紫罗兰离体叶冷处理后转暖期乙烯和ACC的产生及CO_2的作用

火焰紫罗兰离体叶片在0℃下产生的伤害乙烯,只有当叶片从0℃移到20℃时才释放出来,释放高峰在转暖后四小时。低温直接刺激叶片ACC的合成。这两者的变化与叶片受冷伤害的程度相关。CO_2匮乏抑制冷伤害乙烯释放和ACC形成,这种抑制解除后,此过程又可恢复,照光不影响这种抑制。     

低温诱导水稻幼苗的光氧化伤害

通过分析MDA,GSH,Asc和Chl含量及质膜透性,探讨了低温诱导水稻幼苗的光氧化伤害。在5℃、白昼PFD为400μmol m~(-2)s~(-1)对,叶片光氧化伤害随低温处理时间的延长而加强,其程度并随温度下降而加剧;耐冷不同的品种表现也有差异。在昼夜10℃/0℃温度下,叶片光氧化程度随PFD的提高而增强。低温处理后恢复期间,470μmol m~(-2) s~(-1)光强会加剧光氧化伤害,而60μmol m~(-2) s~(-1)光强则有利于伤害的恢复。光是植物冷害研究中不可忽略的环境因子。     

水稻耐光氧化和耐荫特性的生理基础

用简易、有效的人工光氧化和遮荫技术对30个水稻(Oryza sativa L.)种质进行筛选,鉴定出既耐光氧化又耐荫、耐光氧化不耐荫、耐荫不耐光氧化、既不耐荫又不耐光氧化等4种品种类型,并用既耐光氧化又耐荫的品种"武育粳3号"和对光氧化和遮荫均敏感的品种"香籼"进行光合特性研究.结果表明:在遮荫条件下,与对光氧化和遮荫敏感的品种"香籼"比较,"武育粳3号"的PSⅡ活性差异不大,RuBisCO活性降低较少,光合能力、光合生产力较高.在光抑制条件下,"武育粳3号"的PSⅡ活性,PSⅡ光化学效率(Fv/Fm),PSⅡ-D1蛋白含量降低较少,光合作用光抑制较轻.在光氧化条件下,内源活性氧清除剂SOD诱导活性高,清除O-能力强,因而叶绿素衰减较慢.上述研究为水稻育种提供了配套的优良生理特性的鉴定技术和生理依据.     

C3和C4植物叶片对光氧化响应的日变化

田间生长的C3植物花生和C4植物玉米分别于晴天上午9：00、中午12：00、下午15：00取样。中午12：00花生叶片的Fv／Fm较早上9：见下降16％,出现了光抑制现象,玉米叶片的Fv／Fm则未下降。不同时间取样的花生和玉米叶片经甲基紫精（MV） 强光的人为光氧化处理,叶绿素和类胡萝卜素出现不同程度的氧化降解,中午12：00降解幅度最大,15时降幅最小。植物叶片的抗氧化能力与其SOD活性相关,而与PEPCase的活性没有明显的相关性。光氧化处理后,花生和玉米的叶绿素荧光参数FV／Fm、qp、pSII都下降,花生在12：00的降幅最小,玉米的降幅最大。光氧化引起花生的qN和热耗散系数（KD）上升,玉米则都下降．结果显示C3植物花生和C4植物玉米对光氧化的响应可能存在不同的机制。     

低温对黄瓜光系统Ⅱ的影响

以对低温敏感的植物黄瓜（Cucumis Sativus L.)为材料,研究了冷害温度对光合作用的影响,冷害温度对光合作用中的光系统I无伤害,而抑制了光系统II的活性,使黄瓜叶片或叶绿体的可变荧光,放氧活性,DCIP光还原活性都受到明显抑制,加入人工电子供体可使受到抑制的可变荧光,DCIP光还原活性恢复到对照水平,表明冷害温度对黄瓜光系统II的抑制是发生在光系统II的氧化侧而对光系统II的反应中心无伤害。     

