木荷光合特性日变化及其与环境因子相关性分析

运用LCA4型便携式全自动光合测定系统,在自然条件下,于9月上旬的晴天里对空旷地生境中木荷叶片光合作用日进程进行测定,结果表明木荷冠层叶片的净光合速率日进程曲线为双峰型,在午间出现明显的“午休”现象。用逐步多元回归方法得到净光合速率日变化的最优化方程为Y=-5.0105+0.0052X1+0.3869X3-0.3576X4(复相关系数R=0.9558,F值=24.6384,显著水平p=0.0004,剩余标准差S=0.7893)。偏相关分析和通径分析表明,光合有效辐射、空气相对湿度和气温与净光合速率的日变化有着极显著或显著的相关关系,是影响光合速率主要的环境因子,影响大小的顺序为光合有效辐射>空气相对湿度>气温。     

玉米大豆对农林复合系统小气候的光合响应

对黄土区核桃(Juglans regia L.)-(玉米+大豆)、李子(Prunus salicina)-(玉米+大豆)农林复合系统小气候效应的研究表明,在玉米和大豆的花期,农林间作系统与对照地相比可以降低农田地面温度1.7-1.9℃,减低风速55%-67%,提高相对湿度6.9%-8.4%,降低光合有效辐射强度13.9%-24.5%和大气CO2浓度5.3-10.9μmol.mol-1。本研究中,单作大豆叶片光合速率午间变化主要受到非气孔的限制作用。逐步回归分析结果表明,光合有效辐射强度和大气CO2浓度是影响林下作物光合速率的主要环境因子。林下小气候可能是作物避免"午休"现象的主要原因。     

芦苇光合生理特性动态变化及其影响因子分析

以杭州湾滨海滩涂湿地自然生长的芦苇群落为研究对象,于芦苇生长季(5～11月份)采用LI-6400光合作用测定系统研究其光合生理指标变化规律及其与影响因子的关系.结果发现,芦苇最大净光合速率(Pmax)、暗呼吸速率(Rd)和光补偿点(LCP)在生长季节内均表现为先增加后降低的变化过程,且均在7月份分别达到其最大值27.42、3.02和58.85 μmol*m-2*s-1,而表观量子效率(AQE)的变化无明显规律;芦苇Pmax的动态变化主要受叶绿素含量(包括叶绿素a和叶绿素总量)和环境因子(主要包括大气温度、光合有效辐射和相对湿度)的影响,其次是叶片营养元素P、N含量.     

10个秋菊品种的光合特性及净光合速率与部分生理生态因子的相关性分析

用CIRAS-2便携式光合测定系统测定了9月至10月10个秋菊[Dendranthema morifolium (Ramat.) Tvzel.]品种叶片的光合特征参数;在此基础上,对叶片光响应参数和CO2响应参数以及部分光合特征参数的日变化进行了比较分析;此外,还对净光合速率(Pn)与部分生理生态因子的相关性进行了分析.结果表明:10个秋菊品种的光补偿点(LCP)为92.83～167.37 μmol·m-2·s-1,光饱和点(LSP)为962.51～1 077.53 μmol·m-2·s-1,说明它们均为喜光植物;10个秋菊品种的CO2饱和点为1 060.46 ～1 485.48μmol·mol-1,CO2补偿点为77.62 ～ 133.16μmo1·mol-1,远大于一般的C3植物;各品种Pn的日变化呈典型的双峰型曲线,首峰(11～19μmol·m-2·s-1)出现在10:00左右,次峰出现在16:00左右,有明显的“午休”现象.相关分析结果表明:10个品种的Pn与气孔导度呈极显著正相关,与蒸腾速率呈显著或极显著正相关(品种‘关东新侠’、‘云龙凤舞’和‘日本黄’除外),与胞间CO2浓度呈显著或极显著负相关,与光合有效辐射强度和大气温度呈不显著正相关,与大气相对湿度和大气CO2浓度呈不显著负相关.早花品种‘太平的小鼓’和‘铜雀春深’具有较高的LSP以及较低的LCP和表观量子效率(AQY),对光照强度的适应范围较大,可栽培在光照较强的环境中;品种‘早粉盘’和‘檀香狮子’具有较高的LCP、AQY和LSP,对强光的利用能力较强;晚花品种‘关东新侠’、‘绿牡丹’和‘星光灿烂’具有较高的LCP和AQY以及较低的LSP,具有一定的耐阴能力,可种植在光照较弱的环境中.     

