫下,苦楝叶片PSⅡ性能指数(PI_(ABS))表现为L2L1CK,且差异性显著(P0.05);K点(W_k)和J点(V_j)均显著大于CK;电子从Q~-_A传递到PSⅠ受体侧的效率(Ψ_((Ro)))和捕获的激子将电子传递到电子链中Q_A下游Q_B等电子受体的概率(Ψ_((Eo)))随着时间的推移呈现出先上升后下降的趋势;PSI性能(ΔI/I_0)显著低于CK (P0.05),PSⅠ与PSⅡ的协调性(Φ_((PSI/PSⅡ)))在L2水平下差异性显著(P0.05);净光合速率(Pn)、气孔限制值(Ls)和RuBP羧化效率均降低,胞间CO_2浓度(Ci)增高。以上结果表明重金属Mn显著影响了苦楝叶片PSⅡ和PSI性能,使苦楝光合能力下降。     

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。