基于叶绿素荧光成像及荧光参数分布特征的叶片光合异质性定量分析

植物叶片光合作用具有高度的空间异质性,叶绿素荧光成像技术为叶片光合异质性的研究提供了便利,但叶片光合异质性的定量分析并没有得到广泛应用。本文利用Imaging PAM叶绿素荧光成像系统,获得中亚热带地区越冬期小叶榕(Ficus microcarpa)阳生叶和阴生叶的叶绿素荧光参数图像,并利用仪器的分析软件对其进行分析,定量比较了阳生叶和阴生叶的光合异质性特征。研究发现：越冬期小叶榕阳生叶的光合异质性和光抑制程度明显高于阴生叶,变异系数可作为光合异质性的定量指标。低温强光导致阳生叶坏死率(P_LN)达4.30%,并有53.30%的区域处于严重光抑制(0v/F_m<0.627),但仍有42.27%的区域仅为轻度光抑制(0.627≤F_v/F_m<0.800)。而低温弱光并未造成阴生叶坏死和严重光抑制。通过对光系统Ⅱ(PSⅡ)的实际光合效率(Y(Ⅱ))、调节性能量耗散的量子产额(Y(NPQ))和非调节性能量耗散的量子产额(Y(NO))荧光参数异质性的定量分析表明,阳生叶...     

西宁和海北麻花艽净光合速率和叶绿素荧光参数的日变化比较

以青藏高原药用植物麻花艽为材料,研究了西宁和海北两个地区麻花艽叶片的净光合速率和叶绿素荧光参数的日变化进程。结果表明：在中午太阳辐射较强时两地麻花艽叶片的净光合速率（Pn）均下降,下午随日间光强的减弱逐渐上升,形成双峰曲线;海北麻花艽叶片的净光合速率（Pn）及其日变幅均低于西宁。随日间光强的增加麻花艽叶片的PSⅡ最大光化学效率（Fv／Fm）、PSⅡ的潜在活性（Fv/Fo）下降,非光化学猝灭系数（NPQ）则上升,黄昏各参数都恢复到接近早晨的水平,表明未发生光合机构的破坏;一天中海北麻花艽叶片的Pn、Fv／Fm、Fv／Fo均低于西宁,表明随海拔的升高、光强的增加,海北麻花艽热耗散增多,午间光抑制加重。     

和田设施温室6个葡萄品种光合和 叶绿素荧光日变化特征

【目的】探讨和田地区设施温室葡萄品种光合和叶绿素荧光日变化特征,综合评价其光合能力强弱,为该地区温室葡萄引种及栽培管理措施制定提供参考依据。【方法】以和田设施温室引入6个葡萄品种‘户太八号’‘妮娜女皇’‘夏黑’‘阳光玫瑰’‘新郁’‘克瑞森无核’为试验材料,测定并分析各品种光合有效辐射（PAR）、叶绿素相对含量（SPAD）、光合与叶绿素荧光参数,并利用主成分分析对各鲜食葡萄品种能力进行综合性评价。【结果】（1）设施温室光合有效辐射在不同位置总体表现出棚前＞棚后＞棚中,在不同架面位置总体表现为架上＞架中＞架下。（2）葡萄叶片SPAD值在不同架面位置表现为架上部＞架中部＞架下部,在品种间由高到低依次为‘克瑞森无核’‘夏黑’‘新郁’‘户太八号’‘阳光玫瑰’‘妮娜女皇’。（3）各品种Pn、Gs、Tr均呈现出双峰曲线的日变化趋势,Ci日变化总体呈现U形或W形变化规律;Fv/Fo与Fv/Fm总体上呈现出先下降后上升的日变化规律。（4）6个葡萄品种的光合能力表现为‘克瑞森无核’＞‘夏黑’＞‘阳光玫瑰’＞‘新郁’＞‘户太八号’＞‘妮娜女皇’。【结论】 ‘克瑞森无核’与‘夏黑’相比其他品种有较高的Pn、Gs、Tr、 Fo、Fm和较低的Fv/Fo与Fv/Fm,对和田地区适应性较强,能够适应当地的高温与高光强设施环境。     

