NaCl胁迫抑制玉米幼苗光合作用的可能机理

用NaCl 100mmol/L处理玉米幼苗,216h内不同时间分别测叶片光合速率及其安生理指标,结果表明：随处理时间的延长,光合速率下降,气孔导度减小,细胞间隙CO2浓度先降低后高（图1）;叶片MDA（图5a）、L^-、Pi（图4）及可溶性糖（图2b）含量增加;质膜透性增大（图2a）;Chl a/Chl b（图3b）及Fv/Fm（图5b）减小;MDH、PEPC酶活性降低（图6）。细胞间隙CO2浓度的变化。说明光合速率下降的原因短时间内以渗透胁迫产生的气孔限制因素为主,长时间时以非气孔因素为主。Cl^-多对细胞产生离子毒害,Pi的增多可干着急性地抑制RuBP羧化酶的活性。MDA的增加表明活性氧增多,活性氧通过使酶失活和膜伤害抑制细胞生长,使细胞内糖利用减少,可溶性糖含量增加,进而反馈性地抑制光合作用。活性氧还可以漂白叶绿素、增强光抑制及使与光合作用有关的酶失活,而抑制光合作用。因此,NaCl胁迫下光合作用降低的原因是多因素共同作用的结果,短时间内以气孔限制因素为主,长时间时以非气孔因素为主,在非气孔因素中活性氧的增加是主导因素。     

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。     

黄连木对干旱胁迫的生理响应

研究了自然干旱条件下黄连木（Pistacia chinensis Bunge）的生理变化。结果表明,随土壤含水量的减少,叶绿素b含量、光合速率、叶片相对含水量与叶水势均下降;叶绿素a和可溶性糖含量、叶绿素a和b的比值及总叶绿素含量呈现上升的趋势;超氧化物歧化酶活性先升后降;丙二醛含量干旱胁迫前期升高,后期变化不明显;净光合速率、气孔导度和蒸腾速率随土壤含水量的减少逐步降低。气孔和可溶性糖含量都是影响黄连木光合速率的关键因子,干旱胁迫前12d光合速率主要受气孔限制,之后为非气孔限制。干旱胁迫前期渗透调节物质以可溶性糖为主,干旱胁迫较重时脯氨酸含量急剧升高,与可溶性糖同时起渗透调节作用。     

NaCl 胁迫对盐芥和拟南芥光合作用的影响

本研究检测了与盐芥(Ghellungiella halophila)和拟南芥(Arabidopsis thaliana)光合作用相关的叶绿素、净光合速率(photosynthetic rate, Pn)、气孔导度(stomatal conductance, Gs)、胞间隙CO2浓度以及叶绿素荧光参数等指标, 观察到随着NaCl浓度逐渐增加, 盐芥的叶绿素a/b值(Chl a/Chl b)、类胡萝卜素/总叶绿素值(Car/Chl)显著高于拟南芥, 且二比值变化幅度较小并保持较高水平。盐胁迫下拟南芥净光合速率下降、气孔导度下降和胞间CO2浓度减小。气孔因素是引起拟南芥光合能力下降的主要因素。叶绿素荧光参数的变化表明, 50-200 mmol.L-1 NaCl降低拟南芥叶绿体对光能的吸收能力, 而且降低叶绿体的光化学活性, 使电子传递速率和光能转化效率大幅度下降,造成光能转化为化学能的过程受阻,进一步加剧了光合放氧和碳同化能力的降低。而50-200 mmol.L-1 NaCl 胁迫没有使盐芥的光合作用受到不良影响。     