低温对黄瓜光系统Ⅱ的影响

以对低温敏感的植物黄瓜（Cucumis Sativus L.)为材料,研究了冷害温度对光合作用的影响,冷害温度对光合作用中的光系统I无伤害,而抑制了光系统II的活性,使黄瓜叶片或叶绿体的可变荧光,放氧活性,DCIP光还原活性都受到明显抑制,加入人工电子供体可使受到抑制的可变荧光,DCIP光还原活性恢复到对照水平,表明冷害温度对黄瓜光系统II的抑制是发生在光系统II的氧化侧而对光系统II的反应中心无伤害。     

长白山常绿针叶树越冬期间光合能力的抑制

在长白山地区以红皮云杉、樟子松为材料,研究其冬季光合能力的变化,探讨了除红松外的其它针叶树是否在冬季也存在光合抑制以及遮荫是否可减轻抑制等问题,结果表明,红皮云杉、樟子松有与红松相似的冬季光合抑制,但程度较轻;遮荫对减轻光合抑制非常有效,可以推测,在长白山地区或冬季气候与之相似的地区,常绿针叶树在冬季均可能表现光合抑制,遭受冬季光氧化伤害,并且其释放的ＣＯ２（光越强,释放量越大）是空气中ＣＯ２含量     

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.     

NaCl胁迫对花棒叶片光合特性及游离氨基酸代谢的影响

为了解盐胁迫对花棒生理特性的影响,研究了不同浓度NaCl胁迫下花棒叶片的光合气体交换、叶绿素荧光以及游离氨基酸的变化.结果表明:低浓度NaCl胁迫下,花棒叶片的光系统Ⅱ通过耗散过剩激发能,避免了光伤害.此时气孔限制是导致光合速率降低的主要原因.随着NaCl胁迫的加剧,叶片的光保护机制不足以避免过氧化引起的伤害,导致光系统Ⅱ受损.200 mmol·L-1 NaCl处理下,非气孔限制成为抑制光合作用的主要原因.NaCl胁迫下,花棒叶片中主要游离氨基酸的积累与代谢发生变化.低浓度NaCl胁迫时,叶片中的脯氨酸、谷氨酸、天冬氨酸和丙氨酸等主要游离氨基酸含量显著积累;随着NaCl浓度进一步升高,叶片中的天冬氨酸和谷氨酸含量减少,脯氨酸的合成与积累增加.     

水分胁迫对小麦光系统Ⅱ的影响

水分胁迫可降低小麦叶绿体的室温荧光产量和Ｍｇ２＋ 在两个光系统间的调节能力、叶片的可变荧光产量、可变荧光猝灭速率以及荧光上升互补面积,表明光系统Ⅱ受到了伤害。光系统Ⅱ氧化侧的人工电子供体ＤＰＣ能部分恢复受到抑制的叶绿体可变荧光,说明水分胁迫对光系统Ⅱ的损伤部位不仅位于氧化侧,也可能在反应中心上     

小型无脊椎动物对混播草地白三叶叶片伤害程度研究

采用非破坏性的田间观测方法,以主匍匐茎的叶片伤害数,叶片伤害率和叶片伤害程度3个变量为指标,综合评价了小型无脊椎动物对多年生黑麦草与白三叶的混播草地白三叶叶片的伤害程度,系统探讨了白三叶品种类型（Alice,Retor和Gwenda),刈割频率（高与低）及草地特征（如三叶含量,地上生物量和草层高度）对小型无脊椎动物对叶片伤害的影响。研究表明,高频率刈割的草地白三叶叶片总的伤害数及中等程度伤害的叶片数明显地高于低频率刈割处理（分别为21％和35％）,另外,研究期总的叶片伤害数不同程度伤害的叶片数因白三叶品种的不同而存在着很大差异,且这种差异在春季,夏末和秋季等3个时期均十分明显,在这3个时期,在两种频率刈割下,均是品种Retor的叶片伤害数和叶片伤害率明显高于品种Alice和Gwenda,研究还表明,叶片的伤害与白三叶种群特征如白三叶含量和地上生物量存在显著的负相关,白三叶含量和地上生物量越低,则叶片的伤害数和伤害率就越高,回归模型显示,白三叶含量和地上生物量可以解释叶片的伤害数在春季,夏末,秋季各65％,59％和50％的变异,可以解释叶片伤害率在这3个时期各58％,57％和45％。     

