在不同海拔地区种植的红波罗花对水分的响应

比较了高山花卉红波罗花(Incarvillea delavayi)在原产地香格里拉和引种栽培地昆明的光合作用和叶片性状对水分的响应差异.结果表明:在两个实验点光合速率(Pn)均随着土壤水分的减少而下降.移栽昆明后,在同样的水分条件下与香格里拉相比其光合速率(Pn)较低,叶绿素含量和Chl a/b的比值则没有显著变化,但单位面积的叶片氮含量(LNC.)有所增加.红波罗花在昆明较低的光合速率(Pn)与较低的气孔导度(g)和叶肉导度(gn)以及叶氮向光合机构中分配(PB、PB)减少有关.另外,移栽昆明后,当供给的水分高于土壤田间持水量的40%时,红波罗花能够正常生长,且对水分供应的响应不如在香格里拉的植株敏感,表现在当土壤的含水量为田间最大持水量的40%-85%时,光合速率、比叶重(LMA)、叶绿素含量、LNC均比较稳定,且不同的水分处理间没有显著性差异.除此之外,红波罗花在昆明的生长存在一个水分阈值(土壤田问持水量的40%),当供给的水分低于这个阈值时,相对生长速率出现负增长.研究结果暗示红波罗花能够在较低海拔地区引种栽培.     

光照强度和氮水平对白三叶幼苗生长与光合生理特性的影响

采用植物生长箱溶液培养方式,对白三叶幼苗进行了不同光强(2个水平)和氮浓度(5个水平)处理,探讨其生长、生物量和光合生理特征对生境变化的响应.结果表明:两种光强下白三叶幼苗茎和叶生物量随氮素浓度呈先升高后降低,而根系生物量和根冠比则随氮素浓度增高而降低.光照强度降低使白三叶幼苗根、茎、叶和整株生物量分别降低67.8%、29.9%、42.5%和45.2%;低光处理使幼苗的根冠比显著下降,而比叶面积(SLA)明显提高.幼苗根系体积随氮素浓度增高而降低,高生长光强根系体积显著高于低生长光强下的白三叶.幼苗根系表面积、根系长度和根系直径随氮素浓度增加呈先增加后降低趋势,两种不同生长光强下幼苗根系长度和根系直径差异显著,而根系表面积差异不明显.白三叶叶片光合速率(Pn)随氮素浓度增加呈先增加后降低趋势,高生长光强白三叶Pn显著高于低生长光强下的白三叶.两种生长光强间叶片气孔导度(Gs),胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)无显著差异,但氮素浓度对叶片Gs、Ci和Tr均有显著影响.光、氮及其交互作用对白三叶幼苗生长发育产生了显著影响,光照不足和氮缺乏都将导致白三叶幼苗生长减弱,但幼苗对这些不利环境具有较强的调节和适应能力.     

光强和施氮量对催吐萝芙木叶片生长及光合作用的影响

通过不同光强（15%、40%和70%自然光强）和施氮量（15、30和60g/株）的盆栽试验,研究了不同光照强度和施氮量对催吐萝芙木（Rauvolfia vomitoria Afzel.）叶片生长和光合特性的影响。结果表明：光强和施氮量显著影响了催吐萝芙木叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、水分利用效率（WUE）、叶绿素含量（Chl）、比叶面积（SLA）和叶生物量比（LMR）（p〈0.01）,Pn和Gs均随光强、施氮量的增加而增大,70%自然光强下叶片Pn和Gs显著高于15%和40%自然光强处理。总体而言,低光条件下,更有利于其叶绿素的合成,且施氮量对叶绿素含量的影响不大。低光处理和重度施氮量均有利于催吐萝芙木叶片SLA增大和叶生物量的分配,但实验中光强和施氮量处理并未引起催吐萝芙木叶绿素荧光参数Fv/Fm发生显著变化。光强和施氮量对催吐萝芙木叶片净光合速率（P）、气孔导度（G）、水分利用效率（WUE）等光合生理指标具有显著的交互作用（p〈0.05）。     

光照和氮交互作用对水曲柳幼苗生长、生物量和氮分配的影响

采用温室沙培方式,对水曲柳幼苗进行了不同光强（2个水平）和氮浓度（4个水平）处理,分析了其生长、生物量和氮分配对环境变化的响应.结果表明：与全光照处理相比,低光处理下水曲柳幼苗冠根比（S/R）和净氮吸收速率（NNUR）极显著提高（P<0.01）,但相对生长速率（RGR）和净同化速率（NAR）极显著下降（P<0.01）;低光处理下的幼苗根、茎、叶和整株生物量分别较全光照处理降低了36.8%（P<0.01）、1.7%、12.7%（P<0.05）和24.3%（P<0.01）;低光处理使幼苗分配到根系的氮比例明显下降,而叶片的分配比例增加.无论光强大小,氮对幼苗生长都具有十分明显的促进作用,而且幼苗S/R和叶片的氮分配比例都随氮供给浓度的增加而明显提高.光强和氮浓度对水曲柳幼苗的基径、S/R、RGR和生物量（根和叶）分配比例具有显著的交互作用（P<0.05）.     

