遮荫对掌叶半夏生长、产量及光合生理特性的影响研究

目的：研究遮荫对掌叶半夏生长、药材产量和光合生理指标的影响,分析适宜掌叶半夏药材高产的遮荫度,探寻其产量差异形成的光合生理机制。方法：采用遮荫网遮荫,共设置了5种光强处理,透光率分别为全光对照CK（100%）、T1（75%）、T2（65%）、T3（50%）、T4（25%）,测定各遮荫处理下掌叶半夏的株高、单株叶片数、单株叶面积、单片叶面积、药材产量、叶绿素含量、光合日进程和叶绿素荧光参数。结果：（1）遮荫可显著（P〈0.01）提高掌叶半夏的株高、单株叶面积和叶绿素含量;（2）光合日进程曲线测定结果表明,除T4处理外其他处理均发生光合＂午休＂现象,日平均光合速率（Pn）以T1处理最高,绝对光能利用率（Eu）以T3处理最高;（3）叶绿素荧光参数测定结果表明,CK的Fv/Fm最低,发生的原因可能与PSⅡ反应中心的光化学伤害有关;（4）药材产量以T2处理最高,较CK增产56.34%。结论：掌叶半夏更适宜在遮荫条件下栽培,透光率在65%时有利于掌叶半夏药材高产,其产量差异的形成可能与日均光合速率的不均衡有关。     

腐植酸对高温胁迫下掌叶半夏生长生理特性及块茎次生代谢的影响

采用不同浓度(0、20、40、60、80、100mg/L)腐植酸(HA)叶面喷施处理,通过盆栽实验分析了HA对高温胁迫下掌叶半夏幼苗生长生理指标及次生代谢的调控效应。结果显示:(1)各浓度HA处理均可不同程度地促进高温胁迫下掌叶半夏的生长发育,且以80mg/L HA处理下其块茎鲜重(6.990 5g/株)、叶柄鲜重(1.755 4g/株)及总叶绿素含量(19.961 3mg/g)最高,较对照分别显著提高21.25%、118.5%和37.19%。(2)当HA处理浓度为60mg/L时,掌叶半夏幼苗叶片中可溶性糖、可溶性蛋白含量均最高,分别比对照显著提高66.67%、40.91%;叶片抗氧化酶(SOD、POD)活性达到最大值,MDA含量降至最低,SOD、POD活性分别比对照显著提高818.98%和48.2%,MDA含量较对照显著降低62.08%;且块茎中鸟苷含量较高,比对照显著提高52.94%。(3)当叶面喷施80mg/L HA时,掌叶半夏幼苗叶片中游离脯氨酸含量和块茎中总生物碱、总有机酸、腺苷的含量均最高,分别比对照显著提高169.63%、27.19%、42.32%、96.23%。研究表明,适宜浓度HA处理可显著提高高温胁迫下掌叶半夏幼苗叶片内抗氧化酶(SOD、POD)的活性及渗透调节物质(可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸)含量,以及块茎中次生代谢产物(总生物碱、总有机酸、鸟苷和腺苷)的含量,有效减轻夏季高温对掌叶半夏幼苗叶片的伤害、延缓衰老、提高其幼苗抗热性,促进生长、延长生长期。     

三叶半夏和掌叶半夏凝集素原核表达及特性研究

通过原核表达获得大量具有生物活性的三叶半夏和掌叶半夏凝集素,比较分析两种半夏凝集素的异同,并深入探讨半夏凝集素和亚基之间凝集活性的差异。结果表明,掌叶半夏凝集素的凝集活力为三叶半夏凝集素的4倍,凝集素第三个活性位点两个氨基酸的差异可能是引起三叶半夏和掌叶半夏凝集素凝集活性不同甚至药理作用不同的主要原因。原核表达系统获得的凝集素亚基不能凝集兔血红细胞。该研究为深入探讨两种半夏凝集素的区别,及半夏凝集素和亚基之间凝集活性的差异打下了基础,也为解决半夏资源紧缺提供了一个可能的方法。     