蝴蝶兰黄花品系光合能力快速测定

以5个蝴蝶兰黄花品系为试材,利用调制叶绿素荧光技术,通过比较其快速光曲线相关参数,以了解不同品系光合能力,尝试建立蝴蝶兰光合能力快速测定技术。结果表明：不同蝴蝶兰黄花品系光合能力存在明显差异,具有较高半饱和光强的品系也具有较高的最大相对电子传递速率,而初始斜率在一定程度上决定了品系最大相对电子传递速率的高低。调制叶绿素荧光技术不仅可用于蝴蝶兰光合能力快速测定,还可应用于蝴蝶兰其他光合生理研究。     

青海薄荷的光合及热能耗散特性研究

对青海省民和、西宁和湟源3个地区的药用植物薄荷(Mentha haplocalyx Briq.)的净光合速率和叶绿素荧光参数的变化进行分析比较。结果显示:(1)最大净光合速率(Pn)湟源>西宁>民和;(2)PSⅡ反应中心最大光化学效率(Fv/Fm)以及PSⅡ反应中心活性参数(1/Fo-1/Fm)和实际光化学量子效率(ΦPSⅡ)的变化趋势相同,均以西宁最高,而相应的光合功能的相对限制(LPDF)西宁最低;(3)西宁薄荷的光化学猝灭系数(qP)最高(0.875),而非光化学猝灭(NPQ)则最低(1.114)。研究表明,青海薄荷有光抑制现象发生,但并没有造成PSⅡ反应中心的不可逆破坏;西宁薄荷光化学能力较高而湟源薄荷对于过剩光能的耗散能力较高。     

田间大豆叶片成长过程中的光合特性及光破坏防御机制

田间大豆叶片在成长进程中光饱和光合速率持续提高,但气孔导度的增加明显滞后.尽管叶片在成长初期就具有较高的最大光化学效率,但是仍略低于发育成熟的叶片.随着叶片的成长,光下叶片光系统Ⅱ实际效率增加;非光化学猝灭下降.幼叶叶黄素总量与叶绿素之比较高,随着叶面积的增加该比值下降,在光下,幼叶的脱环氧化程度较高.因此认为大豆叶片成长初期就能够有效地进行光化学调节;在叶片生长过程中依赖叶黄素循环的热耗散机制迅速建立起来有效抵御强光的破坏.     

高等植物光合机构避免强光破坏的保护机制

结合光合作用的光抑制研究的最新进展,综述陆生高等植物光合机构的一些避克强光破坏的保护机制。     

桂花光合特性的光温响应

对丹桂光合特性光温响应的研究结果表明：1）净光合速率最适温度为24～28℃,在22～42℃之间,净光合速率、胞间CO2浓度、气孔导度和水分利用效率与温度的关系为二次多项式方程,暗呼吸速率和蒸腾速率与温度成线性关系;2）在控制条件下,随着温度的升高,光补偿点升高,光饱和点、表观量子效率、最大净光合速率下降.在自然条件下,丹桂光合日进程出现明显的光合“午休”,“午休”主要由非气孔限制引起,表观量子效率和光化学效率下降表明光抑制是午间非气孔限制形成和发展的深层原因.     

泰山白首乌生物学特性及繁育技术

泰山白首乌为萝摩科植物耳叶牛皮消 (CynanchumauriculatumRoyleexWight)的块根 ,药用或生产淀粉食用。在海拔 70 0米以上泰山阴坡 ,少有分布 ,现处于野生状态 ,为开发泰山白首乌这一珍贵植物资源。本文主要介绍了该生物学特性和繁育技术。     

泰山白首乌塑料大棚弥雾蔓插育苗技术

利用塑料大棚弥雾进行泰山白首乌蔓茎扦插育苗,加快了白首乌的繁殖速度。实验证明：6月中旬选用IBA 1000mg/kg处理扦插生根率为72％,8月20日进行大田移栽,移植成活率达95％。     