NaCI胁迫对盐芥和拟南芥光合作用的影响

本研究检测了与盐芥(Ghellungiella halophila)和拟南芥(Arabidopsis thaliana)光合作用相关的叶绿素、净光合速率(photosynthetic rate,Pn)、气孔导度(stomatal conductance,Gs)、胞间隙CO2浓度以及叶绿素荧光参数等指标,观察到随着NaCl浓度逐渐增加,盐芥的叶绿素a／b值(Chl a／Chl b)、类胡萝卜素／总叶绿素值(Car／Chl)显著高于拟南芥,且二比值变化幅度较小并保持较高水平。盐胁迫下拟南芥净光合速率下降、气孔导度下降和胞间CO2浓度减小。气孔因素是引起拟南芥光合能力下降的主要因素。叶绿素荧光参数的变化表明,50-200 mmol·L-1NaCl降低拟南芥叶绿体对光能的吸收能力,而且降低叶绿体的光化学活性,使电子传递速率和光能转化效率大幅度下降,造成光能转化为化学能的过程受阻,进一步加剧了光合放氧和碳同化能力的降低。而50-200 mmol·L-1NaCl胁迫没有使盐芥的光合作用受到不良影响。     

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。     

NaCl胁迫对盐桦幼苗生理特性的影响

利用不同NaCl浓度的土壤处理1年生盐桦幼苗,在不同时间分别测定叶片气体交换参数、叶绿素含量及主要渗透物质含量,以探讨盐桦的耐盐机理.结果显示:(1)随着NaCl浓度的增加,净光合速率(P_n)呈下降趋势,当NaCl浓度小于1.6%时,P_n下降以非气孔因素为主,当NaCl浓度大于1.6%时,P_n下降以气孔因素为主;叶片中叶绿素(Chl)含量呈现在1%时有所增加尔后下降的趋势,Chl a/b值则直接降低;相对电导率(Rc)、脯氨酸(Pro)含量、丙二醛(MDA)含量、可溶性糖(Ss)含量均在1.0%～1.8% NaCl呈上升趋势,而在1.8%～2.2% NaCl呈下降趋势;(2)不同盐胁迫时间对气孔导度、胞间CO_2浓度、蒸腾速率、Rc、Ss影响显著,对于P_n、Chl、Pro、MDA影响不显著;(3)盐桦幼苗在1.8% NaCl时能够正常生长,而在2.2% NaCl时全部死亡.     

增强UV-B辐射和NaCl复合胁迫下绿豆光合作用的气孔和非气孔限制

研究了0.35 W/m2的UV-B辐射、0.4%NACl及其复合胁迫下绿豆(Phaseolus radiatus L.)幼苗光合作用的气孔和非气孔限制.发现各胁迫处理下,幼苗净光合速率、气孔导度、光合能力、羧化效率和Rubisco含量均明显降低;细胞间隙CO2浓度在各胁迫处理前期低于对照,后期高于对照;气孔限制值除复合处理第5天外,其余均高于对照;复合处理下上述指标的变化程度均大于两胁迫因子单独处理.表明各胁迫下光合速率的降低既有气孔因素也有非气孔因素,但前期以气孔限制为主,后期以非气孔限制为主;Rubisco含量的降低是各胁迫下光合速率降低的非气孔因素.     

水杨酸对NaCl胁迫下菊芋幼苗光合作用及离子吸收的影响

为探明水杨酸(SA)对NaCl胁迫下菊芋耐盐生理的调控作用,研究了100μmol·L-1水杨酸对不同浓度NaCl胁迫下菊芋幼苗光合响应特征及离子吸收运输的影响.结果表明:施用水杨酸不仅能够有效缓解NaCl胁迫对菊芋光合作用的抑制,促进NaCl胁迫下菊芋幼苗各种光合色素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率的增加,降低细胞间隙CO2浓度,同时也能明显降低NaCl胁迫下菊芋体内Na+的积累,促进菊芋幼苗对K+和Ca2+的吸收和向上运输,其中在100 mmol·L-1 NaCl处理下施用水杨酸处理的菊芋叶片中K+和Ca2+含量分别比未施用水杨酸处理增加了12.9％和14.7％,而Na+含量则降低了30.6％.由此证明,一定浓度外源水杨酸的施用有利于促进NaCl胁迫下菊芋幼苗光合功能的改善,以及有效维持菊芋幼苗体内矿质营养元素含量平衡,从而增强菊芋对NaCl胁迫的抗性,提高NaCl胁迫下的生产力.     