4个观赏竹种的光合特性及其影响因子分析

本研究以白纹阴阳竹( Hibanobambusa tranquillans f. shiroshima H. Okamura )、鼓节竹( Bambusa tul doides‘Swolleninternode')、花秆早竹( Phyllostachys violascens f. viridisulcata P. X. Zhang et W. X. Huang)和美丽箬竹(Indocalamus decorus Q. H. Dai)4个观赏竹种为供试材料,分析了各竹种的光响应和CO2响应曲线及参数、光合和气体交换参数以及相关环境因子的日变化规律,并通过相关性分析、逐步多元回归分析和通径分析探讨了影响4个竹种叶片净光合速率( Pn)的主要因子。测定结果表明：随光合有效辐射强度( PAR)或胞间CO2浓度( Ci)的提高,各竹种叶片的Pn值均逐渐增大,但增幅有一定差异;各竹种的光响应和CO2响应参数均有较大差异,其中,白纹阴阳竹叶片的表观量子产量( AQY)最低,CO2饱和点( CSP)和CO2补偿点( CCP)也较低,其他参数均最高;而花秆早竹叶片的AQY和CCP值均最高,而其他参数总体上均最低。4个竹种的光合及气体交换参数日变化曲线均有一定差异;美丽箬竹叶片Pn值日变化曲线呈“双峰型”;白纹阴阳竹、鼓节竹和花秆早竹叶片的Pn值日变化曲线均呈“单峰型”,峰值分别出现在14：00、10：00和12：00;总体上看,4个竹种叶片的气孔导度( Gs)、Ci、蒸腾速率( Tr)和水分利用效率( WUE)总体上具有相似的日变化趋势。分析结果表明：按照总影响效应由高至低进行排序,对白纹阴阳竹叶片Pn值的主要影响因子为PAR、Tr、大气CO2浓度( Ca)、Ci,对鼓节竹叶片Pn值的主要影响因子为PAR、Tr、Ca、Gs,对花秆早竹叶片Pn值的主要影响因子为PAR、Tr、Gs、气温( Ta)、Ci,对美丽箬竹叶片Pn值的主要影响因子为PAR、空气相对湿度( RH)、Ta、Ca、Tr、Gs。综合分析结果显示：4个竹种中,白纹阴阳竹光合能力最强,但对弱光的适应和利用能力较弱,CO2同化能力强且适应范围广;鼓节竹和美丽箬竹对光和CO2的利用能力和适应范围均居中;花秆早竹光合能力和CO2同化能力最差,但对弱光的适应和利用能力较强,CO2适应范围较窄。     

吉林不同生境防风夏季光合特性

采用LCpro+全自动便携式光合仪同时测定了长春、长岭和白城3个生境防风的光合作用及环境因子,研究不同生境防风净光合速率、蒸腾速率及水分利用效率等日变化特征及其与生态因子之间关系,并采用通径分析法分析各环境因子对防风净光合速率的直接和间接影响,探讨防风的光合生理规律,为进一步研究防风的光合生理提供依据。结果表明,各环境因子之间存在相互作用,在影响防风光合作用的环境因子中,光合有效辐射(PAR)是驱动因子,它的变化驱动了大气温度(Ta)、叶片温度(Tl)变化,Ta升高引起空气密度的变化是午间相对湿度(RH)和大气浓度CO2(Ca)降低的一个重要原因。环境因子中对Pn直接作用由大到小长春为TlTaPARCaRH,长岭为PARTlRHCaTa,白城为TaTlRHPARCa。长春、长岭PAR与Pn相关系数最大,而白城地区Ca与Pn相关系数最大,说明防风叶片对不同环境因子的反应有所不同。8月份3个地区防风净光合速率日变化均呈双峰型曲线,具有明显的光合"午休"现象。长春、长岭地区防风光合"午休"现象主要由气孔因素引起,白城地区防风光合"午休"现象主要由非气孔因素引起的。3个生境防风的Pn与Gs之间均呈显著的正相关关系,白城的Gs比长春、长岭地区的低44%左右,这是防风为适应高温干旱的环境而形成的生理反应。不同生境土壤含水量间差异显著,白城地区土壤水分含量很低,只有20.35%,仅是长春土壤含水量的56.50%,而空气温度较高,强辐射使气孔叶片蒸腾失水加剧,导致叶片含水量也很低,仅仅为56.60%,高温干旱使防风叶温升高,防风磷酸化、电子传递、酶活性等受到抑制,导致光合速率降低。因此,白城地区长期高温胁迫是限制防风Pn的主要原因。     

