不同强度的红光和蓝光下菜豆叶片的荧光特性

光质和光强均是影响植物光合作用的重要外部因素,该文以菜豆(Phaseolus vulgaris)为材料,通过叶绿素荧光技术比较研究了菜豆叶片在不同光强的红光和蓝光下叶绿素荧光特性的变化规律。结果表明:随着红光和蓝光光强的增加,菜豆叶片的光适应下的最大光化学效率(Fv'/Fm')呈下降趋势,但与在红光下相比,蓝光下叶片的Fv'/Fm'值较高。随着蓝光光强的增加,菜豆叶片PSⅡ实际光化学效率(Y(Ⅱ))和光化学猝灭系数(q P和q L)先呈上升趋势之后逐渐趋于平稳;而随着红光光强的增加,以上参数呈下降趋势。随着红光和蓝光光强的增加,非光化学猝灭系数(NPQ)、相对电子传递速率(ETR)以及调节性能量耗散的量子产量Y(NPQ)均呈上升趋势,但与在红光下相比,蓝光下叶片NPQ和Y(NPQ)的值较低,而ETR值较高。非调节性能量耗散产量Y(NO)随着红光光强增加而呈上升趋势,而随着蓝光光强增加呈下降趋势。综上可见,随着光强的增加菜豆叶片的光化学效率呈降低趋势,但叶片在蓝光下的光化学吸收和利用效率高于红光。研究结果可为植物对光强和光质的响应提供一定的参考。     

短期UV-B辐射对青藏高原美丽风毛菊PS Ⅱ光化学效率的影响

通过短期增补UV-B辐射模拟试验,研究了青藏高原典型天气(晴天、多云、阴天)下高山植物美丽风毛菊叶片的叶绿素荧光参数变化.结果表明:随天气由晴变阴,美丽风毛菊叶片暗适应3 min的PSⅡ最大光化学量子效率(Fv/Fm)显著升高,实际PSⅡ光化学效率(ФPSⅡ)和光化学猝灭系数(qp)也升高,而非光化学猝灭系数(NPQ)则降低,可见光辐射(PAR)是影响PSⅡ光能转化效率的主要因素.增补UV-B辐射后,3种典型天气下,美丽风毛菊叶片的Fv/Fm和NPQ略有降低,ФPSⅡ和qp略微增加,但对光合气体交换过程没有产生负影响.叶片净光合速率Pn和ФPSⅡ的增高趋势与增补UV-B辐射下相对较多的UV-A成分有关,同时也得益于叶片厚度的增加.UV-B辐射对叶片光合机构具有潜在负影响.     

延长光照时间对烟草叶片生长发育及光合特性的影响

以烤烟品种‘云烟87’为材料,采用夜间人工补光的方式,以自然光照时间为对照,设置增加1h、2h和3h光照3个处理,研究延长光照时间对烟草生长发育、叶绿素含量及光合作用、叶绿素荧光参数和光响应曲线的影响。结果表明:(1)与对照相比,延长光照时间2h处理下烟株叶长、叶宽、株高显著增加,1h、3h处理影响不显著。(2)延长光照处理显著降低比叶面积,提高叶片叶绿素a、b、叶绿素a+b、类胡萝卜素含量,但1h、3h处理的变化幅度小于2h处理。(3)延长光照时间1h和2h处理下叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)显著升高,3h处理影响不大;延长光照处理显著提高了PSⅡ最大光化学量子效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学量子效率(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(qP),降低了非光化学淬灭系数(NPQ),其中2h处理影响幅度最大,但对初始荧光强度F0影响不显著;延长光照处理下烟草叶片的最大净光合速率(Pmax)和光饱和点(Isat)均升高,但光补偿点(Ic)没有明显的变化。研究表明,适当延长光照时间有利于叶片生长发育和干物质积累,提高叶绿素含量,促进光合作用,缓解光抑制现象,充分利用光能,提高叶片光合同化效率。     

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.     