NaCl胁迫下黄连木叶片光合特性及快速叶绿素荧光诱导动力学曲线的变化

以1年生黄连木为试材,设置NaCl浓度分别为0(CK)、0.15%、0.3%、0.45%、0.6%5个处理,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NaCl胁迫对黄连木叶片光合特性和快速叶绿素荧光诱导动力学参数的影响.结果表明: 随着NaCl浓度的升高, 黄连木叶片中的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量逐渐降低,叶绿素a/b比值先升高后下降,类胡萝卜素含量逐渐增加; 叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(g_s)逐渐降低,其中NaCl浓度＜0.3%时,叶片P_n下降主要受气孔限制;当NaCl浓度＞0.3%时, P_n下降主要由非气孔因素限制;单位面积捕获的光能(TR_o/CS_o)、电子传递的量子产额(ET_o/CS_o)、单位面积的反应中心数量(RC/CS_o)、量子产额或能量分配比率(ψ_o和φ_Eo)逐渐降低,而单位面积吸收的光能(ABS/CS_o)、荧光诱导曲线中K点(W_k)和J点(V_j)明显增加,说明盐胁迫对黄连木叶片放氧复合体(OEC)、受体侧和PSⅡ反应中心造成了伤害.当NaCl浓度为0.3%时,PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)和光化学性能指数(PI_ABS)分别比对照下降 17.7%和36.6%.     

盐胁迫下水稻叶片光合参数对光强的响应

以耐盐性不同的两个水稻品种秋光和辽盐2号为试材,在设定条件下测定长时间NaCl胁迫下水稻剑叶的净光合速率(P_n)、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）和胞间CO₂浓度（C_i）在不同光照强度（PFD）诱导下的反应差异与水稻抗性的关系.结果表明,在不同浓度NaCl胁迫下,随着PFD的升高,两品种的P_n和G_s均呈上升趋势,与对照相比,耐盐品种辽盐2号的P_n增加了14.87%,而秋光的P_n则下降了17.91%.C_i、L_s及P_n/G_s比值的变化趋势表明,气孔因素和非气孔因素对辽盐2号的光合变化起到了积极作用,而气孔因素则是引起秋光光合变化的主要原因.     

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。     

NaCl和Na2CO3对盐地碱蓬胁迫效应的比较

在相同的Na 浓度(如100 mmol/L)下,NaCl处理促进碱蓬植株干重增加,提高根系活力,而Na2CO3处理导致植株干重减少,根系活力降低;与NaCl胁迫相比,Na2CO3胁迫下叶片内Na 含量上升和K 含量下降幅度更大,叶肉细胞质Na 含量和叶内脯氨酸含量增加幅度更大,而V-H -ATPase(液泡膜H -ATPase)和V-H -PPase (液泡膜H -PPase)增加幅度较少;与NaCl胁迫不同,Na2CO3胁迫下SOD(超氧化物歧化酶)活性不是增加,而是降低,与此相一致,MDA(丙二醛)含量大幅度增加.上述结果表明,碱蓬对Na2CO3胁迫的抗性低于对NaCl的抗性,这可能与Na2CO3胁迫引起的Na 、K 离子严重失衡、活性氧清除能力降低有关.     

Photosynthesis in the water-stressed C4 grass Setaria sphacelata is mainly limited by stomata with both rapidly and slowly imposed water deficits