越冬期广玉兰阳生叶和阴生叶PSⅡ功能及捕光色素分子内禀特性的比较研究

捕光色素分子的内禀特性不仅决定了光能的吸收与传递,也将影响到激发能向光化学反应、热耗散和叶绿素荧光的分配。本文采用叶绿素荧光技术和光合电子流对光响应机理模型,研究了越冬期广玉兰（Magnolia grandiflora）阳生叶和阴生叶两种不同光环境下叶片PSⅡ功能及其捕光色素分子内禀特性的差异,以探索广玉兰越冬的光保护策略。结果表明：越冬期低温导致叶片轻微光抑制的发生,全光照加剧了阳生叶光抑制程度,而弱光环境有利于阴生叶光抑制的恢复。阳生叶可通过降低叶绿素含量和捕光色素分子数量以减少对光能的吸收,并且具有较强的光化学和热耗散能力以保护光合机构免受低温强光伤害。而阴生叶虽然其光化学反应能力相对较弱,但具有较强的热耗散能力,可有效地保护其免受短时曝露在强光下的伤害。     

对光呼吸在C3植物中的一种功能的探讨

小麦不离体叶片在无 CO_2气流中,预照3小时2000μmol·m~(-2)·s~(-1)强光后,叶片光合作用受光照抑制的百分率随气流中氧浓度的不同而不同。气流氧浓度在0—10%范围内,随氧浓度升高,光抑制程度减小。在10—50%氧浓度下,叶片光合强度几乎没有不可逆下降。高于50%氧浓度,叶片所受光抑制程度反而随氧浓度提高而加重。预照光强度增加,时间延长,叶片的光抑制程度也增加。在高于2%氧的无 CO_2气流中,叶片在强光下的 CO_2猝发并非都能长时间存在。在8—11%氧浓度下,叶片的 CO_2猝发仅可持续15—30分钟。氧也可使破碎叶绿体免受强光伤害。叶片无论在高氧还是低氧条件下,强光总是只影响叶绿体 PSⅡ活性。     

烟草叶绿体NAD(P)H脱氢酶在抵御高温胁迫中的作用

经42℃高温处理48 h以上, 烟草(Nicotiana tabacum L.)ndhC-ndhK-ndhJ基因缺失突变体(ΔndhCKJ)植株较其野生型(WT)先出现茎部褐变、叶片萎蔫等氧化伤害症状. 作用光关闭后的叶绿素荧光动力学表明, WT植株中NAD(P)H脱氢酶(NDH)介导的PSI循环电子传递和叶绿体呼吸在高温胁迫时被促进了. 用甲基紫精(MV)处理叶圆片的结果显示, ΔndhCKJ光合机构更易受到光氧化伤害, 甚至首先发生叶绿素漂白. P700氧化还原分析表明, NDH介导的循环电子传递途径可能通过与MV竞争电子而减少活性氧(ROS)的积累. 将叶圆片于42℃处理6 h后, ΔndhCKJ光化学反应活性的下降比WT更显著, 与此一致, 可溶性Rubisco活化酶含量显著低于WT, 且电子传递链还原程度和非光化学能量耗散水平均显著高于WT. 叶绿素毫秒延迟发光慢相的测定结果显示NDH介导的循环电子传递有助于跨膜质子梯度(ΔpH)的形成, 但其耗用在DndhCKJ中受到严重抑制. 根据以上结果推测, NDH介导的循环电子传递在高温胁迫下运转加快, 并将过剩的电子分流至叶绿体呼吸途径, 此外, NDH途径提供的DpH可能在一定程度上有利于维持CO₂同化的进行, 从而能够减轻光氧化胁迫的伤害.     

光敏反应对过氧化氢酶的影响

光氧化反应中,纯过氧化氢酶活性受光敏化剂血卟啉Ⅳ和核黄素的抑制。随光敏化剂浓度增高及照光时间延长,抑制程度加大。酶与光敏化剂反应后吸收光谱位移,峰形改变。紫外差示吸收光谱出现229nm负峰(血卟啉)和236—240nm峰(核黄素)。结果表明酶活的抑制与其蛋白构象的变化相关。     

光氧化的成因及其削减机制

着重分析了光氧化产生的原因以及它对植物的伤害 ,总结了植物体内存在的减少光氧化伤害的保护机制 .     

