干旱胁迫对胡杨PSII光化学效率和激能耗散的影响

选取塔里木河下游4处地下水位埋深〉4 m的监测井位,结合地下水位数据,调查并分析了在地下水位下降引发的干旱胁迫下,胡杨（Populus euphratica）的叶片水分特征及叶绿素荧光特性,从能量代谢与转换角度分析了干旱胁迫对胡杨的PSII光化学效率和激能耗散的影响。结果表明：随着地下水位下降引发的干旱胁迫程度的加剧,胡杨的叶水势显著降低,而叶片相对水分含量差异不显著,总体处于适宜状态（80.38%–86.19%）;在干旱胁迫的影响下,胡杨的综合光合活性明显降低,叶片光饱和点显著下降;同时胡杨的光合作用电子传递速率、PSII光下实际光化学效率以及光化学猝灭均随着光强的增大而显著降低,且干旱胁迫越剧烈,下降幅度越大;干旱胁迫下,胡杨的非光化学猝灭和调节性能量耗散量子产量等参数则随着光强的增大显著升高,但是其潜在最大光化学效率却处于适宜状态（0.80–0.86）。说明干旱胁迫下,胡杨的光合作用光能利用份额下降,耐受高光强的能力减弱,捕获的光能过剩程度加剧。胡杨主要通过热耗散来缓解光能过剩带来的压力。虽然研究区胡杨的PSII尚未发生不可逆的光损伤,但是其发生光抑制以及由此带来的光系统损伤的潜在危险在增加。     

两个玉米品系叶片光合速率差异的生理机制初探

田间生长的两个玉米品系"双105"和"40×44"叶片净光合速率(Pn)存在显著差异。在不同的生长阶段,"40×44"Pn值均比"双105"高10%~32%,而且PSII光化学效率(Fv/Fm和△F/Fm')也较高,表现为植株较高,叶片较大,但叶绿素含量较低。尽管"双105"品系具有较低的光合速率和较低的气孔导度(Gs),但其胞间CO₂浓度(Ci)却略高于"40×44"。因此,这两个玉米品系叶片光合速率的差异并非气孔因素,而可能源于光合机构的光反应系统。     

缺锰降低大豆叶片叶绿素荧光的高能态猝灭

缺锰大豆叶片光合速率比对照低 5 0 %左右。缺锰叶片的Fv/Fm较对照低约 30 %～ 40 % ,而Fo比对照高 2～ 3倍左右。强光下 ,缺锰叶片的qP为对照的5 0 %。缺锰降低了叶片的高能态猝灭 (qE) ,仅占其NPQ的 6 0 %左右 ;而对照 qE组分占NPQ的 90 %左右。对照和缺锰叶片叶黄素库的脱环氧化程度分别为36 %和 2 1%左右。认为缺锰叶片 qE的降低可能是由于叶黄素脱环氧化程度减少所致     

三种相思植物对短期大气污染的响应

3种2－3年生相思盆栽于代表不同污染程度的交通繁忙区、工业生产区和相对清洁区,4个月后进行植物叶片气体交换和叶绿素荧光特征参数的测定。结果表明,生长在污染区的相思植物的净光合速率（Pn）、气孔导度（gs）和光系统Ⅱ原初光化学效率（Fv／Fm）均出现不同程度的下降,下降幅度因植物种类和污染类型的不同而有差异,不同实验点上大腺相思叶片蒸腾速率（E）和水分利用效率（WUE）则维持相对稳定,多花和流苏相思的WUE均以污染环境下较低,根据Pn、gs和Fv/Fm的变化以及实验点上其它植物对应测定值比,推测3种相思植物对大气污染都表现出中等强度的抗性,且多花相思和流苏相思相对好于大腺相思。     

三叶半夏组培快繁与优良单株的选育

本文利用组织培养技术实现了三种不同叶型三叶半夏的快速繁殖,并通过光合生理特征的比较对其优良单株进行了选育。结果表明：半夏能在分化培养基MS+6-BA 1.0 mg/L + NAA 0.2 mg/L+蔗糖3%+琼脂5.0 g/L和离体块茎诱导培养基（1/2 MS+IBA 0.03 mg/L+ NAA 0.01 mg/L+蔗糖5%+琼脂5.0 g/L+AC 0.3 g/L）上快速扩繁,继代繁殖系数为1:6.23,培养3个月后块茎的平均直径达0.88cm。 对其光合生理特征的研究结果表明：三叶半夏是一种典型的阴生植物,其光饱和点为700μmol·photons/s·m2;三种叶型的三叶半夏都存在着明显的光抑制现象,其中柳叶型最明显。本研究所选育的11个单株后代中,以桃叶2号（T2）的净光合速率和产量最高,柳叶2号（L2）对强光的耐受力最强。经过6个月的扩繁,本研究获得优良单株T2和L2离体块茎各1万颗。在温州乐清实验基地中经过1年的大田种植后得优良单株半夏块茎各100kg。     

缺铁使大豆叶片激发能的耗散增加

缺铁叶片的光合速率大幅度下降。这种降低可能不是色素含量降低的结果 ;而且缺铁对PSII复合物的活性影响很小 ;较高的PQ还原程度显示缺铁叶片PSII受体侧电子传递受阻 ,这可能是导致光合速率下降的主要因素。强光下缺铁叶片的天线转化效率比正常叶片低 ,用于光化学反应的激发能很少。缺铁导致大豆叶片激发能耗散增加。通过抑制剂处理和叶黄素组分的分析 ,可以认为在耗散过剩激发能的过程中 ,缺铁叶片充分启动了叶黄素循环     

