CO2浓度倍增对谷子拔节期和灌浆期光合色素含量和PSⅡ功能的影响

研究了CO_2浓度倍增对谷子(Setaria italica (L.)Beauv.)叶片单位鲜重和单位叶面积叶绿素(Chl)和类胡萝卜素(Car)的含量以及PSⅡ功能的影响。结果表明,CO_2浓度倍增能提高拔节期成熟叶片和灌浆期成熟旗叶的Chl和Car的含量,并且能提高这两种叶片PSⅡ反应中心开放部分的比例。然而拔节期叶片和灌浆期旗叶的qN值和PSⅡ总的光化学量子产量,以及 F_v/F_o、F_v/F_m和F_d/F_s的值对CO_2浓度倍增的响应不同,表明CO_2浓度倍增对拔节期叶片光合功能的改善优于灌浆期的旗叶。     

盐胁迫下CO2加倍对春小麦一些光合功能的影响

 研究了在盐胁迫下CO2浓度加倍对春小麦(Triticum aestivum)青323光合色素含量和一些光合功能的影响。结果表明,盐胁迫降低春小麦叶片单位鲜重叶绿素(Chl)和类胡萝卜素(Car)的含量、叶绿体对光能的吸收能力,Mg2+对两个光系统(PSⅡ和PSⅠ)之间激发能分配的调节能力,以及荧光猝灭速率(△FV/T)。然而,CO2加倍有提高上述各参数的作用,表明高CO2浓度能减轻盐胁迫对光合功能的不利效应。     

Effects of Doubled CO2 Concentration on Light Energy Absorption and Excitation Energy Distribution Between PS II and PS I in Chloroplasts of Weeping Willow and Eucommia

Under CO2 doubling, the content of chlorophyll and carotenoid per unit fresh weight and er unit area of leaves from weeping willow ( Salix babylonica L. ) as well as chlorophyll of eucommia ( Eucommia ulmoides Oliv. ) were raised, but carotenoid content of eucommia was reduced. The capability of light energy absorption of chloroplasts and regulative capability of excitation energy distribution between PS Ⅱ and PS Ⅰ were also raised by doubled CO2 condition.     

CO2浓度倍增对垂柳和杜仲叶绿体吸收光能和激发能分配的影响

研究了CO_2浓度倍增对垂柳(Salix babylonica L.)和杜仲(Eucommia ulmoides Oliv.)叶片光合色素含量、叶绿体对光能吸收能力和激发能在两个光系统之间分配的影响。结果表明,CO_2 浓度倍增能提高垂柳叶片单位鲜重和单位叶面积叶绿素(Chl)和类胡萝卜素(Car)的含量;提高杜仲Chl含量,降低Car含量。CO_2浓度倍增能提高含等量Chl的叶绿体对光能的吸收和激发能在两个光系统间分配的调节能力。     

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.     

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.     

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.     

D,L-甘油醛处理引起的小麦叶片表观光合量子效率的降低（英文）

D,L-甘油醛(磷酸核酮糖激酶抑制剂,10mmol/L)处理小麦旗叶1 h可降低叶片净光合速率和表观量子效率.同时,光系统Ⅱ光化学效率(△F/Fm′)、电子传递速率(ETR)和单位叶面积ATP含量均降低,而胞间二氧化碳浓度(Ci)和叶绿素荧光非光化学猝灭(NPQ)增加.这些结果说明,D,L-甘油醛引起的小麦旗叶表观量子效率降低是由于光合碳同化受阻对光合电子传递的反馈抑制.     