环境因子对辣椒光合与蒸腾特性的影响

采用灰色关联分析方法研究环境因子对辣椒(Capsicum annuum Linn.)光合和蒸腾特性的影响.结果表明,在强光照下影响净光合速率的环境因子大小顺序为相对湿度、CO2浓度、温度、光照强度、气孔导度;净光合速率与相对湿度、叶温呈显著的负相关,与CO2浓度呈极显著的正相关;蒸腾速率与气温呈极显著的正相关,与相对湿度呈极显著的负相关;水分利用效率与相对湿度呈极显著的正相关,与温度呈极显著的负相关.弱光照时影响净光合速率的环境因子大小顺序为光照强度、温度、相对湿度、CO2浓度;净光合速率与光照强度、CO2浓度呈显著的正相关,与相对湿度呈显著的负相关.在强光照下适当遮阳、灌水、增施CO2肥,在弱光照下减少荫蔽、通风透气、降低相对湿度、增加温度可促进辣椒光合作用,提高辣椒产量.     

半干旱黄土丘陵区沙棘的光合特性及其影响因子

结合1998年半干旱黄土丘陵区安塞的观测资料,对沙棘(Hippophae rhamnoides L.)的光合特性及影响因子进行了分析,结果表明(1)沙棘光合速率具有明显的日变化和季节变化,月均值为11.64 CO2μmol/m2·s.(2)沙棘光合速率与环境因子(气温、相对湿度、光合有效辐射及CO2浓度)间有显著的相关关系,复相关系数为0.716 8～0.874 5;沙棘光合速率与林地土壤水分间有极显著的相关关系,复相关系数达0.992 5,且沙棘光合速率的季节动态滞后于土壤水分的月变化.(3)沙棘光合速率与植物因子(气孔导度及细胞间CO2浓度)间有十分显著的相关关系,气孔导度或细胞间CO2浓度增大,沙棘光合速率增大,反之则减小,复相关系数达0.971 5和0.970 8.这为分析沙棘光合作用对环境因子的响应程度,分析沙棘最适生理生态条件,提高沙棘生产力提供科学依据.     

鱼腥草光合蒸腾特性及影响因素的分析

在自然条件下,对鱼腥草叶片光合蒸腾特性测定结果表明,其净光合速率(Pn)和蒸腾速率(T r)日变化曲线均为“单峰”型,峰值出现在13:00左右.相关分析表明,与鱼腥草Pn和T r有显著或极显著相关关系的环境因子为光量子通量密度(PFD)和相对湿度(RH),生理因子为气孔导度(G s)和叶片温度(T l).环境因子对光合蒸腾的回归分析和通径分析结果表明,PFD和C a是Pn的主要影响因子,而PFD和T a则是T r的主要影响因子.     

不同立地条件罗汉果组培苗的光合特性

比较了三种不同立地条件罗汉果组培苗的光合光响应特性以及主要环境因子和光合生理参数的日变化,从光合作用的角度探讨影响罗汉果组培苗生长的关健生态因子。结果显示:罗汉果组培苗的光饱和点和补偿点均随海拔的增高而增大;丘陵的最大净光合速率最高,山地最低。丘陵和山地罗汉果组培苗的净光合速率(Pn)日变化曲线呈双峰型,在12:30～13:30时出现轻微的非气孔限制,平地受云层遮挡,无第二峰出现;9:00～15:30时之间的罗汉果组培苗Pn与气孔导度(Gs)正相关,而Pn和Gs均与光量子通量密度(PFD)、叶温(TL)和叶片内外水汽压差(VPD)负相关,并随TL和VPD的增大下降幅度更大。丘陵环境条件最适合罗汉果组培苗的生长,中午前后Pn的下降与此时的强光、高温和低湿度有关,是气孔限制和非气孔限制同时作用的结果。     

