叶绿素缺乏的大麦突变体的光合作用和叶绿素荧光

和早熟３号大麦（野生型）（ＤＧ）相比,黄化大麦（突变体）（ＬＧ）叶片Ｃｈｌ含量低,而Ｃｈｌ ａ／ｂ较高;光合速率低,表观量子效率低,而饱和光强较高,气孔导度较高;荧光参数Ｆｏ低,而ＰＳⅡ的光化学效率（Ｆｖ／Ｆｍ）以及Ｔ１／２、Ｆｍ／Ｆｏ、Φｅ均高。以单位叶绿素计算,黄化大麦的ＰＳⅡ电子传递活性和全链电子传递活性较高,而ＰＳＩ电子传递活性较低。推测黄化大麦ＰＳⅡ的光化学效率增高可能是由于其ＰＳⅡ向Ｐ     

叶绿素缺乏的大麦突变体的光合作用和叶绿素荧光

和早熟３号大麦（野生型）（ＤＧ）相比,黄化大麦（突变体）（ＬＧ）叶片Ｃｈｌ含量低,而Ｃｈｌａ／ｂ较高;光合速率低,表现量子效率低,而饱和光强较高,气孔导度较高;荧光参数Ｆｏ低,而ＰＳⅡ的光化学效率（Ｆｖ／Ｆｍ）以及Ｔ１／２、Ｆｍ／Ｆｏ、Φｅ均高。以单位叶绿素计算,黄化大麦的ＰＳⅡ电子传递活性和全链电子传递活性较高,而ＰＳⅠ电子传递活性较低。推测黄化大麦ＰＳⅡ的光化学效率增高可能是由于其ＰＳⅡ向ＰＳⅠ传递的激发能较少,是对Ｃｈｌ含量低的一种补偿。     

小麦黄化突变体叶绿体超微结构研究

利用透射电镜对小麦自然黄化突变体及其突变亲本(西农1718)叶片细胞叶绿体的数目、形态及超微结构进行比较分析。结果发现:(1)3种不同黄化程度突变体的叶绿体分布、数目、形状及大小与突变亲本无明显差异;(2)突变体叶绿素含量为野生型58%的黄绿植株与其突变亲本叶绿体超微结构无明显差异,基质类囊体与基粒类囊体高度分化,基粒数目以及基粒片层数目较多;(3)突变体金黄和绿黄植株的叶绿素含量分别为野生型的17%、24%,其叶绿体超微结构与突变亲本明显不同,突变体的叶绿体发育存在明显缺陷,其中突变体金黄植株的叶绿体内无基粒、基质片层清晰可见,有淀粉粒,嗜锇颗粒较多,而突变体绿黄植株的叶绿体内有基粒,但明显少于突变亲本,且基粒片层较少,基质类囊体较发达。结果表明该黄化突变体叶绿体超微结构的改变,是由于叶绿素含量降低造成,推测,该黄化突变是由于叶绿素合成受阻导致的。     

一个新的小麦黄化突变体的遗传研究

摘要: 通过对冬小麦“西农1718” 自然黄化突变体多年连续自交、与突变亲本回交以及与其他基因型进行正反交, 研究突变性状的遗传规律。观察统计发现, 突变体中金黄株发育至抽穗－开花期前后死亡, 黄-绿株自交后代表现为1金黄株︰2黄-绿株︰1绿株, 绿株自交后代不再分离; 黄-绿株与突变亲本回交及与其他基因型正反交, 后代均表现为1黄-绿株︰1绿株。遗传分析表明, 该小麦黄化突变体是由一对核基因控制的不完全显性遗传, 其中, 金黄株是纯合体(au/au), 表现为致死, 黄-绿株为杂合体(Au/au), 绿株为纯合体(Au/Au)。     

基于叶绿素荧光参数的小麦叶片叶绿素相对含量估算方法

叶绿素含量是植物学和农业相关研究领域常用的生理指标.叶绿素含量和叶片光合功能密切相关,但是现有的叶绿素含量的测定方法无法实现叶绿素含量和光合功能的同步测定和关联分析.为解决该问题,本研究通过测定35个小麦品种旗叶的SPAD值和叶绿素荧光诱导动力学曲线,分别使用不同时间的快速叶绿素荧光动力学曲线的荧光值,以及33个常用荧...     