热胁迫下中旬角蒿叶片SSH文库的构建及初步分析

高温可能是限制中甸角蒿（Incarvillea zhongdiannensis）向低海拔地区引种驯化的主要因素之一。为了从基因表达水平研究中甸角蒿高温胁迫响应的分子机制,本研究利用SSH技术构建了中甸角蒿对高温（30℃）处理响应的正反向抑制性差减杂交文库。文库质量检测表明抑制性差减杂交效率较高,质量较好。通过对正反向文库中部分EST进行序列测定,获得了60条高质量的表达序列标签,平均长度为537bp。对序列进行BLAST比对及功能注释,50条EST为功能已知的基因,分别参与信号转导与转录、植物抗逆性反应、光合作用、代谢与能量、蛋白质合成与转运、蛋白质命运、细胞结构和细胞生长等过程。6个EST与功能未知基因的同源性较高。获得的4个未匹配的EST推测为新基因,可能在植物热耐受性方面具有重要的作用。     

热胁迫下中甸角蒿叶片SSH文库的构建及初步分析

高温可能是限制中甸角蒿（Incarvillea zhongdiannensis）向低海拔地区引种驯化的主要因素之一。为了从基因表达水平研究中甸角蒿高温胁迫响应的分子机制,本研究利用SSH技术构建了中甸角蒿对高温（30℃）处理响应的正反向抑制性差减杂交文库。文库质量检测表明抑制性差减杂交效率较高,质量较好。通过对正反向文库中部分EST进行序列测定,获得了60条高质量的表达序列标签,平均长度为537bp。对序列进行BLAST比对及功能注释,50条EST为功能已知的基因,分别参与信号转导与转录、植物抗逆性反应、光合作用、代谢与能量、蛋白质合成与转运、蛋白质命运、细胞结构和细胞生长等过程。6个EST与功能未知基因的同源性较高。获得的4个未匹配的EST推测为新基因,可能在植物热耐受性方面具有重要的作用。     

遮荫和全光下生长的棉花光合作用和叶绿素荧光特征

 遮荫条件下（遮荫下光强相当于自然光强的40％左右）棉花(Gossypium hirsutum)叶片光合速率明显降低,仅为自然光强下生长叶片的30%～40％,叶片中RuBP羧化酶活性降低,而表观量子效率(AQY)较高。不同光照条件下生长的棉花叶片对短时间持续光强的光合诱导过程有明显的差异,由弱光转到强光下,自然光强下生长的叶片的Pn、Gs、ΦPSⅡ及非光化学猝灭系数(NPQ)都能在较短的时间内达到最大值,而遮荫叶片需要的时间较长;遮荫下生长的棉花叶片的实际光化学效率,随光强的增加下降幅度较大,而自然光照下生长的叶片下降幅度较小;自然光照下生长的叶片的NPQ随光强的升高达到较高水平,而遮荫叶片在较低的光强下即达到最大值,此时NPQ较低,遮荫叶片依赖于叶黄素循环的能量耗散水平较低。遮荫叶片较低的光合速率以及过剩光能耗散能力是其转入自然强光后光抑制严重的主要原因。     

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.     