调制式荧光影像新技术:叶片内部最大光化学量子效率及其异质性的活体测定

研究叶片内部光合能力及其异质性,是光合作用生化模型、光抑制机理、光保护机理等光合生理生态热点问题的重要前提,但目前缺少可以进行活体测定的装置。该文作者对Vogelmann和Evans(2002)的装置进行了改进,获得了叶片内部光系统II(PSII)最大光化学量子效率(F_v/F_m)及其异质性影像,并采用基于Matlab软件自编的图像处理程序对其进行了分析,研究了不同时间光抑制处理导致的叶内F_v/F_m及其异质性的变化。研究发现:叶片内部不同层叶肉组织F_v/F_m存在异质性。强光照射导致叶片内部不同层叶肉组织F_v/F_m值下降,但靠近上表皮的栅栏组织具有较强的抗光抑制能力。光抑制导致叶片内部F_v/F_m异质性的变化,短期光抑制导致F_v/F_m异质性变大,这可能与部分叶绿体避光运动相关,长期光抑制导致F_v/F_m异质性变小,说明叶绿体避光运动这种光保护机制已经失效。相比于其他类型叶绿素荧光仪,此装置可以完整获得活体叶片内部F_v/F_m及其异质性影像数据,这对于系统研究叶片内部光合能力及其异质性机制,以及为进一步研究一些光合生理生态热点问题提供了有力工具,具有进一步研发和应用的前景。     

转C4光合酶基因水稻株系的抗光氧化特性

用经转入磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)、丙酮酸磷酸二激酶(PPDK)、NADP-苹果酸酶(NADP-ME)、PEPC+PPDK等酶的基因的水稻株系及原种为材料,研究了光氧化条件下的叶绿素荧光特性和膜脂过氧化.光氧化处理后,与原种相比,转C4光合酶基因特别是转PEPC和转PEPC+PPDK基因水稻株系的PSⅡ原初光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ在照光下的实际光化学效率(ФPSⅡ)和光化学猝灭(qp)下降的比原种少,而非光化学猝灭(qN)增加的比原种多,说明在光氧化条件下,转C4光合酶基因水稻株系吸收的光能中有较多的光能转化为化学能,过剩的光能通过热耗散而减轻光破坏;同时转C4光合酶基因水稻株系诱导产生的的内源活性氧清除酶系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)的活性比原种高,从而有效清除水稻叶片内的活性氧(O-2、H2O2),使活性氧积累比原种少,因而膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)产生较少.表明转C4光合酶基因特别是转PEPC和转PEPC+PPDK基因水稻株系耐光氧化能力较强.在光氧化条件下,它们的叶绿素和蛋白质含量下降较少,表现出耐光氧化特性.这些结果为应用生物技术创造耐光氧化种质提供了实验依据.     

光合作用的光抑制

虽然光是植物光合作用的根本推动力,没有光植物便不能进行光合作用,光不足则不能高速地进行光合作用,可是光过剩对植物来说也不是好事。当叶片接受的光能超过它所能利用的量时,光可以引起光合活性的降低。这就是光合作用的光抑制现象。它的最明显特征是光合效率的降低。在没有其它环境胁迫的条件下,晴天中午许多植物冠层表面的叶片和静止的水体表层的藻类经常发生光抑制。由于发生光抑制的前提是光能过剩,所以,任何妨碍光合作用正常进行而引起光能过剩的因素,如低温、干旱等,都会使植物易于发生光抑制。因此,在两种或两种以上环境…     

ABA对水稻幼苗叶片光抑制的光保护作用

经ABA处理的水稻幼苗叶片和对照相比 ,PSII光化学效率 (Fv/Fm)和非光化学猝灭系数 (qN)显著受抑制。经高光处理 1h后 ,ABA处理的水稻幼苗叶片光抑制程度比对照小 ,这暗示ABA对高光光抑制具有一定的光保护作用 ,且间接表明ABA提高水稻幼苗抗光抑制的能力与叶黄素循环密切相关。