铁皮石斛叶色突变体的叶绿体超微结构、光合色素和叶绿素荧光特性的研究

以铁皮石斛(Dendrobium officinale Kimura et Migo)(‘TP35’)经自然突变的白绿杂色突变体(‘TP-MA’)和太空诱变的绿黄杂色突变体(‘TP-MG’)为材料,研究不同光照强度(0、50、100μmol·m^-2·s^-1)处理后,植株叶片的叶绿体超微结构、光合色素含量以及叶绿素荧光动力学参数的变化规律,并阐明叶色突变体与正常植株光合特性的差异。结果显示,‘TP-MA’和‘TP-MG’的叶绿体形态均发生了一定程度的缺失,且叶绿体分布不均匀、无规则,基粒片层结构不完整且排列疏松,基本与其表型性状相一致。‘TP-MA’光合色素的含量和叶绿素荧光参数F v/F m、ΦPSⅡ及F v′/F m′等显著低于‘TP35’,但非光化学淬灭系数(NPQ和q P)则相对较高;‘TP-MG’的光合色素含量及叶绿素荧光参数均低于‘TP35’,但差异不显著,且对较强的光照(100μmol·m^-2·s^-1)条件具有一定的适应性。研究结果表明不同光强处理后,铁皮石斛叶色突变体的叶绿体结构和光合生理指标均发生了不同程度的变化,且对植株的叶绿素含量及荧光参数产生一定影响,过低和过高的光照强度均不利于植株的正常生长。     

芥菜型油菜黄化突变体叶片叶绿素合成代谢变化

以芥菜型油菜黄化突变体(L638-y)及其野生型(L638-g)为材料,测定了叶片叶绿素(Chl)、类胡萝卜素(Caro)、Chl合成代谢中间产物含量变化,及叶绿素分解代谢的关键酶叶绿素酶(Chlase)和叶绿素合成代谢相关的氨基乙酰脱氢酶(ALAD)、胆色素原脱氨酶(PBGD)、粪卟啉原Ⅲ氧化酶(CPOX)和原卟啉原Ⅸ氧化酶(PPOX)的活性变化,以揭示芥菜型油菜黄化突变体L638-y叶片缺绿的生化机制.结果显示:(1)从油菜苗期到现蕾期,L638-y叶片总Chl和Caro含量均显著低于L638-g,且Chl b含量降低程度大于Chl a,总Chl含量降低程度大于Caro;(2)L638-y叶片Chlase活性在3～5叶期显著低于L638-g, 其它各生长时期二者Chlase活性均无显著差异;(3)L638-y叶片叶绿素合成代谢中间产物氨基乙酰丙酸(ALA)、胆色素原(BPG)、尿卟啉原Ⅲ(Urogen Ⅲ)和粪卟啉原Ⅲ(Coprogen Ⅲ)含量均显著大于L638-g,而原卟啉Ⅸ(Proto Ⅸ)、镁原卟啉(Mg-Proto)、原脱植基叶绿素(Pchlide)的含量却显著低于L638-g;与L638-g相比,L638-y叶片ALAD活性无显著差异,BPGD活性显著增加,而COPX和PPOX活性却显著降低.研究表明,L638-y叶片叶绿素缺乏的主要原因是叶绿素合成代谢受阻,而并非其叶绿素降解所致,受阻位点在由Coprogen Ⅲ-Proto Ⅸ的反应.这是一种不同于前人报道的新型缺绿突变体.     

不同浓度海水对油葵幼苗光合作用和叶绿素荧光特性的影响

采用砂培法,研究了不同浓度海水对油葵幼苗光合作用和叶绿素荧光特性的影响.结果显示:10%和20%海水处理下,油葵幼苗叶绿素含量、P n和ΦPSⅡ值较对照没有明显差异,表明较低浓度的海水处理对油葵幼苗光合作用没有明显影响;而30%和40%海水处理显著降低了油葵幼苗的叶绿素含量、P n、G s,同时还降低了叶绿素荧光参数F v/Fm、F v/F o、ΦPSⅡ和qP,表明高浓度海水处理抑制了油葵幼苗PSⅡ活性,降低了光合和碳同化能力,不利于幼苗的生长.此外,高浓度海水处理下油葵幼苗净光合速率的下降主要是气孔因素所致.     

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.     

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14d 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。结果表明：(1) 马齿苋幼苗的鲜重和株高在25mmol?L-1Nacl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(Ci)浓度增大,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(Fo)、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(△Fo)、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。可见,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,但其在低浓度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。     