Effects of Doubled CO2 on Contents of Photosynthetic and on Kinetic Parameters of Fluorescence Induction in Different Genotypes of Soybean

Effects of doubled C02 on photosynthetic characteristics of soybean ( Glycine max L. ) Bragg (wild type) and its different monogene mutation strains--Nts 382 (supemodulation mutant) and Nod 49 (non-nodulation mutant) were studied. The experimental results showed that the contents of chlorophyll and carotenoid of Bragg, Nts 382 and Nod 49 were increased under doubled CO2, respectively, although to different extent. The determination results of fluorescence induction kinetic parameters showed that PS Ⅱ activity, the efficiency of primary conversion of light energy of PS Ⅱ and the efficiency of potential photosynthetic quantum conversion of a leaf from Bragg and its mutants were raised in doubled CO2. Fluorescence photochemical quenching coefficient and the overall photochemical quantum yield of PS Ⅱ were raised and non-photochemical quenching coefficient was reduced with CO2 enrichment; such changes were bigger in Nts 382 than those in Bragg and Ned 49. It might be that atmospheric N2 was more effectively utilized by Nts 382 than by Bragg and Ned 49.     

超高产杂交稻‘华安3号’冠层不同衰老程度叶片的光合功能

 较系统地研究了抽穗期超高产杂交稻‘华安3号’（`X075’×`紫恢100’）冠层顶部5片叶片的光合功能。结果表明,‘华安3号’剑叶的光系统Ⅱ（PSＩＩ）光化学最大效率(Fv/Fm)、开放的PSⅡ反应中心捕获激发能效率（Fv′/Fm′）、PSⅡ电子传递量子效率（ΦPSⅡ）、光化学猝灭系数（qP）、表观电子传递效率（ETR）、光合色素尤其是叶绿素（Chl）和类胡萝卜素（Car）中的新黄素、黄体素和β-胡萝卜素（β-Car）的含量等均优于其下的各叶,而PSⅡ的激发压力（1-qP）低于其它叶片。经对叶片低温（77K）荧光发射光谱的Gaussian解析,与其它各叶片相比,剑叶PSⅡ核心天线复合物CP47和光系统Ⅰ（PSⅠ）的含量较高,而非活性的PSⅡ捕光色素蛋白复合体（LHCⅡ）聚集态含量较少。研究证明：1）水稻在决定籽粒产量的生育后期,其干物质的积累主要是由冠层最上面的3片叶的光合作用所提供;2）在叶片衰老过程中,光合反应中心的衰老早于天线系统;3）杂交稻的光保护途径之一,可能在于光抑制条件下通过增加PSⅠ含量及其对光能的吸收并刺激环式电子传递高速运转,从而对光合器起保护作用;4）水稻叶片在衰老过程中,可能通过部分Chl b还原为Chl a,以降低LHCⅡ的含量,从而减少对光能的捕获,达到降低光抑制的伤害。     

自然条件下不同高产稻生育后期剑叶叶绿素荧光和膜脂过氧化的表现

以籼型(Oryza sativa L.)杂交组合汕优63为对照,以中粳9516、两系亚种间杂交组合培矮64S/E32、培矮64S/9311、亚种间三系杂交稻冈优881和两系杂交组合X07S/紫恢100为材料,研究其在生育后期(抽穗-成熟)自然条件下剑叶的叶绿素衰减、CO2交换、叶绿素荧光参数和膜脂过氧化表现.结果表明: 水稻在生育后期伴随叶绿素衰减,其叶内的原初光化学效率Fv/Fm、PSⅡ非环式电子传递效率ΦPSⅡ、电子流传递速率ETR都有相应地下降,这种光能转化的障碍使多余的光能传递给PSⅡ的还原侧,产生O(-)/(*)2累积,发生膜脂过氧化和MDA的积累,引起光合色素及光合膜的破坏,发生光氧化早衰.这种现象在品种间有明显差异,耐光氧化的粳稻9516,其叶内的 Fv/Fm、ΦPSⅡ、ETR、qP下降较少,具有较稳定的光能转化能力,不易早衰,具有较高的结实率;而对光氧化敏感的籼稻汕优63其叶内的Fv/Fm、ΦPSⅡ、ETR,光化学猝灭参数qP下降较多,易发生膜脂过氧化,导致叶片早衰,影响水稻灌浆结实和产量;而二系的和三系的杂交稻的耐光氧化特性和早衰表现居于中间.从水稻超高产育种的角度出发,在目前株型良好的基础上,兼顾杂种优势和防止早衰两方面考虑,在母本中利用粳型或带有粳型基因的不育系是育种上一个值得重视的策略.     