Micropropagation of tea (Camellia sinensis (L.) O. Kuntze) using Thidiazuron

The effect of thidiazuron (TDZ) on the micropropagation of Camellia sinensis (China hybrid) was compared with that of benzylaminopurine (BAP) using nodal segments from in vitro raised seedlings. Extremely low concentrations of TDZ (1pM–100nM) alone were effective in inducing shoot bud proliferation and maintaining high rates of shoot multiplication on hormone-free media. On the other hand, higher concentrations of BAP (1–10M) and its continued presence were required to initiate and sustain shoot proliferation. While wider ranges of BAP combined favourably with auxins like NAA or IBA, only specific combinations of TDZ and NAA were effective for shoot proliferation. TDZ treated explants yielded healthy shoots, with sturdy leaves, even during the initial stages of growth, whereas, the effect of BAP was cumulative over subcultures in attaining a high proliferative rate.     

遮光条件下不同种源土沉香幼苗的光合特性与生长速率分析

以3个来源于广东茂名的土沉香[ Aquilaria sinensis (Lour.) Spreng.]种源(大白、小白和大黄)和1个来源于云南的土沉香种源的1年生幼苗为研究对象,对不同遮光条件下[相对光强100％(对照,自然光强)、50％、25％和5％]4个种源幼苗叶片的净光合速率(Pn)的光响应和CO2响应曲线、光合和气体交换参数、叶绿素含量和叶绿素a/b( Chla/b)值进行了分析,并比较了4个种源幼苗的相对生长速率(RGR).结果表明:4个种源的Pn均随光合光量子通量密度的增加而上升,且对照组各种源的Pn值均明显高于各处理组;4个种源的Pn值均随胞间CO2浓度的升高或相对光强的增大逐渐提高.随相对光强的降低,4个种源的最大光合速率、光补偿点、光饱和点、暗呼吸速率、最大电子传递速率、最大羧化速率和磷酸丙糖利用速率均下降或显著下降(P＜0.05),而表观量子效率则略有升高.在相对光强100％ ～ 25％条件下,随相对光强降低,4个种源的叶绿素含量显著提高、Chla/b值显著减小;大白和小白种源的RGR逐渐增大,大黄种源的RGR差异不显著,而云南种源的RGR显著减小.而在相对光强5％条件下,大黄和云南种源的叶绿素含量显著降低,Chla/b值显著增大,RGR显著减小;大白和小白种源幼苗全部死亡.由种源间的比较可见:4个种源的各项光合参数以及叶绿素含量、相对生长速率均有一定的差异,其中云南种源的各项指标总体上均最低.综合来看,土沉香为半阳生植物,对不同的光环境表现出相对较强的适应性.     

茶树肌动蛋白基因（CsActin1）全长cDNA克隆与生物信息学分析

以茶树（Camellia sinensis）萌动芽为材料,根据茶树萌动芽芽抑制消减杂交文库中分离得到的肌动蛋白（actin）基因的5′-片段设计引物,利用3′-RACE技术克隆了其cDNA全长序列,该基因cDNA全长1 470 bp,命名为CsActin1（GenBank登录号HQ235647）。序列分析表明,CsActin1开放阅读框长1 134 bp,编码377个氨基酸,5′非编码区100 bp,3′非编码区236 bp。推测的蛋白质分子量为41.70 kD,等电点约为5.31,具有肌动蛋白家族的特征信号序列（YVGDEAQs.KRG和WIAKaEYDE）和肌动蛋白相关蛋白的特征信号序列（LLTEApLNPkaNR）。CsActin1与GenBank中注册的其它植物肌动蛋白核苷酸序列的相似性在80%以上,氨基酸序列相似性在95%以上。与其它植物肌动蛋白的进化树分析结果表明,茶树肌动蛋白与杨树的两个肌动蛋白间的亲缘关系最为密切。并对推导的蛋白结构进行了分析。     