羊栖菜幼孢子体对不同N水平生长条件和阳光紫外辐射的响应

探讨了太阳紫外辐射对两种N水平生长条件下羊栖菜幼孢子体光化学特性的影响及其恢复。结果显示,在高的光辐射下羊栖菜藻体的有效光化学效率和相对电子传递速率急剧下降,在全波长太阳辐射条件下它们的下降幅度要比仅在可见光处理下的藻体更大,2种N水平条件下藻体的光化学活性下降趋势相似,但是N加富的生长条件使得藻体具有更高抵御紫外辐射的能力,这可能是与N加富生长条件下的藻体中含有较高含量的紫外吸收物质和类胡萝卜素有关。结果表明羊栖菜的幼孢子体具有比成体更强抵御紫外线的能力,这主要体现在藻体受到紫外辐射损伤后的修复上。     

光系统II实际光化学量子效率对光的响应模型的比较

为了比较光系统II实际光化学量子效率(Φ_PSII)对光的响应机理模型(简称机理模型)、负指数模型和指数模型的优缺点, 用LI-6400-40B光合作用测定仪控制CO₂浓度和温度, 测量了剑叶金鸡菊(Coreopsis lanceolata)、黄荆(Vitex negundo)和大狼杷草(Bidens frondosa)的电子传递速率(ETR)对光的响应曲线(ETR-I)和Φ_PSII对光的响应曲线(Φ_PSII-I), 然后用这3个模型分别拟合了这些数据。拟合结果表明: 3个模型都可以较好地拟合这3种植物的ETR-I的响应数据和Φ_PSII-I的响应数据, 但由指数模型拟合ETR-I和Φ_PSII-I的响应数据得到相应的饱和光强(PAR_sat)和光系统II最大光能利用效率(F_v/F_m)之间存在显著差异, 且估算的饱和光强远低于实测值。由机理模型可知, Φ_PSII不仅与光强的函数有关, 还与植物的内禀特性有关, 即与天线色素分子的本征光能吸收截面、激子的传递效率、能级的简并度、光化学反应常数、热耗散常数和处于最低激发态的平均寿命等参数有关。此外, 由机理模型还可知, Φ_PSII随光强的增加而下降的原因是捕光色素分子的有效光能吸收截面随光强增加而降低。     

光强转换对不同生长环境下桑树叶片光化学效率的影响

以桑树品种‘蒙古桑’为试验材料,利用叶绿素荧光技术研究了光强转换对生长在不同光强下的桑树叶片实际光化学效率(ΦPSⅡ)、电子传递速率(ETR)和非光化学淬灭(NPQ)的影响,分析了非光化学淬灭(NPQ)3个组分的变化.结果表明:当光强从黑暗或弱光转换到自然光条件下,自然光桑树叶片的光量子转化效率高于弱光叶片,ΦPSⅡ、ETR诱导平衡较快,NPQ诱导呈先升后降趋势.自然光叶片在强光下状态转换淬灭组分(qT)占NPQ的18%,而弱光叶片qT仅占NPQ的7%.与弱光桑树叶片相比,自然光桑树叶片可以通过较高的光量子转化效率和较强的调节激发能在PSⅠ和PSⅡ之间的分配能力来适应光强的变化.     

薇甘菊叶和茎的光合特性

薇甘菊(Mikania micranth)是世界性的入侵有害植物,对其入侵特性的理解将有助于我们更进一步揭示入侵机理和开展植物入侵的防治工作。叶片的光合作用是入侵植物薇甘菊入侵特性的研究内容之一,但到目前为止,仍没有开展对薇甘菊非同化器官茎的同化特性的研究。该文采取对比的研究方法,使用LICOR-6400气体交换系统和荧光系统对其幼嫩的绿色茎和成熟叶片的气体交换和叶绿素荧光特性进行测定,并对测定结果进行了对比分析,同时应用激光共聚焦显微镜对薇甘菊茎中叶绿体分布进行观察。使用叶绿素荧光系统测量瞬时叶绿素荧光特性表明,茎和叶的电子传输速率(Electron transport rate, ETR)和光系统Ⅱ实际光化学量子产量(Φ_PSⅡ)存在较好的正比例关系,相关系数达到0.97,说明茎中存在和叶中类似的光合结构。但在应用LICOR-6400气体交换系统测量稳定状态下的CO₂的气体交换速率时,观察到叶的气体交换速率稳定性较好,而茎的气体交换速率出现较大的波动,这可能是由于茎的气孔因素引起。综合来看,在相同面积和饱合光强下(光通量密度(Photosynthetic photo flux density, PPFD)=2 000 μmol·m ^-2·s^-1),叶的ETR为42.44 μmol·m ^-2·s^-1,茎的ETR为30.32 μmol·m ^-2·s^-1。在相同面积和低光强(PPFD=10 μmol·m ^-2·s^-1)下,叶的Φ_PSⅡ为0.69;茎的Φ_PSⅡ为0.57。在单位SPAD下,茎中ETR是每单位SPAD 4.24 μmol·m ^-2·s^-1,是叶的2.3倍,实际光化学量子产量是每单位SPAD 0.08,是叶的3倍。在比较茎和叶ETR中观察到茎比叶有更强的强光适应能力。激光共聚焦图像观察到薇甘菊茎的叶绿体主要分布在两个区域:皮层区和维管束周围。对照以往关于茎中叶绿体功能的研究表明,可能分布在两个区域中的叶绿体功能上存在差别。如上,薇甘菊茎中存在一定的光合作用能力,且在叶绿体的光能利用瞬时效率上茎明显强于叶,但在茎中这些光合作用的具体作用仍不清楚。