石斛属植物光合碳同化途径地理分异研究进展

系统总结了我国石斛属植物光合作用现状,结合石斛属植物光合作用碳同化途径研究,概括了兼性景天酸代谢植物的碳同化路径特征,分析了景天酸代谢表达程度与生态环境的关系,进而归纳出石斛属植物在光合作用碳同化途径方面存在地理分异。最后指出了石斛属植物系统发育研究领域存在的问题,提出从系统发育视角,采用分子系统学技术来研究石斛属植物光合碳同化途径地理分异的生物学机制。     

大豆叶片RuBP含量测定及其应用

RuBP(1,5-二磷酸核酮糖)是植物光合碳代谢的重要中间产物。经RuBPCase/Oase的催化,RuBP可与CO_2羧化,行光合碳还原途径(C_3环);也可与O_2作用,行光合碳氧化循环(C_2环)。植物光合器官中RuBP含量可调节和影响光合,光呼吸的强弱,改变Calvin循环的运转状况。因此,测定植物光合器官中的RuBP含量在光合与光呼吸研究中具有重要意义。     

光合作用的C_3、C_4途径及其调节(续)

三、C~4途径及其调节 1.C_4途径 C_4植物的光合碳代谢除C_3途径外还有C_4途径,二条途径是紧密联系的(图9)。C_4植物的光合作用碳同化包括三个主要步骤:(1)在叶肉细胞内发     

作物生育期内光合碳在地下部的分配及转化

光合碳是"大气-植物-土壤"系统碳循环的重要组成部分,也是土壤有机碳的重要来源.在农田生态系统中,作物生长期内光合碳在地下部的去向及代谢机理易被忽视,此方面的研究对于全面认识植物-土壤-微生物间的互作关系、农田土壤质量变化及全球碳循环规律却是必不可少的.本文综述了作物生育期内光合碳在地下部的动态分配、其对土壤有机碳的贡献及微生物在光合碳转化中的作用,总结了碳示踪技术;提出应加强在典型土壤类型上的光合碳研究,明确其对不同土壤有机碳组分贡献;重点开展大豆、玉米等作物光合碳在地下部动态分配研究;探讨根系分泌含碳化合物与微生物利用的关系;强调气候条件和农艺措施等综合因素对碳分配的影响.     

植物干旱胁迫下水分代谢、碳饥饿与死亡机理

植物在生长发育过程中受众多环境因子共同作用。随着全球气候变化,气温升高、降水量下降等问题频繁出现。目前气象学家一致预测未来环境变暖会使干旱更加频繁剧烈,这一环境改变使植物死亡更加严重。植物在水分胁迫、特别是干旱胁迫条件下,体内水分代谢与碳代谢会发生失衡现象:光合速率降低、蒸腾速率降低,带来生长降低;为维持植物新陈代谢,植物呼吸作用必然下调。在长期干旱胁迫条件下植物体内碳水化合物储存发生失衡现象,这种失衡使植物陷入碳饥饿现象。另外,由于水分失衡而出现的木质部栓塞和空穴会进一步加剧水分运输障碍,而修复空穴则需要大量非结构性碳水化合物(NSC),这使植物陷入两难选择。总结了植物干旱胁迫下,碳饥饿与水分代谢、植物死亡关系的相关研究,对未来的研究方向和重点提出建议,以期对未来的植物死亡研究提供帮助。     

上海举办植物生理学系统讲座

上海市植物生理学会与上海生物教学研究会于1986年3～5月为中学生物教师举办了植物生理学系统讲座。邀请复旦大学、上海植生所、上海园林所等单位的九位同志讲课。内容有:水势,植物激素,植物呼吸、代谢的多条途径及其生理意义,光合作用的能量转化,豆科植物光合碳代谢和固氮的关系,植物花粉粒培养     