遮荫对虎耳草光合生理特性的影响

以盆栽1年的虎耳草为材料,研究遮荫条件下虎耳草叶片抗氧化酶体系活力、叶绿素含量、光合速率以及叶绿素荧光参数的变化,为虎耳草规模化栽培提供理论基础。结果表明：透光率50%条件下,叶绿素含量较高;虎耳草抗氧化酶活力最高;光饱和点（LSP）最大,最大光合速率（A_max）最高,光合速率日变化平均值最高,无“午休”;光系统Ⅱ的实际量子产量(Φ_PSⅡ)、PSⅡ最大量子产量(F_v/F_m)和光化学猝灭系数(qP)最高,非光化学猝灭系数(qN)最低。这表明,虎耳草在怀化地区的最适光照条件是50%左右的透光率。     

遮荫对13种盆栽棕榈植物生长的影响

研究13种盆栽棕榈植物在不同遮荫处理条件下的生长、叶片叶绿素含量、含水量及比叶重的变化,并通过系统聚类分析及主分量分析,将13种棕榈植物的耐阴性分为三类,其中缨络椰子、散尾葵和小琼棕较耐阴,国王椰子、假槟榔、金帝葵和美丽针葵耐阴性较差,短穗鱼尾葵、袖珍椰子、雪佛里椰子、穗花轴榈、蒲葵和棕竹等棕榈植物耐阴性居中.     

遮荫对高山羊齿光合生理特性的影响

为揭示高山羊齿(Davallia mariesii)的光响应机制,对5种不同遮荫处理的盆栽高山羊齿的生长状态、光合特性和叶绿素荧光参数进行测定。结果表明,随着遮荫水平的增加,高山羊齿叶形不断变大、叶色不断加深。在70%遮荫下,高山羊齿生长势好,叶片硬脆有光泽,且产孢率低,孢子成熟延迟。叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a+b随遮荫水平的提高而增加,但在90%遮荫时下降;而叶绿素a/b、光饱和点、光补偿点和暗呼吸速率的变化则与之相反,且遮荫程度较深与无遮荫间的光饱和点有极显著差异。在5种遮荫处理下,70%时叶绿素荧光参数Fm、φPo、ψO、φEo、TRO/RC、ABS/RC、ETO/RC都达到最大。因此,70%遮荫的光抑制最小,光能利用率最大,光合能力最强,最有利于高山羊齿的生长。     

遮荫处理对绞股蓝叶形态结构及光合特性的影响

研究了田间栽培和盆栽绞股蓝(Gynostemmapentaphyllum)在不同程度遮荫处理下的叶形态结构及光合特性的变化。结果表明,两种栽培方式下的绞股蓝叶形态结构及光合特性具有相似的变化规律。具体表现为叶形态结构受光照强度影响较大,与全日照相比,遮荫条件下叶面积增大,叶色深绿,叶片厚度以及栅栏组织和海绵组织厚度小,维管束不发达,表现出阴生叶的特点。同时,遮荫条件下叶片的叶绿素含量和净光合速率高于全日照处理。这些特点表明,绞股蓝属于喜阴植物,遮荫处理有利于其生长发育。     