高氮和低光强限制南亚热带森林演替树种的光合能量利用

本文利用CO2交换系统和叶绿素荧光方法研究南亚热带森林的阳生或群落演替早期树种荷木（Schima superba）、中生性或群落演替中期树种红椎（Castanopsis hystrix）和耐荫或群落演替后期树种黄果厚壳桂（Cryptocarya concinna）的叶片光合速率和光合能量利用对高氮和光强的响应．3种供试树种在高氮和高光强下（HNHL）植株叶片的净光合速率（Po）比在低氮和高光强（LNHL）下高,低氮限制了高光强下植株叶片的Pn;高氮和低光强下（HNLL）的植株也有明显低的Pn,低光强限制了高氮下植株的Pn．Pn对氮的响应依赖于氮的水平和生长的光强状况．荷木和红椎的HNHL,LNHL和HNLL植株叶片有相似的F＇v/F＇m而黄果厚壳桂HNHL植株的F＇v/F＇m《较LNHL和HNLL高（P〈0．05）．在光强0～1200μmol·photo．m^-2．s^-1,黄果厚壳桂的HNHL植株有高的光化量子产率（△／F＇m）,而这一效应并不反映在阳生树种荷木和中生性树种红椎上．在光强0～2000μmol·photo·m^-2．s^-1,荷木的LNHL植株叶片用于光化反应的吸收光能占18．2％,较HNHL高,并显著高于HNLL（P〈0．05）;红椎的LNHL植株亦有较HNHL和HNLL植株高的光化能量利用,而黄果厚壳桂的HNHL植株的光化能量利用部分则较LNHL和HNLL高．3种供试树种的HNLL植株均有低的光化能量利用和光合电子传递速率．高氮和低光强对耐荫或群落演替的后期树种黄果厚壳桂光合能利用的影响较群落演替的早期树种荷木和中期树种红椎大．在当前氮沉降的持续增高和频繁出现的阴霾或灰霾天气情况下,氮沉降可能会导致南亚热带耐荫性树种的退化,而演替早期树种和中期树种有较好的忍耐性,从而能够竞争到更多的资源成为生态系统的优势种．因此,氮沉降可能导致地带性森林群落退化,也可能会减缓植物群落的正向演替进程．     

光强对三种喀斯特植物幼苗生长和光合特性的影响

以块根紫金牛、地枫皮和秀丽海桐的2年生幼苗为材料,通过搭建遮阴棚设置3个光照强度,对其不同光强下的形态结构、生物量分配以及光合特性进行了比较研究,以探讨光强对喀斯特植物幼苗生长和光合特性的影响。结果表明:遮阴促进了3种喀斯特植物幼苗株高、总叶面积和冠面积等形态指标的增长。总体而言,3种植物幼苗的根生物量比和根冠比均随光强的增大而显著增大,叶生物量比、叶面积比和比叶面积均随光强的增大而显著降低。强光显著降低了地枫皮与块根紫金牛的净光合速率(Pn),非气孔限制是其Pn下降的主要因素;秀丽海桐的Pn随光强的升高而显著增大。遮阴显著增加了地枫皮和秀丽海桐的单位面积叶绿素含量,强光显著增加了块根紫金牛的单位面积类胡萝卜素含量、叶绿素a/b和类胡萝卜素/叶绿素比。地枫皮和块根紫金牛在50%遮阴强度下的总生物量最大,秀丽海桐总生物量随光强增大而显著增大。3种喀斯特植物幼苗对不同的光环境表现出较强的适应性,但强光不利于地枫皮和块根紫金牛幼苗的生长,而秀丽海桐幼苗对光的适应性很强。     

栽培密度对薄荷生长策略和光合特性的影响

比较研究了不同栽培密度对薄荷生长策略及光合特性的影响。结果表明：（1）随着密度的升高,单株的株高、茎粗、分枝数、单叶面积、叶片厚度等下降;（2）提高栽培密度时,薄荷的光合色素含量、光合面积、净光合速率均降低,而PSII的最大光化学效率不变;（3）高密度下,单株的根、茎、叶及总生物量积累下降,而群体的生物量积累变化不明显,但地下部分的生物量分配比例均显著增加。进一步分析表明密植会通过降低薄荷单位面积的色素含量而导致光合速率下降：栽培密度提高时薄荷通过增加根生物量比来优先竞争矿质营养。     