光合碳代谢研究的展望

自50年代Calvin循环发现以来,经历厂长期考验,迄今仍公认它是植物光合碳代谢中的基本或中心的途径。60年代和70年代相继发现和完成的C1循环,CAM途径和光呼吸途径则可以说是对Calvin循环的一种补充。Calvin循环中产生的糖磷酯经过一系列酶反应最终产生淀粉（在叶绿体内）或蔗糖（在细胞质中）现在这些代谢途径已研究得比较详尽。70年代乃至80年代则着重于对代谢途径调节控制的研究。从最近几年光合碳代谢的研究状况来盾,有如下几方面将得到进一步重视和加强。1代谢途径中关键酶的研究将继续深入现在普遍认为R0biSCO是植物光合作用中…     

大气NO2影响植物生长与代谢的研究进展

二氧化氮(NO₂)是大气氮氧化物之一,是大气气溶胶颗粒形成的主要成分,降低大气NO₂浓度可减轻空气中的雾霾.大气NO₂通过干沉降和湿沉降两种方式降落到植物叶片.植物吸收NO₂后主要通过两种代谢途径来降低空气中NO₂浓度: 一是主要在细胞质和叶绿体中利用还原酶的氮代谢途径,二是在质外体和细胞质中的歧化反应.植物吸收NO₂干扰了植物正常的生长和生理代谢,包括: 植物营养和生殖生长,植物体内硝酸还原酶(NaR)活性、亚硝酸还原酶(NiR)活性、氮素吸收、光合等生理代谢过程.对目前国内外有关大气NO₂影响植物生长与代谢的研究进展进行了综述,并对植物吸收NO₂的生理及分子机制的未来研究方向进行了展望.     

植物光合碳和氮代谢之间的关系及其调节

概述了植物体内光合碳、氮代谢之间的相互作用及其代谢调控等方面的研究进展。     

彩叶植物叶片呈色分子机制研究进展

彩叶植物叶片呈现不同的颜色主要是受遗传因素和外部环境的共同作用,揭示彩叶植物叶片呈色机制对选育彩叶植物新品种和彩叶植物的应用推广具有重要理论和实践意义。目前对彩叶植物呈色机制的研究主要集中于叶片中色素变化、光合特性、叶片结构和环境条件等方面。该文主要対近年来有关彩叶植物叶片中叶绿素代谢途径、类胡萝卜素代谢途径、次生代谢途径、光合作用和叶绿体发育相关结构基因和转录因子调控机制的研究进展进行综述,并对以后的研究方向进行了展望,为培育彩叶植物新品种提供了理论基础,也为人工调控叶色以及叶色的定向遗传改良提供了参考。     

大气NO2影响植物生长与代谢的研究进展

二氧化氮(NO₂)是大气氮氧化物之一,是大气气溶胶颗粒形成的主要成分,降低大气NO₂浓度可减轻空气中的雾霾.大气NO₂通过干沉降和湿沉降两种方式降落到植物叶片.植物吸收NO₂后主要通过两种代谢途径来降低空气中NO₂浓度: 一是主要在细胞质和叶绿体中利用还原酶的氮代谢途径,二是在质外体和细胞质中的歧化反应.植物吸收NO₂干扰了植物正常的生长和生理代谢,包括: 植物营养和生殖生长,植物体内硝酸还原酶(NaR)活性、亚硝酸还原酶(NiR)活性、氮素吸收、光合等生理代谢过程.对目前国内外有关大气NO₂影响植物生长与代谢的研究进展进行了综述,并对植物吸收NO₂的生理及分子机制的未来研究方向进行了展望.     

梭梭和多枝柽柳的枝干光合及其主要影响因子

荒漠植物长期演化过程中保留了枝干光合(Pg)的特性,枝干光合有效减少局部碳损失,且在维持植物正常生理代谢方面发挥重要作用.本研究以古尔班通古特沙漠南缘荒漠植物梭梭和多枝柽柳为对象,利用Li-Cor 6400便携式光合仪与特制叶室相结合监测枝干与叶片光合速率,同时辅以枝干/叶片功能性状(叶绿素含量、含水量、叶/枝面积、碳...     