茶树不同器官组织总RNA提取方法的研究

从茶树组织中提取高质量的总RNA,是开展茶树基因组学、功能基因组学研究的重要前提,而RNase、多酚类物质严重干扰茶树总RNA的分离提取。鉴于茶树组织总RNA提取过程难易不一、总RNA提取质量良莠不齐的现状,现对材料用量、提取液、DNA和蛋白质抽提液、RNA沉淀试剂、多酚氧化抑制剂等进行了比较研究,建立了一种适合茶树各器官组织总RNA提取的简单高效的方法(简易CTAB-LiCl法),并与实验室常用的改良Tri-Reagent法、改良CTAB法进行了比较。核酸定量和琼脂糖凝胶电泳检测结果显示,简易CTAB-LiCl法从茶树各器官组织中提取到的总RNA质量高、得率高。总RNA的得率是改良CTAB法的1.6-5倍。因此,简易CTAB-LiCl法具有效率高、适用范围广,且操作简单、实验成本低的特点。RT-PCR和cDNA-AFLP实验表明,提取的总RNA能够用于后续的分子生物学研究。     

遮光对不同基因型玉米光合特性的影响

采用盆栽试验,研究了遮光对4个基因型玉米光合特性的影响.结果表明:4个基因型玉米叶片的光饱和点、净光合速率(Pn)、电子传递速率(ETR)、光系统Ⅱ最大光化学效率(Fv/Fm)和实际光化学效率(ΦPSⅡ)均受光强的影响.遮光降低了玉米的光饱和点,苗期遮光处理豫玉2号和丹玉13分别在光量子通量密度(PFD)为1400μmol·m-2·s-1和1100μmol·m-2·s-1时达到饱和.遮光还降低了玉米的Pn、ETR、Fv/Fm和ΦPSⅡ,但不同基因型玉米表现不同,豫玉2号和掖单22的下降幅度较小,而丹玉13和掖单6号的下降幅度较大.     

自然越冬过程中3个茶树品种的生理特性变化及抗寒性评价

以茶树也Camelliasinensis（Linn.）Kuntze页品种‘舒茶早’（‘Shuchazao’）、‘乌牛早’（‘Wuniuzao’）和‘平阳特早’（‘Pingyangtezao’）为实验材料,分析了自然越冬过程中（2011年10月至2012年3月）茶树叶片主要渗透调节物质（可溶性糖、可溶性蛋白质、热稳定蛋白质和脯氨酸）含量、抗氧化酶（SOD、CAT和POD）活性、PSⅡ原初光能转化效率（Fv/Fm）和总叶绿素含量的变化,并应用主成分分析结合隶属函数法对3个茶树品种抗寒性进行综合评价。结果表明：自然越冬期3个茶树品种叶片生理指标随时间推移呈规律性变化,越冬期（12月和1月）与越冬前期（10月）、越冬后期（2月和3月）各指标总体上差异显著,且品种间各指标也有一定差异。可溶性糖、可溶性蛋白质、热稳定蛋白质和脯氨酸含量以及SOD活性均呈先升后降的变化趋势,且峰值多出现在12月或2月;CAT和POD活性、Fv/Fm值和总叶绿素含量则呈先降后升的变化趋势,且均在1月降至最低。主成分分析结果显示：第1主成分（X1）包括可溶性糖含量、SOD活性、CAT活性、POD活性、Fv/Fm和总叶绿素含量,贡献率达到57.97%;第2主成分（X2）包括可溶性蛋白质含量、热稳定蛋白质含量和脯氨酸含量,贡献率达到26.89%。综合评价结果显示：自然越冬期3个茶树品种抗寒性的综合评价值均随时间推移呈先升后降的变化趋势,且均在12月达到最高,据此判断3个茶树品种中‘舒茶早’的抗寒性最强、‘乌牛早’的抗寒性最弱,‘平阳特早’的抗寒性介于二者之间。研究结果显示：在自然越冬过程中供试3个茶树品种的抗寒性与其生理指标变化及生长表现一致,表明综合评价法可用于茶树抗寒性评价。     