掌叶半夏有效提取物对宫颈癌细胞株增殖的抑制作用

目的既往的临床研究证实中药掌叶半夏可有效治疗宫颈癌。在此基础上,课题组观察了中药掌叶半夏有效提取物(Pinellia Extract,PE)对宫颈癌细胞株CaSki和HeLa细胞增殖的作用,先前采用MTT法检测细胞活性以及倒置相差显微镜观察细胞形态的变化,初步显示了PE对CaSki和HeLa细胞的增殖有抑制作用;本文将对PE的增殖抑制作用进行进一步的研究。方法采用扫描电镜和透射电镜观察PE作用后CaSki和HeLa细胞表面及内部超微结构的变化,In-cell Western blot检测不同浓度PE作用15min后CaSki和HeLa细胞磷酸化ERK的表达。结果0.15mg/mlPE作用24h后CaSki和HeLa细胞表面结构及内部结构均发生了显著的变化,提示细胞增殖受到抑制;不同浓度PE作用15min后CaSki和HeLa细胞磷酸化ERK的表达随PE浓度的增加逐渐下降。结论PE对CaSki和HeLa宫颈癌细胞株的增殖有明显抑制作用,表现在细胞表面及内部超微结构的变化;增殖抑制作用之一是阻断ERK的磷酸化。实验结果为进一步研究PE的抗宫颈癌作用机制以及新药的研制开发奠定了一定的理论依据和实验基础。     

遮荫对月季光合特性及生长发育的影响

采用人工遮荫法研究不同程度遮荫(75%、50%和25%全光照,以全光照为对照)处理对月季的生长发育、光合特性及叶绿素荧光参数的影响。结果表明:(1)随着遮荫程度的增加,月季的叶片厚度、花径、成花率均呈降低趋势,叶绿素含量呈增加趋势;净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)降低,气孔限制值(Ls)升高,Pn下降的主要原因可能为气孔限制。(2)月季在遮荫条件下的光饱和点和光补偿点、暗呼吸速率下降,表现出其对光照降低的生理适应机制;其光饱和点在600~1 200μmol·m-2·s-1,光补偿点在29.89~62.95μmol·m-2·s-1,CO2补偿点在78.16~89.41μmol·mol-1,CO2饱和点在1 100μmol·mol-1左右,潜在光合能力13.06~25.63μmol·m-2·s-1,其对光的适应范围较宽,光照和CO2浓度对其光合能力的影响较大。(3)各处理条件下叶绿素荧光参数显示,月季在自然光和低光下(50%和25%全光照)叶片PSⅡ受到了明显伤害,光合作用原初反应过程受到抑制,光合电子传递受到影响。研究发现,月季虽是阳生植物,但光照生态幅较宽,轻度遮荫(75%全光照)能促进其光合作用效率,减少光抑制,植株长势好,成花率高。     

遮荫处理对梅叶冬青叶片形态、光合特性和生长的影响

为了解遮荫环境对梅叶冬青(Ilex asprella)生长和光合特性的影响,采用遮荫网的方法模拟85%、56%和全光照等3种光照环境,研究了遮荫对其生长、光合参数以及生物量等的影响。结果表明,经一年遮荫处理后,梅叶冬青的叶绿素a、b和叶绿素总量都随着遮荫强度的增加而显著增高,胡萝卜素含量则显著降低。与对照相比,56%遮荫处理显著提高梅叶冬青的最大净光合速率和光饱和点,分别提高了17.6%和25.2%,但是85%遮阴处理则显著降低最大净光合速率和光饱和点,分别降低了18.2%和24.1%,两种遮荫处理均显著降低了光补偿点。叶长、叶宽、比叶面积、单片叶面积和叶片含水量均随着遮荫强度的增加而显著增加,而叶片厚度则显著减小。遮荫处理明显抑制整株生物量增长,减小根冠比,但是株高、冠幅和径向生长随遮荫处理时间不同而有所变异。因此,梅叶冬青有耐荫偏阳的特性,在林下种植时需及时调控乔冠层的透光率,一般应大于44%。     