毛乌素沙地牛心朴子叶片的光合特征研究

对毛乌素沙地主要建群植物牛心朴子（Cynanchum komarovii Al.Iljinski)的光合特征进行了动态研究。结果表明,牛心朴子整个生育期间光合作用日变化呈双峰曲线,第一峰出现在上午11：00左右,第二峰出现在下午16：00左右,第一峰值明显高于第二峰值;蒸腾速率日保持恒定且维持较低的水平,但不同时期差别明显;不同叶位光合作用存在明显差别,以上部展开第3叶为最高;牛心朴子气孔对环境条件变化不敏感;叶绿素荧光猝灭日变化分析显示,牛心朴子叶绿体PSⅡ的原初光化学效率（Fv/Fm)以及通过PSⅡ非环式电子流的量子效率在上午10：00左右较高,中午下降,下午15：00左右又呈回升的现象。     

水分胁迫下大丽花光合及叶绿素荧光的日变化特性

以大丽花品种‘粉西施’为试验材料,采用盆栽方法,研究了不同土壤含水量处理对‘粉西施’叶片光合及荧光特性日变化的影响。结果表明:随着水分胁迫程度的加深,大丽花叶片的Pn、Tr和Gs日平均值均降低,Ci日平均值在轻度和中度胁迫下降低,在重度胁迫下升高;在轻度和中度水分胁迫下大丽花Pn降低的主要原因是气孔限制,而重度水分胁迫下是非气孔因素;Pn在水分胁迫下的日变化曲线由单峰型变成双峰型,出现"午休"现象,且Tr和Gs在水分胁迫下的日变化曲线和Pn一致,但Ci日变化较平稳,与Pn相反。随着水分胁迫程度的加深,大丽花叶片的初始荧光(F0)日平均值升高,日变化曲线呈倒"V"型,PSⅡ反应中心可能破坏或可逆失活;Fm、Fv/Fm和ΦPSⅡ日平均值均降低,日变化曲线呈"V"型。水分胁迫使大丽花光抑制程度加深,抑制了PSⅡ的光化学活性,致使用于光化学反应的光能及实际光化学效率降低。研究结果发现,大丽花品种‘粉西施’在不同水分胁迫下都产生了光合作用的光抑制而使净光合速率降低;光合机构可适应轻度和中度水分胁迫而发生可逆失活,没有受到不可恢复的伤害,而重度水分胁迫降低了叶片的光合机构活性,加剧了光抑制程度,严重限制了光合作用;适宜大丽花生长的土壤含水量应为田间最大持水量的30%以上。     

NaCl胁迫对马齿苋光合作用及叶绿素荧光特性的影响

以马齿苋为材料,采用温室盆栽法研究了14 d NaCl胁迫处理对其幼苗生长、光合作用和叶绿素荧光特性的影响.结果显示:(1)马齿苋幼苗的鲜重和株高在25 mmol·L-1 NaCl胁迫时与对照无显著差异,但其随着NaCl浓度的继续增加均显著降低,且其生物量受到的抑制早于株高.(2) NaCl胁迫下,马齿苋幼苗叶片净光合速率(Pn)降低,胞间二氧化碳浓度(C1)增大,且两者的变化幅度随着NaCl浓度增加而增大.(3)NaCl胁迫下,马齿苋幼苗叶片的初始荧光(F0)、最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、恒态荧光(Fs)、恒态荧光与初始荧光差值(△F0)、PSⅡ潜在光化学效率(Fv/Fo)和PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)均降低,叶片光化学荧光猝灭系数(qP)也在NaCl胁迫下降低,而非光化学荧光猝灭系数(NPQ)则上升;在0～50 mmol·L-1NaCl胁迫下,幼苗叶片各荧光参数下降幅度小于其他高浓度NaCl胁迫.研究表明,在NaCl胁迫条件下,马齿苋幼苗叶片的光合作用受光抑制伤害,但在低浓度NaCl下能够较多地将光能用于光化学反应,光抑制程度较低,保持了较高的净光合速率,明显减轻盐胁迫对植株生长的影响,表现出一定的耐盐性.     