低温胁迫对2个茶树品种叶片叶绿素荧光特性的影响

以茶树〔Camellia sinensis ( Linn.) O. Ktze.〕品种‘黄金芽’(‘Huangjinya’)和‘迎霜’(‘Yingshuang’)为实验材料,研究了4℃低温胁迫1、2、4和6d对茶树叶片叶绿素荧光特性的影响。结果表明：4℃低温胁迫条件下2个茶树品种叶片的PSⅡ最大光化学效率( Fv/Fm )、PSⅡ潜在活性( Fv/F0)和表观光合电子传递速率( ETR)均显著低于各自的对照(25℃),且总体上随胁迫时间延长逐渐下降;‘黄金芽’叶片的光化学淬灭系数(qP)随低温胁迫时间延长持续下降且低于其对照,而‘迎霜’叶片的qP较其对照的变幅较小,且2个品种的qP总体上与各自的对照无显著差异;随低温胁迫时间延长,2个品种叶片的非光化学淬灭系数( NPQ)均先升高后降低,并在胁迫2 d时达到最高,且总体上高于各自的对照;而2个品种叶片的光合功能相对限制值( LPFD )均随低温胁迫时间延长而增大,且大多高于各自的对照。与各自的对照相比,低温胁迫条件下‘迎霜’叶片的各项叶绿素荧光参数的变幅总体上低于‘黄金芽’。研究结果显示：低温胁迫可直接损伤茶树叶片的PSⅡ反应中心,致使过剩的激发能大量积累于PSⅡ反应中心,最终导致茶树光合作用能力减弱。根据叶绿素荧光参数的比较结果,可以初步判定品种‘迎霜’的耐寒性优于品种‘黄金芽’。     

模拟酸雨胁迫对茶树幼苗生长和光合生理的影响

茶是世界三大饮料之一,并且茶树在中国被广泛种植。酸雨是中国乃至全球面临的主要环境问题,本研究选用一年生茶树幼苗作为实验材料,品种为湘妃翠,采用盆栽的方法培养,通过模拟pH值2.5、pH值3.5、pH值4.5酸雨以及自来水(pH值6.5)作为对照对茶树进行全喷淋,探究模拟酸雨对茶树幼苗生长状况和光合生理的影响。结果表明pH值4.5模拟酸雨对茶树幼苗生长有一定促进作用,pH值2.5模拟酸雨对茶树幼苗生长具有抑制作用。茶树幼苗SPAD值(叶绿素相对含量)、以及叶绿素荧光参数Fv/Fm(PSⅡ最大光能转换率)、Fv/Fo(PSⅡ潜在活性)在pH值2.5酸雨胁迫下与对照组相比都显著降低,Fo(初始荧光产量)则显著增大。由此说明pH值2.5模拟酸雨对茶树幼苗具有较强的胁迫作用,pH值4.5模拟酸雨对茶树幼苗生长有促进作用。     

茶树CsDREB-A1转录因子基因的克隆及其特性分析

基于茶树品种‘迎霜’（Camellia sinensis‘Yingshuang’）的转录组数据,采用PCR方法从其基因组DNA中克隆获得编码DREB转录因子的CsDREB-A1基因。结果显示：该基因的开放阅读框（ORF）长度为585 bp,编码194个氨基酸,该氨基酸序列即为CsDREB-A1转录因子。CsDREB-A1转录因子的N端含有AP2/ERF家族转录因子典型的AP2 DNA保守结合结构域,其中包含保守的YRG元件和WLG基序,且其第14位和第19位分别为缬氨酸和谷氨酸,该结构域的上、下游分别有PKK/RPAGRx KFx ETRHP和DSAW特征序列。通过进化分析可知CsDREB-A1转录因子属于AP2/ERF家族中DREB亚族的A1组,其与茶树CBF转录因子的相似性较高,与拟南芥〔Arabidopsis thaliana（Linn.）Heynh.〕等植物的DREB类转录因子也有较高的相似性。CsDREB-A1转录因子为亲水性蛋白,理论相对分子质量为21 165.4,理论等电点为p I 9.56,碱性、酸性、芳香族和脂肪族氨基酸比例分别为18%、10%、6%和18%;该转录因子只有1个包含53个氨基酸的无序化区域,且大部分无序化氨基酸位于AP2DNA保守结合结构域内,无序化氨基酸的比例为27.32%;在CsDREB-A1转录因子的三级结构中,N端有1个α螺旋、C端有3个β折叠。研究结果显示：CsDREB-A1转录因子可能与茶树的抗寒性相关。