施氮和大气CO2浓度升高对小麦旗叶光合电子传递和分配的影响

采用开顶式气室盆栽培养小麦,设计2个大气CO2浓度(正常:400 μmol.mol-1;高:760 μmol·mol-1)、2个氮素水平(0和200 mg·kg-1土)的组合处理,通过测定小麦抽穗期旗叶氮素和叶绿素浓度、光合速率(Pn)-胞间CO2浓度(C1)响应曲线及荧光动力学参数,来测算小麦叶片光合电子传递速率等,研究了高大气CO2浓度下施氮对小麦旗叶光合能量分配的影响.结果表明:与正常大气CO2浓度相比,高大气CO2浓度下小麦叶片氮浓度和叶绿素浓度降低,高氮处理的小麦叶片叶绿素a/b升高.施氮后小麦叶片PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ反应中心最大量子产额(Fv'/Fm')、PSⅡ反应中心的开放比例(qr)和PSⅡ反应中心实际光化学效率(φPSⅡ)在大气CO2浓度升高后无明显变化,虽然叶片非光化学猝灭系数(NPQ)显著降低,但PSⅡ总电子传递速率(JF)无明显增加;不施氮处理的Fv'/Fm'、φPSⅡ和NPQ在高大气CO2浓度下显著降低,尽管Fv/Fm和qp无明显变化,JF仍显著下降.施氮后小麦叶片JF增加,参与光化学反应的非环式电子流传递速率(Jc)明显升高.大气CO2浓度升高使参与光呼吸的非环式电子流传递速率(J0)、Rubisco氧化速率(V0)、光合电子的光呼吸/光化学传递速率比(J0/Jc)和Rubisco氧化/羧化比(V0/Vc)降低,但使Jc和Rubisco羧化速率(Vc)增加.因此,高大气CO2浓度下小麦叶片氮浓度和叶绿素浓度降低,而增施氮素使通过PSⅡ反应中心的电子流速率显著增加,促进了光合电子流向光化学方向的传递,使更多的电子进入Rubisco羧化过程,Pn显著升高.     

Photosynthesis and nitrogen relationships in leaves of C3 plants

Summary The photosynthetic capacity of leaves is related to the nitrogen content primarily bacause the proteins of the Calvin cycle and thylakoids represent the majority of leaf nitrogen. To a first approximation, thylakoid nitrogen is proportional to the chlorophyll content (50 mol thylakoid N mol^-1 Chl). Within species there are strong linear relationships between nitrogen and both RuBP carboxylase and chlorophyll. With increasing nitrogen per unit leaf area, the proportion of total leaf nitrogen in the thylakoids remains the same while the proportion in soluble protein increases. In many species, growth under lower irradiance greatly increases the partitioning of nitrogen into chlorophyll and the thylakoids, while the electron transport capacity per unit of chlorophyll declines. If growth irradiance influences the relationship between photosynthetic capacity and nitrogen content, predicting nitrogen distribution between leaves in a canopy becomes more complicated. When both photosynthetic capacity and leaf nitrogen content are expressed on the basis of leaf area, considerable variation in the photosynthetic capacity for a given leaf nitrogen content is found between species. The variation reflects different strategies of nitrogen partitioning, the electron transport capacity per unit of chlorophyll and the specific activity of RuBP carboxylase. Survival in certain environments clearly does not require maximising photosynthetic capacity for a given leaf nitrogen content. Species that flourish in the shade partition relatively more nitrogen into the thylakoids, although this is associated with lower photosynthetic capacity per unit of nitrogen.     

Photosynthetic acclimation to light in woody and herbaceous species: a comparison of leaf structure, pigment content and chlorophyll fluorescence characteristics measured in the field

Acclimation of foliage photosynthetic properties occurs with varying time kinetics, but structural, chemical and physiological factors controlling the kinetics of acclimation are poorly understood, especially in field environments. We measured chlorophyll fluorescence characteristics, leaf total carotenoid (Car), chlorophyll (Chl) and nitrogen (N) content and leaf dry mass per area (LMA) along vertical light gradients in natural canopies of the herb species, Inula salicina and Centaurea jacea, and tree species, Populus tremula and Tilia cordata, in the middle of the growing season. Presence of stress was assessed on the basis of night measurements of chlorophyll fluorescence. Our aim was to compare the light acclimation of leaf traits, which respond to light availability at long (LMA and N), medium (Chl a/b ratio, Car/Chl ratio) and short time scales (fluorescence characteristics). We found that light acclimation of nitrogen content per unit leaf area (N(area)), chlorophyll content per unit dry mass (Chl(mass)) and Chl/N ratio were related to modifications in LMA. The maximum PSII quantum yield (F(v) /F(m)) increased with increasing growth irradiance in I. salicina and P. tremula but decreased in T. cordata. Leaf growth irradiance, N content and plant species explained the majority of variability in chlorophyll fluorescence characteristics, up to 90% for steady-state fluorescence yield, while the contribution of leaf total carotenoid content was generally not significant. Chlorophyll fluorescence characteristics did not differ strongly between growth forms, but differed among species within a given growth form. These data highlight that foliage acclimation to light is driven by interactions between traits with varying time kinetics.     