铀对菠菜叶片光合作用影响的研究

为了进一步揭示铀对植物光合作用的影响机理,用不同浓度铀[0、20、50、100、150mg·kg-1]土培处理6叶期菠菜(Spinacia oleracea L.),分别于处理7、14、21、28d后分析铀对菠菜叶片光合色素含量、光合气体交换参数、叶绿素荧光参数和生长指标的影响。结果显示:(1)低浓度铀(20、50mg·kg-1)显著促进菠菜叶片的叶绿素含量和净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)以及蒸腾速率(Tr)等光合气体交换参数;高浓度铀(100、150mg·kg-1)则表现出显著抑制作用,且处理浓度越高,处理时间越长,光合气体交换参数的下降幅度就越大,而胞间CO2浓度(Ci)却反而上升,说明导致Pn下降的主要原因是非气孔因素。(2)高浓度铀处理显著影响菠菜叶片的叶绿素荧光动力学参数,其中光系统Ⅱ(PSⅡ)的最大荧光(Fm)、最大光化学效率(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/F0)均显著降低,而初始荧光(F0)显著升高。(3)菠菜幼苗的根长、株高、生物量均随着铀浓度的增加表现出先应激性上升后下降的动态变化。研究表明,低浓度铀可以显著增加菠菜叶绿素含量,有效改善叶片光合效率,促进幼苗的生长发育,而高浓度铀则会抑制菠菜叶片的光合作用,导致光合效率显著下降,显著抑制幼苗的生长发育。     

水分胁迫对牛心朴子叶片光合色素及叶绿素荧光的影响

研究了水分胁迫对牛心朴子叶片光合色素及叶绿素荧光动力学参数的影响。结果表明,在长期的水分胁迫中,牛心朴子叶片的叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)和类胡萝卜素(Car)含量没有下降或下降不明显。直到处理末期才显著下降;叶片叶绿素荧光动力学参数Fo、Fm、Fv、Fv／Fm变化不大,在处理末期各处理Fo降低,轻度、重度水分胁迫的Fm、Fv、Fv／Fm升高。说明K期水分胁迫后牛心朴子的光合功能受到影响,但牛心朴子仍表现出较强的适应干旱的能力。     

不同光质对烟草叶片生长及光合作用的影响

通过对烟草植株覆盖白、红、黄、蓝、紫色滤膜获得不同光质,研究了光质对烟叶生长及光合作用的影响。结果表明,与白膜处理相比,红膜与蓝膜处理下的烟草叶片较厚,比叶面积较小,叶绿素a/b比值、净光合速率、可变荧光强度（Fv）和最大荧光强度（Fm）的比值Fv/Fm（PSⅡ最大光化学量子效率）、PSⅡ实际光化学量子效率（ΦPSⅡ）、光饱和点和CO2饱和点均较高。黄膜处理下的叶片较白膜处理的更薄,净光合速率、Fv/Fm、ΦPSⅡ、光饱和点、CO2饱和点均较低。紫膜处理的叶片比叶面积比白膜处理的小,净光合速率和Fv/Fm比白膜的大。实验结果表明红光、蓝光和紫光促进了烟叶的生长,这种促进作用是与其高光合效率紧密相连的;而黄光对烟叶的生长有一定程度的抑制作用。     

铀对两种小球藻生长和光合作用的影响

为了探究铀对藻类生长及光合作用的影响,筛选新的基于光合作用的水体铀污染生态风险评价指标,本试验采用不同浓度铀（0、0.5、1、5、10、20mg U·L-1）分别处理普通小球藻(Cholorella vulgaris)和黄龙普通小球藻两种来自不同生境的微藻,在处理后的第3、5、7、10、14d进行相对生长速率、光合放氧速率、叶绿素含量和叶绿素荧光动力学参数等指标的测定。结果表明：（1）0.5mg·L-1低浓度铀处理显著促进两种小球藻的生长和光合作用效率,表现为两种微藻的相对生长速率、光合放氧速率、光系统II最大光化学量子产量Fv/Fm、实际光化学量子产量Y（Ⅱ）、相对电子传递速率rETR等叶绿素荧光参数等指标均显著高于对照, 而5-20 mg·L-1高浓度铀处理则显著抑制两种小球藻的生长和光合作用;（2）黄龙普通小球藻比普通小球藻对铀处理更敏感,在1mg·L-1处理浓度下生长与光合作用就受到显著抑制,可以用来作为水体铀污染生物监测的指示生物;（3）回归分析表明,不同浓度铀处理下,叶绿素荧光参数Y(II)和rETR的响应速度快于相对生长速率、光合放氧速率、叶绿素含量和Fv/Fm等指标的变化,可以作为水体铀污染生态风险评价的敏感指标。