施肥与品种及其种子大小对冬小麦光合及叶绿素荧光特性的影响

以土垫旱耕人为土为供试土样,采用4个冬小麦品种、3种播种方式和4种施肥方式进行盆栽试验,研究施肥、品种和种子大小对小麦叶片光合和叶绿素荧光特性的影响.结果表明:(1)在开花期和灌浆期,旗叶叶绿素相对含量(SPAD值)均为NP配施最高,其平均值分别比对照显著增加17.83%和13.01%;NP配施条件下,在开花期和灌浆期SPAD均为大粒单播较高并显著高于小粒单播;开花期和灌浆期SPAD分别以远丰998和咸农39最高并显著高于其它品种,平均比最低的白芒麦分别高17.68%和18.75%.(2)对旗叶净光合速率来说,开花期的NP配施处理比对照略有下降,而单施N和P分别比对照显著降低13.03%和23.17%,灌浆期的平均值以NP配施最高且比对照显著提高6.95%;小偃6号在开花期显著高于其余品种4.01%~6.19%(P<0.05),而白芒麦和咸农39则在灌浆期具有较明显优势,均分别显著高于其余品种约16.60%~26.91%;在开花期和灌浆期,2种单播方式平均值相近且显著高于混播方式.(3)就叶片Fv/Fm和Fv/Fo值而言,NP配施明显高于其它施肥处理,且NP均衡供应时远丰998和混播方式具有明显优势.可见,氮磷配施有利于提高各品种SPAD值、Pn以及叶片Fv/Fm和Fv/Fo比值,能有效改善植株的光合特性;施肥与品种、施肥与播种方式以及播种方式与品种存在显著交互作用,宜因种施肥.     

ALA对萝卜不同叶位叶片光合作用与叶绿素荧光特性的影响

以盆栽萝卜为材料,研究了叶面喷布100～300mg／L ALA对萝卜植株生长、光合作用以及叶绿素荧光特性的影响。结果表明,ALA促进萝卜植株生长与其促进植株中下部叶片的光合作用有关。ALA处理提高了叶片光合表观量子效率,并降低了光补偿点。叶绿素荧光动力学资料显示,ALA处理不仅降低了叶绿素初始荧光Fv、稳态荧光Fs以及两者的差值ΔFu,还降低了暗适应以及光照下的最大荧光(Fm和Fm′)和可变荧光(Fv和Fv′),但是不影响PSⅡ最大光化学效率(Fv／Fm),对于中下部叶片PSⅡ实际光化学效率(φPSⅡ)还有明显的促进作用。ALA处理植株叶片光合非循环电子传递速率ETR显著提高,300mg／L ALA处理还降低了光合相对限制值L（PFD）。ALA具有促进叶绿素荧光光化学猝灭和非光化学猝灭的双重特性,其中,前者提高了叶片光化学速率,后者增加热耗散量以及提高热耗散速率。另外,本试验结果显示,ALA处理提高了植株基部叶片的叶绿素含量以及中下部叶片类萝卜素含量。以上参数变化说明ALA通过诱导光抑制保护机制来提高叶片光合效率。     

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。     

镉对茶条槭和五角槭光合作用和叶绿素荧光特性的影响

以北方阔叶树种茶条槭(Acer ginnala)和五角槭(Acer mono)2年生苗木为材料,采用土壤和风化砂混合物作为盆栽基质,设置0(CK)、10、50、100、200 mg·kg-1 5种土壤镉浓度,研究了土壤镉胁迫对苗木叶片光合作用和叶绿素荧光特性的影响.结果表明:随着土壤镉胁迫浓度增加,茶条槭净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)先升后降,胞间二氧化碳浓度(Ci)则先降后升,且均在10 mg·kg-1 Cd2+时达到峰值或谷值;同时五角槭的Pn逐渐降低,Ci持续升高,Gs和Tr则先升后降且均在10 mg·kg-1 Cd2+时达到峰值.随土壤镉处理浓度的增加,茶条槭和五角槭的Fv/Fm、Fv/F0和qN均呈先升后降趋势,ΦPSⅡ则均持续下降;qP在茶条槭表现为先升后降,而在五角槭则逐渐下降.所有指标(除Ci外)在随镉浓度的变化过程中,其上升幅度均为茶条槭大于五角槭,而下降幅度则为五角槭大于茶条槭.研究发现,重金属镉通过破坏或抑制光合作用过程来影响茶条槭和五角槭的生长,高浓度镉导致的Pn下降是由非气孔限制因素所致;茶条槭对土壤镉的耐性大于五角槭,100和50 mg·kg-1 Cd2+可能分别是茶条槭和五角槭对土壤镉污染的耐受极限.     