NO3-胁迫及恢复对黄瓜幼苗叶片叶绿素荧光参数及ATPase活性的影响

通过水培试验,探讨了不同NO₃^-浓度胁迫及恢复对黄瓜幼苗叶片叶绿素含量、叶绿素荧光参数及ATPase活性的影响.结果表明,胁迫7 d后,高浓度NO₃^-(168 mmol·L^-1)可极显著提高叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素含量,极显著提高初始荧光(F_o)、Mg ATPase和Ca-ATPase活性,而PSⅡ原初光能转化效率(F_v/F_m)、PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)和PSⅡ光合电子传递量子效率(ΦPSⅡ),却随NO₃^-浓度的增加而降低.恢复7 d后,所有处理叶绿素和类胡萝卜素含量均低于对照;初始荧光基本都恢复至对照水平;PSⅡ原初光能转化效率和PSⅡ光合电子传递量子效率在NO₃^-浓度低于126 mmol·L^-1时,基本恢复至对照水平,而高于这一水平时,仍显著低于对照;PSⅡ潜在活性在NO₃^-浓度为42和126 mmol·L^-1的处理基本达对照水平,其它处理仍极显著低于对照;Mg-ATPase和Ca-ATPase活性均出现先降低后升高的变化趋势.     

Effect of Heat Stress on Photosynthetic Characteristics of Different Green Organs of Winter Wheat During Grain-filling Stage

Four winter wheat ( Triticum aestivum L.) varieties (“JD 8”, “Jing 411”,“Centurk” and “Tam 202”) were used to study the effect of heat stress on photosynthetic characteristics of flag leaf blade, flag leaf sheath, peduncle, glume, lemma and awn during grain-filling stage. The results showed that heat acclimation during grain-filling stage increased thermotolerance of wheat with significant differences among different green organs. During heat stress, the decreases of the efficiency of primary light energy conversion ( Fv/Fm ) of PS and pigment (chlorophyll and carotenoid) content were much slower in peduncle, flag leaf sheath and glume than in flag leaf blade, lemma and awn; and the percentage of decrease in net photosynthetic rate ( Pn ) of ear was lower than that of the flag leaf blade. The measured photosynthetic parameters ( Fv/Fm , Pn and pigment content) of “JD 8”, a relatively heat tolerant variety, declined more slowly than those of the other three varieties during the whole heat stress period.      

耕作方式对东北雨养区玉米光合与叶绿素荧光特性的影响

在东北地区设置大田试验,研究不同耕作方式下玉米全生育期耕层土壤温度、土壤含水量、叶片光合性能及叶绿素荧光参数的变化特征.结果表明： 耕作方式对土壤水热性能的影响主要体现在播种-拔节阶段,2010-2011年平地播种中耕起垄(PL)和全生育期平作(PP)处理0～40 cm土层土壤体积含水量在出苗期、苗期和拔节期比传统垄作(LL)处理平均提高5.6%和5.2%、4.6%和7.3%及3.9%和4.8%,苗期5 cm土壤最低温度分别比LL处理高1.4和1.3 ℃.由于土壤水热条件的改善,拔节期PL和PP处理的叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)等指标显著高于LL处理,而PSII潜在活性(F_v/F_o)和PSII最大光化学效率(F_v/F_m)无显著差异,表明气孔导度和气孔限制值等气孔因素是导致光合作用差异的主要原因;灌浆期叶片P_n和T_r则以LL和PL处理显著高于PP处理,这主要是由于PP处理在强降雨时期经历了涝渍灾害,光合作用受到抑制.可见PL处理通过改善土壤水热条件增强了玉米光合性能,进而提高了籽粒产量.     