NaCl胁迫对大米草光合·蒸腾等生理特性的影响

研究了NaCl胁迫下大米草净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）,叶片气孔导度（Gs）、细胞间CO2浓度（Ci）、株高、叶长、叶宽、茎粗、叶绿素含量、气孔限制值和水分利用效率。结果表明：当NaCl浓度高于300mmol／L时,大米草Pn、Tr、Gs、株高、叶长以及叶绿素含量受到显著抑制（P〈0．05）,叶宽及茎粗则无显著性差异。NaCl胁迫下,大米草光合速率的降低是气孔因素和非气孔因素综合导致的结果,Pn、Tr、Gs、株高以及叶绿素含量的降低可作为大米草受NaCl胁迫的症状．而WUE则保持在较高的水平．因此在防治大米草荨延时．排水处理不是最佳选择。     

水分胁迫下烯效唑对百日草幼苗光合特性及叶解剖结构的影响

以百日草‘芳菲1号’为试材,研究不同水分胁迫下烯效唑(S3307)对其幼苗生长、光合特性及叶解剖结构的影响,以明确S3307对百日草的抗旱作用及其机理。结果显示:(1)在水分胁迫下,百日草的生长均受到不同程度的抑制,叶绿素含量显著降低,光合作用受到抑制,叶解剖结构有所变化。(2)S3307处理后,均能够显著降低所对应的不同程度水分胁迫下百日草的株高,显著增加茎粗、叶面积、叶片厚度、栅栏组织厚度和根冠比,显著增加叶绿素含量,提高百日草的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)。研究表明,S3307能够提高百日草的抗旱性,而且在轻度和中度水分胁迫下Pn的下降主要是由气孔因素引起,而在重度水分胁迫下光合速率的下降是由非气孔因素引起的。     

林下与全光下地枫皮叶片形态和光合特性的比较

测量了林下与全光下地枫皮的叶片形态和光合-光响应曲线,探讨光强对地枫皮的形态和生理特性的影响。结果表明：林下与全光下地枫皮叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）和水分利用效率（WUE）对光强的响应趋势均基本一致,但全光下的Pn、Gs和Tr值较高,林下WUE值较高。全光下地枫皮的最大净光合速率、光饱和点和光补偿点均极显著高于林下,但弱光下的量子效率无显著差异;林下地枫皮的叶长、叶宽、干物质重、叶面积和比叶面积等叶片形态参数均极显著大于全光。推断地枫皮为耐阴性较弱的阳生植物,其光合能力和光饱和点较低,是对干旱环境的适应性反应;全光下地枫皮叶片狭小降低了吸光面积,有利于避免过高光强对叶光合器官的损伤。     

低氧胁迫下24-表油菜素内酯对黄瓜幼苗叶片光合特性及多胺含量的影响

采用1/2 Hoagland营养液培养,研究了低氧胁迫下24-表油菜素内酯(EBR)对黄瓜幼苗叶片光合特性及多胺含量的影响.结果表明：低氧胁迫下黄瓜幼苗的净光合速率(P_n)、气孔导度(g_s)、蒸腾速率(T_r)、胞间CO₂浓度(C_i)显著下降,而叶绿素含量显著提高,幼苗生长受抑;低氧胁迫显著提高了黄瓜幼苗叶片的腐胺(Put)、亚精胺(Spd)、精胺(Spm)、多胺(PAs)含量和Put/PAs,但降低了(Spd+Spm) /Put.低氧胁迫下,外源EBR不仅显著提高了黄瓜幼苗的P_n、g_s、T_r及叶绿素含量,也显著提高了黄瓜幼苗叶片的游离态Spm、结合态Spd、Spm及束缚态Put、Spd、Spm含量,促进了PAs的进一步积累,且降低了Put/PAs,提高了(Spd+Spm)/Put．可见,外源EBR调节了黄瓜幼苗内源多胺含量及形态的变化,维持了较高的光合性能,促进了叶面积和干物质量的显著增加,缓解了低氧胁迫对黄瓜幼苗的伤害.     

滇青冈幼苗的光合和生长对不同生长光强的适应

研究了3种光强(全日照的80%、20%和2%)下生长的滇青冈幼苗的光合-光强响应和生长状况。结果表明:3种光强生境滇青冈幼苗光饱和点和最大净光合速率没有显著差异,20%和2%生长光强下光补偿点显著低于80%生长光强。3种光强生境幼苗的光合饱和点在400~450μmol·m-2·s-1左右,光补偿点也很低(6~10μmol·m-2·s-1),表现出阴生植物的特征。但滇青冈幼苗较强的耐荫能力,是以牺牲生长为代价的。在2%的弱光生境中滇青冈幼苗比叶重显著降低,单位面积和单位干重叶绿素含量均显著增多,具有利用较强辐射的潜力,一旦林窗出现就可以利用增加的辐射提高光合速率,及时进入快速高生长。