He-Ne激光和增强UV-B辐射对小麦幼苗叶绿素荧光特性的影响

选用"ML7113"小麦幼苗为材料,分别采用He-Ne激光(5mW·mm-2)和增强UV-B(10.8 kJ/m-2·d-1)辐射以及两者的复合辐照进行处理,利用PAM-2100便携式叶绿素荧光仪测定小麦幼苗在不同处理天数(5、6、7、8)下叶绿素荧光特性的变化。结果表明:增强UV-B辐射后,随着处理时间的延长,小麦幼苗的Fo、Fm、Fv/Fm、qP、ФPSⅡ、叶绿素含量的值均逐渐下降,qN值均逐渐升高,从而不断减弱小麦幼苗的叶绿体荧光特性;而低剂量的He-Ne激光辐照后能够在一定程度上修复经UV-B辐射后对小麦幼苗叶绿素荧光所造成的损伤。     

Photosynthesis, Chlorophyll Fluorescence and Within-Canopy Distribution of Epiphytic Ferns in a Mexican Cloud Forest

Abstract: Parameters associated with the photosynthetic performance of eight common epiphytic ferns in a Mexican cloud forest were investigated in relation to the distribution of these species within the canopy. If the substantial microclimatic gradients within tropical forest canopies provide microhabitats exploited by different epiphytic species, we would expect to find correlations between distribution and physiological traits. Maximum rates of CO₂ uptake (A_max) and photon flux densities at light compensation points (LCP) were in the range of shade plants (A_max = 0.6 ‐ 5.2 μmol m^‐2 s^‐1; LCP = 4 ‐ 6.5 μmol m^‐2 s^‐1), but saturation light intensities were more typical for sun plants (270 ‐ 550 μmol m^‐2 s^‐1). A_max and nitrogen content per unit dry weight were correlated with the distribution of the species within the canopy, but LCP, apparent quantum yield and dark respiration were not. When leaves were left to desiccate, the fluorescence yield of dark‐adapted leaves (Y₀) remained high until the relative water content (RWC) had dropped below 30 to 20 %. Fluorescence after short illumination with 200 μmol m^‐2 s^‐1 declined when RWC dropped below 70 to 40 %. After exposure to full sunlight for 1 h, Y₀ of species growing in the outer canopy (Pleopeltis mexicana and Polypodium plebeium) and a plant characteristic of the mid‐canopy (Elaphoglossum petiolatum) recovered better than in species from shadier locations (Trichomanes bucinatum, Asplenium cuspidatum, Phlebodium areolatum). With the exception of Ph. areolatum and a species growing at both exposed and shaded sites (Polypodium puberulum), Y₀ recovered at least partially after a loss of 80 ‐ 96 % of saturation water, with the humidity‐loving filmy fern (T. bucinatum) showing no signs of permanent damage at all. The results suggest that tolerance or avoidance of desiccation and high light may be at least as important in controlling the distribution of the species studied as photosynthetic performance without stress.     

大气CO2浓度倍增和施氮对冬小麦光合及叶绿素荧光特性的影响

采用开顶式气室,通过土培盆栽实验研究了不同大气CO2浓度(背景空气浓度375μmol·mol-1和倍增浓度750μmol·mol-1)和氮素水平(不施氮和施氮0.25 g/kg)下两个冬小麦品种(小偃6号和小偃22)主要生育期(拔节、孕穗、扬花、灌浆期)叶片叶绿素含量和荧光动力学参数的变化.结果显示,与背景CO2浓度相比,在不施氮条件下大气CO2浓度倍增处理的小麦叶片出现明显的光合下调现象,而施氮时变化不明显;同时,CO2浓度倍增后小麦各主要生育期叶片叶绿素含量均有不同程度地下降,荧光参数初始荧光(F0)值明显提高,最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、最大光能转换效率(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/F0)值均显著降低.施氮可提高冬小麦各个时期叶片叶绿素含量、Fm、Fv、和Fv/F0值,降低F0值;不施氮条件下,大气CO2浓度倍增对冬小麦各主要生育时期叶绿素含量和荧光参数的影响明显,而施氮后影响微弱.研究表明,大气CO2浓度升高对冬小麦光合速率、叶绿素含量和光系统Ⅱ(PSⅡ)的光合电子传递和潜在活性具有一定抑制作用,通过施氮可以有效地缓解其负面效应.     

不同发育时期冬小麦旗叶的荧光特性研究

首次对4种不同品种冬小麦（Triticum aestivumL.)的旗叶的诱导荧光动力学参数和最大净光合速率（Psat)进行了不同时期的比较,随着小麦从所花期到乳熟期的生长,旗叶的光系统II最大光量子效率（Fv/Fm)变化不大,在乳熟期略有下降,光化学淬灭（qP),光系统II量子产率（φPSII与）和Psat有较大的降低（＞15％）,非光化光学淬灭（qN)均有明显的增大（＞100％）,旗叶的φPSII与Psat的存线性关系（r=0.918),说明了在不同小麦品种中生长的衰老使得旗叶光合作用从能量转化到二氧化碳同化速率都降低。