Effect of Tourism and Industrialization on the Atmospheric Quality of Subtropical Forests and on Chlorophyll Flourescence of Two Species of Woody Plants

Different impacts of human activities including tourism, religious activity and industrial activities on atmospheric CO2, NOx and SO2 concentration of the subtropical forests and the chlorophyll fluorescence of two woody plant species ( Schima superba Gardn. et Champ. and Pinus massoniaha Lamb. ) were studied. The experimental sites were at Dinghushan Biosphere Reserve and its nearby industrial area in Guangdong Province. In recent years, the Biosphere Reserve has received more than 700 000 tourists and nearly 120 000 vehicles each year. A steel production plant and a chemical plant are located in the nearby industrial area. The chlorophyll fluorescence was measured by a modulation pulse fluorometer (PAM). The results showed that the effects of human being activities have caused an increase of the concentration of CO2, NOx and SO2 within the forests. Comparing to the control site (core area of Biosphere Reserve), the CO2, NOx and SO2 concentration in the disturbed sites have increased 17 to 40 μmol· mol-1, 5 to 20 nmol· mo1-1 and 2 to 19 nmol·mol-1 respectively. The Fv/Fm, qp and ФPSⅡof two woody plants decreased with the increase of human being activities. The trend of decreasing Fv/Fm, qp and ФPSⅡ associated with an increase of qN in leaves of forests plant was consistent with the increasing CO2, NOx and SO2 concentration within the forests.     

重金属对盐生草光合生理生长特性的影响

以盐生草幼苗为试验材料,分别设置0(CK)、50、100、200、400μg?g-1的Ni2+、Cu2+处理,研究重金属Ni2+和Cu2+对盐生草光合生理特性的影响.结果表明:盐生草叶片光合色素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度Gs、蒸腾速率Tr、PSⅡ最大光化学效率Fv/Fm、非光化学猝灭系数qN及生长指标(株高、地上部干重和鲜重)在50μg?g-1的Ni2+处理时均达到最大值,后随Ni2+浓度继续增加,其叶片叶绿素a、叶绿素b、Pn、Gs、Tr、Fv/Fm、PSⅡ电子传递量子产率ΦPSⅡ、光化学猝灭系数qP、qN及各项生长指标逐步下降并低于对照水平,而细胞间隙CO2浓度(Ci)较对照呈增加趋势.在50μg?g-1的Cu2+处理时,盐生草叶片光合色素含量、Pn、Gs、Tr、Ci、Fv/Fm、ΦPSⅡ、qP、qN及各项生长指标均达峰值;在100μg?g-1Cu2+处理时,光合色素含量、Pn、Gs、Tr、Fv/Fm、ΦPSⅡ、qN及各项生长指标较对照仍有增加,而后随Cu2+浓度继续增加,其叶绿素a、叶绿素b、各光合参数、叶绿素荧光参数及生长指标均逐步降低并低于对照.可见,盐生草Pn在Ni2+胁迫下的下降主要是由非气孔限制所致,而Cu2+胁迫下的下降主要是由气孔限制所致;低浓度Ni2+和Cu2+对盐生草生长具有一定促进作用,过高浓度Ni2+和Cu2+则会通过抑制盐生草叶片叶绿素合成,影响其光合作用,从而抑制植株生长.     

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（P_n）-胞间CO₂浓度（C_i）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（F_v/F_m）、PSⅡ反应中心最大量子产额（F_v′/F_m′）、PSⅡ反应中心的开放比例（q_p）和PSⅡ反应中心实际光化学效率（Φ_PSⅡ）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（J_F）无明显增加;不施氮处理的F_v′/F_m′、Φ_PSⅡ和NPQ在高大气CO₂浓度下显著降低,尽管F_v/F_m和q_P无明显变化,J_F仍显著下降.施氮后小麦叶片J_F增加,参与光化学反应的非环式电子流传递速率(J_C)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/J_C）和Rubisco氧化/羧化比（V₀/V_C）降低,但使J_C和Rubisco羧化速率（V_C）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,P_n显著升高.     