除草剂对冬小麦光合特性、籽粒产量及品质的调控效应

通过田间试验研究了4种除草剂(2,4-D丁酯、‘巨星’、‘世玛’和‘骠马’)对2个小麦品种(‘临优145’和‘临汾138’)光合特性、籽粒产量和品质的影响。结果表明:2,4-D丁酯使小麦灌浆期间旗叶的叶绿素相对含量(SPAD值)和净光合速率(Pn)一直较低,千粒重和籽粒产量显著低于对照;‘巨星’使灌浆前期的SPAD值和Pn较高而中后期快速下降,灌浆持续时间缩短,产量与对照相近;‘世玛’使灌浆前中期SPAD值和Pn较低但后期下降缓慢,灌浆持续时间延长,千粒重和籽粒产量显著高于对照和其它处理;‘骠马’对光合特性和产量影响较小。2,4-D丁酯和‘骠马’使籽粒的蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值、吸水率、评价值显著或极显著提高,稳定时间延长,而形成时间与对照相近;‘巨星’和‘世玛’处理的品质指标大多低于或接近对照。研究发现,除草剂通过调控小麦旗叶光合特性和灌浆进程来影响其千粒重和籽粒产量,且除草剂和品种间存在差异;2,4-D丁酯虽能明显改善小麦品质但却显著降低籽粒产量,‘骠马’使小麦品质特性改善的同时也使籽粒产量有所提高,‘世玛’虽能显著提高籽粒产量却使品质特性变差。     

遮荫对油用牡丹植株生长和光合特性的影响

设置100%全光照(L0)、50%全光照(L1)、25%全光照(L2)和15%全光照(L3)4种光环境,分析不同遮荫环境对油用牡丹的生长、光合作用及叶绿素荧光参数的影响。结果表明:(1)油用牡丹的花朵数量、比叶重、气孔密度在L2和L3处理下显著低于L0处理,但L1较L0无显著变化;随着遮荫水平增加,油用牡丹种子数量、气孔器面积百分比逐渐下降,且在4个不同处理间差异显著。(2)油用牡丹叶片最大净光合速率(Pmax)、光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)在遮荫条件下均有不同程度降低,L2和L3处理的Pmax和LSP显著低于L0,但L1较L0无显著变化。(3)L3处理的光系统Ⅱ(PSⅡ)的最大量子效率(Fv/Fm)为0.76,显著低于其余3个光照处理;随光化光诱导时间的增加,开放的PSⅡ反应中心的激发能捕获效率(Fv′/Fm′)呈逐渐下降并趋于稳定的趋势,而PSⅡ的实际量子产量效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)、非光化学猝灭系数(NPQ)呈逐渐增加并趋于稳定的趋势,稳定后的Fv′/Fm′、ΦPSⅡ值表现为L0L1L2L3,NPQ大小顺序为L3L2L1L0,但不同处理间的qP无显著差异。研究发现:过度遮荫(15%~25%自然光强)严重抑制了油用牡丹的净光合速率,而且与产量直接相关的花朵数量和种子数量也显著下降,最终造成严重减产;在云南昆明地区50%~100%之间的自然光可能是油用牡丹较为合适的生长光强。     

Effects of Shading the First Leaf on Growth of Barley Plants: II. Effects on Photosynthesis

The contributions made by photosynthesis in the first leaf toseedling growth have been examined by a variety of methods includinginfra-red gas analysis and the use of ¹⁴CO₂. The first leafis fully expanded by day 8 and maximal rates of photosynthesisare achieved about I day later. Up to day 8 growth of the seedlingsresults from the redistribution of seed reserves and once theseare exhausted growth is dependent upon the first leaf, beingreduced to very low levels if this is shaded. The second leafwhich begins to expand rapidly after day 10 is contributingto growth by day 14, and the contribution from the first leafbegins to decline after day 12. Apart from greatly reducing photosynthesis in treated leaves,shade also affects the development of photosynthetic capacity.When applied for 2 days or more from day 6, shade reduces thepeak level of carbon fixation achieved on days 9 and 10 by upto 35 per cent. It is shown that development of the first leafin terms of increased dry weight and photosynthetic capacity,is dependent on photosynthesis in the developing leaf itself.The mechanisms by which shading affects development are discussed.     