以体内叶绿素荧光检测植物的逆境因素

引言植物的生长和发育以及各个代谢途径(如光合作用)都有最适的条件。有利于植物生长和细胞新陈代谢的最适条件,要由许多环境因素和内在因素加以保证。在一定限度内,植物也能使它们的形态和习性以及特殊的器官和代谢途径去适应特殊的环境条件。植物所处的特殊环境有短期变化和长期变化。所有因素如温度,水供应、光强、土壤矿物质含量等,都很少或不能处于最适于植物生长的范围。因此。植物很少能在全部因素都处于最适条件下生长。但这未必就意味着植物是处于逆境下。光合速率的降低会引起植物生长速率的降低,但不会对植物产生伤害。而逆境通常是指引起伤害的偶然事件。由于代谢活性降低情况和真正逆境之间的转换可能是变数,因此,应当给出逆境的定义。一旦有了关于植物逆境和逆境作用的定     

屋顶绿化植物佛甲草对温度梯度的生理生态适应

以屋顶生长的佛甲草为材料,通过光照培养箱进行不同温度条件处理,分别测量了叶片的CO2交换、叶绿素含量、叶绿素荧光参数以及植株不同部位的碳同位素比率变化(δ13C)。结果表明:持续高温/低温、较大的昼夜温差和叶表面风力的条件下,佛甲草为适应环境变化,光合会由C3代谢途径转变成景天酸代谢途径(CAM),是兼性CAM植物。短期降温会使叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)发生不可逆失活,光合能力下降;复水后有助于PSⅡ的恢复和重建,而干旱天气会减缓恢复过程;在不利温度环境中生长的佛甲草老叶掉落较多,剩余叶片的叶绿素含量和Fv/Fm值增高,光合能力提高。δ13C测定结果显示,高温使嫩叶气孔导度降低,对成熟叶片气孔导度影响小,佛甲草茎杆虽然含有叶绿素,但没有明显的光合作用。     

水杨酸对植物光合作用影响的研究进展

水杨酸作为一种信号分子,对植物呼吸代谢、种子萌发、成花诱导、衰老及抗逆等生理过程都有调节作用,近年来有关水杨酸对植物光合作用影响的研究取得了很大进展。水杨酸能够调节植物叶片气孔运动、光合色素含量、光合机构性能、光合碳同化酶活性等各方面,其效果因浓度、植物种类、环境条件等不同而表现出差异。该文就近年来国内外有关水杨酸对植物光合作用的影响(主要从植物叶片气孔运动、光合色素含量、光合机构性能和光合碳同化酶活性等方面)研究进展进行综述。     

Ecophysiological adaptation of green roof plant Sedum lineare to temperature variation

以屋顶生长的佛甲草为材料,通过光照培养箱进行不同温度条件处理,分别测量了叶片的CO2交换、叶绿素含量、叶绿素荧光参数以及植株不同部位的碳同位素比率变化(δ13 C).结果表明:持续高温/低温、较大的昼夜温差和叶表面风力的条件下,佛甲草为适应环境变化,光合会由C3代谢途径转变成景天酸代谢途径(CAM),是兼性CAM植物.短期降温会使叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)发生不可逆失活,光合能力下降;复水后有助于PSⅡ的恢复和重建,而干旱天气会减缓恢复过程;在不利温度环境中生长的佛甲草老叶掉落较多,剩余叶片的叶绿素含量和Fv/Fm值增高,光合能力提高.δ13C测定结果显示,高温使嫩叶气孔导度降低,对成熟叶片气孔导度影响小,佛甲草茎杆虽然含有叶绿素,但没有明显的光合作用.     