A comparison of the effects of a rapid and a slowly imposed water deficit on photosynthesis was performed in Setaria sphacelata var. splendida (Stapf) Clayton, a C₄ NADP‐ME grass. Gas exchange was measured in rapidly and slowly dehydrated adult leaves either under atmospheric CO₂ partial pressure with an infrared gas analyser or under saturating CO₂ partial pressure with a leaf disc oxygen electrode. These measurements were used to calculate stomatal and non‐stomatal limitations to photosynthesis. These were further investigated using modulated chlorophyll a fluorescence measurements and photosynthetic pigment quantification. The decrease of net photosynthesis, leaf conductance and water use efficiency was more pronounced under rapid stress than in slow stress. However, photosynthesis is always mainly limited by stomata in both types of stress, albeit the contribution of non‐stomatal limitations increases at severe water deficits in slow stress experiments. The substomatal CO₂ partial pressure significantly increased in both types of stress, suggesting an increased resistance due to an internal barrier to CO₂ diffusion. Physical alterations in the structure of the intercellular spaces due to leaf shrinkage may account for these results. The maximal photochemical efficiency of photosystem II (PSII) was remarkably resistant to stress, as the F_v/F_m ratio decreased only at severe water deficit. On the contrary, the effective photochemical efficiency of PSII (ΔF/F′_m) measured under high actinic light decreased linearly in both types of stress, although in a more pronounced way under rapid stress. A similar variation in photochemical quenching suggests that the decrease of ΔF/F′_m is mainly due to the closure of PSII reaction centres. The non‐photochemical quenching did not change significantly except under severe dehydration indicating that the energization state of thylakoids remained stable under stress. The decrease observed in photosynthetic pigments may be an adaptation to stress rather than a limiting factor to photosynthesis. Results suggests that, although intrinsic mesophyll metabolic inhibitions occur, stomatal limitation to CO₂ diffusion is the main reason for the decrease in photosynthesis.     

土壤紧实胁迫对黄瓜根系活力和叶片光合作用的影响

研究了黄瓜(Cucumis sativus L)根系活力和叶片光合作用对土壤紧实胁迫的响应.结果表明:当土壤紧实度增大时,黄瓜根系重量减小,活力下降.同时,叶片的相对电导率(REC)及丙二醛(MDA)含量升高;可溶性蛋白质含量降低;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)及过氧化氢酶(CAT)活性增强;净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(E)及比叶重(SLW)减小,胞间CO2浓度(Ci)增大.     

小麦和大豆叶片的气孔不均匀关闭现象

用14CO2放射自显影的方法研究了田间小麦和大豆叶片在水分胁迫下的气孔关闭状况。正常浇水的小麦和大豆叶片呈现出对14CO2的均匀吸收。在小麦与大豆"片水势分别降至-1．75和-1．32MPa的土壤干旱条件下,两种作物叶片都发生气孔不均匀关闭。离休叶片在空气中快速脱水易引起气孔不均匀关闭。正常供水小麦叶片在晴天中午明显的光合午休时,无CO2的不均匀吸收。某些晴天中午,在大豆光合午休低谷时段观察到较明显的气孔不均匀关闭,用气体交换资料计算出的细胞间隙CO2浓度并不随气孔年度的降低而下降,反而略有回升。     

Stomatal and Mesophyll Limitations of Photosynthesis in Phosphate Deficient Sunflower, Maize and Wheat Plants

The effects of phosphate deficiency on the composition and photosyntheticCO₂ assimilation rates of fully expanded leaves of sunflower,maize and wheat plants are described. The regulation of photosynthesisby stomatal and mesophyll characteristics of leaves of differentphosphate status is analysed and related to structure. Phosphatedeficient leaves had small concentrations of inorganic phosphate,Pi, in the tissue water. Rate of photosynthesis in leaves andstomatal conductance were smaller in plants grown with inadequatephosphate when measured under any given light intensity or CO₂partial pressure. Despite the decrease in stomatal conductance(and without evidence of patchy stomatal closure), the relativestomatal limitation of photosynthesis was similar in the plantsgrown with deficient or abundant phosphate. However, the mesophyllcapacity for photosynthesis was greatly limited by phosphatedeficiency. Leaves deficient in phosphate had larger numbersof small size cells per unit leaf area than leaves with adequatephosphate. The total soluble protein content of leaves decreasedwith phosphate deficiency in all three species; however, theleaf chlorophyll content was decreased only in sunflower andmaize and not in wheat. These results suggest that stomatalconductance did not restrict the CO₂ diffusion rate, ratherthe metabolism of the mesophyll was the limiting factor. Thisis shown by poor carboxylation efficiency and decreased apparentquantum yield for CO₂ assimilation, both of which contributedto the increase in relative mesophyll limitation of photosynthesisin phosphate deficient plants. Key words: Apparent quantum yield, carboxylation efficiency, phosphate nutrition, photosynthesis, stomatal and mesophyll limitation