低温胁迫下不同甘蔗品种(系)光合特性的变化及其与耐寒性的关系

以广西农科院甘蔗研究所自育的7个新材料和2个生产上的主栽品种为研究对象,在甘蔗苗期进行低温胁迫处理,研究了各品种(系)甘蔗形态特征的冷害指数、叶绿素含量及光合特性相关指标的变化及其光合特性相关指标与甘蔗抗寒性间的相关性。结果表明:随着低温胁迫处理时间的延长,冷害指数不断增大,但变化的大小与快慢因品种(系)不同表现不一样。各甘蔗品种(系)叶片叶绿素含量均随时间延长而降低。叶片净光合速率、气孔导度在低温处理与常温处理间具有显著差异。低温胁迫处理显著降低了各甘蔗品种(系)最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光能转化效率ΦPSⅡ、光适应下PSⅡ反应中心的最大光能转化效率Fv′/Fm′、光化学猝灭系数qP、电子传递速率ETR,而显著提高了初始荧光Fo、稳态荧光Fs、非光化学猝灭系数qNP。相关性分析表明整个测定时期各指标间相关显著,Fv/Fm、Fv′/Fm′、ΦPSⅡ与冷害指数I之间的相关系数在0.800以上,Fv/Fm、Fv′/Fm′、ΦPSⅡ可以作为甘蔗品种(系)抗寒性鉴定的重要参考指标。     

海水处理对不同产地菊芋幼苗光合作用及叶绿素荧光特性的影响

种植抗盐耐海水经济作物是合理开发利用沿海滩涂和海水资源、培育耐盐植物的有效措施之一。该研究以不同产地菊芋(Helianthus tuberosus)为试验材料研究了海水处理对菊芋幼苗生长、光合作用和叶绿素荧光特性的影响。结果表明:1)随着海水浓度的增加,各地菊芋幼苗根、地上部的鲜重和干重均降低,但盐城菊芋幼苗地上部和根鲜重及干重降低的幅度小于武威和烟台菊芋幼苗。2)随着海水浓度的增加,各地菊芋叶片的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、水分利用效率(WUE)、气孔导度(G_s)和气孔限制值(L_s)均降低,而细胞间隙CO₂浓度(C_i)增大,且在各处理下盐城菊芋较武威和烟台菊芋叶片P_n和T_r大,而盐城菊芋在15%海水处理下,WUE和C_i较武威及烟台菊芋低,G_s和L_s较武威和烟台菊芋高。3)随着海水浓度的增加,各地菊芋叶片的初始荧光(F_o)、最大荧光(F_m)、可变荧光(F_v)、恒态荧光(F_s)、恒态荧光与初始荧光差值(ΔF_o)、PSⅡ潜在光化学效率(F_v/F_o)和PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)均降低,且在各处理下盐城菊芋较武威和烟台菊芋叶片F_m、F_v、F_s、F_v/F_o大。随着海水浓度的增加,盐城菊芋叶片电子传递速率(ETR)、光化学荧光猝灭系数(q_P)和光化学速率变化幅度不大,武威和烟台菊芋在30%海水处理下显著下降,较盐城菊芋小,各处理下菊芋叶片的PSⅡ实际光化学效率(Φ_PSⅡ)变化也不一致,盐城和武威菊芋叶片的Φ_PSⅡ在15%海水处理较0和30%海水处理下大,而烟台菊芋叶片的Φ_PSⅡ在0海水处理下最大。4)随着海水浓度的增加,各地菊芋叶片的叶绿素a(Chla)含量均降低,而叶绿素b(Chlb)含量没显著差异,且在各处理下盐城菊芋较武威和烟台菊芋叶片Chla含量大,武威和盐城菊芋叶片的Chla/Chlb比值均降低,烟台菊芋叶片的Chla/Chlb比值在0和15%海水处理下没差异。可见海水处理对菊芋幼苗生长发育、光合作用和叶绿素荧光特性均有影响,随海水浓度的增加,其效应越明显,但对各来源地菊芋幼苗的影响不一致,盐城菊芋幼苗表现为更耐海水。