C3、C4和CAM途径的生态学意义

本文通过C_3,C_4和CAM植物在不同环境中的分布,从3个方面阐述了这3种碳同化途径在利用环境资源时的生态学意义——资源分隔: 1.光合途径的空间分异:(1)不同光合类型植物的气候带(水平和垂直带)和地理区域分布;(2)不同光合类型植物在微环境中的分布。 2.光合途径的时间分异。 3.光合途径在资源分隔中的重叠。     

C3和C4植物光合途径的适应性变化和进化

高等植物大多为C₃植物, C₄植物和景天酸代谢(Crassulacean acid metabolism, CAM)植物是由C₃植物进化而来的。C₄途径的多源进化表明, 光合途径由C₃途径向C₄途径的转变相对简单。该文分析研究了植物光合途径的进化前景, 指出C₄植物是从C₃植物进化而来的高光效种类, 且地质时期以来降低的大气CO₂浓度和升高的大气温度以及干旱和盐渍化是C₄途径进化的外部动力。C₃植物的C₄途径的发现说明植物的光合途径并非是一成不变的, C₃和C₄植物的光合特征具有极大的可塑性, 某些环境的变化会引起植物光合途径在C₃和C₄途径之间转变。C₃植物具有的C₄途径是环境调控的产物, 是对逆境的适应性进化结果, 因而光合途径的转变也适用于干旱地区植被的适应性生存机理研究。该文还利用国外最新的C₄光合进化模型介绍了植物在进化C₄途径中所经历的7个重要时期(从分子基础到形态基础、结构基础, 再到物质代谢水平、光合酶活水平, 直到C₃和C₄途径协调运转时期, 最后达到形态与功能最优化阶段), 并结合全球气候变化的特点对国内外相关领域的研究进行了分析, 总结了植物光合途径的适应性转变和进化的研究成果, 为今后的相关工作提出建议。     

植物近期光合碳分配及转化

碳 (C) 既是生命基础元素,又是与大气环境及全球气候变化密切相关的基本成分。近期 (系指数星期的时间尺度,约相当于植物某一生长期) 光合C是“大气-植物-土壤”系统C循环的重要组成部分;定量近期光合C在植物组织、土壤和呼吸损失的分配,对于理解全球C循环是必不可少的。植物近期光合C分结构性C和代谢C;由于代谢C周转快和结构性C尚未及时形成有机质等,近期光合C容易被忽视。应用同位素技术,可从多方面研究植物近期光合C分配及转化特征。这些方面主要包括根际区光合C代谢、近期光合C对CO₂ 和CH₄排放的贡献、C₃植物与C₄ 植物对全球C循环模式的作用、人类活动对近期光合C分配的影响等。我国鲜见植物近期光合C分配及转化的研究,开展此方面的工作,对我国从生命代谢角度研究C循环具有积极的推动作用。     

丛枝菌根途径的土壤有机碳固存机制研究进展

菌根真菌已被认为是土壤碳库的重要部分,陆地植物中至少78%与丛枝菌根真菌(AMF)形成共生关系,故研究AMF途径的土壤有机碳(SOC)固存机投对提高生态系统碳汇具有重要意义,但目前缺乏系统探讨AMF途径的SOC固碳机制。AMF具有显著的生态特性,包括较根系更高的周转速度、广泛的菌丝扩展范围以及将代谢产物转化为土壤中的稳定碳源等,这些特征共同构成了AMF在固碳机制中的作用路径。AMF从植物根系获得碳源,经过菌丝生长、代谢产物(尤其球囊霉素相关蛋白)和残体形成,将其转化为AMF源碳。AMF的根外菌丝还能与其他微生物共存并协同作用,通过分解凋落物、促进微生物的合成代谢及其物质周转,不仅增加植物源碳输入和微生物源碳积累,还促进团聚体形成,有效保护土壤中的碳不被分解,从而实现AMF途径的土壤碳固存。AMF途径的土壤固碳能力在森林、草地和农田依次减弱,这与气候变化、土壤的生物与非生物因素、地下的共生菌根网络及人类活动紧密相关。还探讨了这些因素对AMF途径SOC固存的影响,并针对现有研究的不足提出了未来的研究展望。本综述以期更深入地理解AMF途径的SOC固存机制,为菌根途径提升生态系统碳汇能力的研究提供理论支持。