壳寡糖对烟草幼苗生长和光合作用及与其相关生理指标的影响

采用酶解法获得的壳寡糖,处理烟草幼苗的结果显示,0．01mg·L^-1壳寡糖对烟草幼苗生长有促进作用,幼苗株高、叶面积增加;功能叶片中叶绿素含量、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）和胞间CO2浓度（Ci）升高;气孔限制值（Ls）下降。而高浓度（100mg·L^-1）壳寡糖处理的则抑制生长。促进烟草幼苗生长最适的壳寡糖浓度为0．01mg·L^-1,施用两次的效果优于一次的。     

不同遮光处理对猫须草生长及光合特性的影响

本文探讨全光照、遮光50%、遮光75%、遮光90%等4种处理对猫须草植株生长及光合特性的影响。结果表明,与全光照相比,3种遮光处理植株叶片净光合速率、蒸腾速率减少,叶片厚度及栅栏组织变薄,比叶鲜质量下降,植株分枝数减少,节间距、株高显著增加,植株根、茎、叶的生长量明显下降。从而表明,猫须草植株生长最适宜的光照条件为全光照。     

遮荫对香果树叶片生理特性及叶肉细胞超微结构的影响

设置全光照（L₀）、透光率60%（L₁）、透光率25%（L₂）、透光率10%（L₃）4种光环境,通过遮荫试验研究不同光照条件对香果树幼苗生理特性及叶肉细胞超微结构的影响。结果表明：遮荫影响叶片含水量及叶片形态。随着遮荫强度的加大,叶片含水量（LWC）递增,单叶面积（SLA）增加,单叶干重（SLW_d）和比叶重（LAM）减小,比叶面积（LAM）增大。遮荫条件下幼苗光合作用效率呈现显著变化。全光和L₁处理的P_n和T_r日变化呈明显的双峰曲线,出现了明显的"午休",其余处理的变化相对缓和,双峰和"午休"现象不明显;G_s的日变化与P_n类似。P_n和T_r的日均大小排序为L₁ > L₀ > L₂ > L₃。轻度遮光有利于香果树光合作用效率的提高。遮荫条件下叶片叶绿素和类胡萝卜素含量均有一定程度增加,且随着遮荫强度的加大其含量递增,提高了叶片的捕光能力。遮荫条件下MDA变化较为缓和,SOD、POD活性呈现先升后降的变化,但遮荫下的MDA含量始终小于全光照,可溶性糖也呈现类似的变化。全光下叶绿体与细胞壁平行分布,呈梭形,类囊体排列均匀,淀粉粒和嗜锇颗粒较少;遮荫条件下细胞内叶绿体数量有所增加,在整个细胞中占有比例显著增大,淀粉粒含量增多,类囊体排列紧密,堆叠程度增高,提高了弱光下的光合效率。适度遮荫香果树幼苗能维持正常的生理活动,但有效辐射光强须为自然光强的60%以上。     

外源硅对干旱胁迫下烟草幼苗生长、叶片光合及生理指标的影响

采用营养液水培法,研究了施用不同浓度外源硅(0、0.5、1.0 mmol/L)对干旱胁迫(10%PEG、20%PEG)下烟草幼苗生长、叶片光合特性和生理指标的影响。结果表明:干旱胁迫严重抑制了烟草幼苗生长和光合作用,膜质稳定性降低和引起氧化应激反应;施用不同浓度外源硅有效改善了干旱胁迫下烟草幼苗生长,均表现为株高、叶面积、根系体积、根系干重和地上部干重等生长指标增加,提高叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b和类胡萝卜素含量,显著提高净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)并降低胞间CO2浓度(Ci),膜质过氧化产物MDA含量显著降低,提高叶片含水量、膜稳定性系数和渗透调节物质(脯氨酸、可溶性糖)含量,显著提高SOD、POD和CAT等抗氧化酶活性,而且1.0 mmol/L Si处理对干旱胁迫下烟草幼苗生长和生理特性的影响显著优于0.5 mmol/L Si处理。以上结果说明,施用外源硅能提高干旱胁迫下烟草幼苗光合作用、抗氧化和渗透调节能力,缓解干旱胁迫对烟草幼苗的伤害,促进其生长。