遮荫对江南油杉幼苗生长和叶绿素荧光参数的影响北大核心CSCD

为探究有利于江南油杉(Keteleeria fortunei var.cyclolepis)幼苗生长发育的最适光照条件,该研究以1.5年生江南油杉幼苗为研究对象,对其进行为期2年不同光照强度(即全光照和遮荫率40%、60%、80%)处理,分析其形态生长、叶绿素含量、叶绿素荧光参数、生物量积累及分配等对不同光环境的适应机制。结果表明：(1)随遮荫程度的增强,江南油杉幼苗的地径生长量、叶片厚度逐渐减小,株高生长量、叶面积和比叶面积逐渐增大,叶片干质量呈先升后降的趋势;(2)遮荫造成叶片的叶绿素含量、初始荧光(Fo)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学量子产量[Y(Ⅱ)]、电子传递速率(ETR)均呈现显著增加的趋势;(3)遮荫处理下幼苗的叶、茎、根生物量和总生物量总体表现出随着光照强度的降低而减小的变化趋势,幼苗根生物量比和根冠比均减小,而叶生物量比、茎生物量比以及光合组织与非光合组织生物量比均增大。研究发现,全光照下江南油杉幼苗生长发育受到了抑制,遮荫显著影响江南油杉苗期生长及叶绿素荧光特性,适度遮荫能提高幼苗叶片的光捕获能力、光能利用效率,增强幼苗光合能力,促进生长;江南油杉幼苗在遮荫率为60%的环境下受光胁迫较小,其生长、叶片表观特征、光合能力以及生物量积累与分配等表现最优。     

氮调控对盐环境下甜菜功能叶光系统Ⅱ荧光特性的影响

采用盆栽试验方法,以NaCl为盐分模拟不同盐度环境,研究了施氮(N)对盐环境下生长的甜菜(Beta vulgaris)功能叶光系统Ⅱ (PSⅡ)荧光特性的影响及光合色素含量的变化.结果表明:在轻度、中度及重度盐环境下,施N均能增大PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、PSⅡ实际光量子产量(Y(Ⅱ))、非调节性能量耗散的量子产量(Y(NO))、相对电子传递速率(ETR)及光化学猝灭系数(qp),且在适宜的施N范围内(0-1.2 g·kg-1)上述参数随施N量的增加而增大.各叶绿素荧光参数光响应的结果表明,随着光强的增加,各处理下调节性能量耗散的量子产量(KNPQ))、ETR及非光化学猝灭系数(NPQ)旱上升趋势,相反,Y(Ⅱ)、Y(NO)及qp则呈下降趋势,在有效的光强范围内(0-1 000 μmol·m-2·s-1)施N提高了甜菜功能叶PSⅡ反应中心的开放程度,并且在高光强下调节PSⅡ耗散掉过剩的光能以避免对其反应中心造成伤害.各盐度环境下施N也显著增加了甜菜功能叶叶绿素与类胡萝卜素含量,增大了叶绿素a/叶绿素b值,且叶绿素与类胡萝卜素含量随施N水平的增加而增加.说明盐环境下施N能够增强甜菜功能叶PSⅡ的活性,提高PSⅡ光能利用率,从而增强其对盐渍环境的适应性.     

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。     

短期UV-B辐射对青藏高原美丽风毛菊PSⅡ光化学效率的影响

通过短期增补UV-B辐射模拟试验,研究了青藏高原典型天气(晴天、多云、阴天)下高山植物美丽风毛菊叶片的叶绿素荧光参数变化.结果表明: 随天气由晴变阴,美丽风毛菊叶片暗适应3 min的PSⅡ最大光化学量子效率(F_v/F_m)显著升高,实际PSⅡ光化学效率(Φ_PSⅡ)和光化学猝灭系数(q_P)也升高,而非光化学猝灭系数(NPQ)则降低,可见光辐射（PAR）是影响PSⅡ光能转化效率的主要因素.增补UV-B辐射后,3种典型天气下,美丽风毛菊叶片的F_v/F_m和NPQ略有降低,Φ_PSⅡ和q_P略微增加,但对光合气体交换过程没有产生负影响.叶片净光合速率P_n和Φ_PSⅡ的增高趋势与增补UV-B辐射下相对较多的UV-A成分有关,同时也得益于叶片厚度的增加. UV-B辐射对叶片光合机构具有潜在负影响.     

盐胁迫对鸡爪槭幼苗生长及其叶绿素荧光参数的影响

以鸡爪槭幼苗为材料,采用盆栽方法,研究了不同盐浓度[0.042%(对照)、0.2%、0.4%和0.6%]对鸡爪槭幼苗生长的伤害和叶绿素荧光参数的影响。结果显示:当土壤NaCl含量为0.2%、0.4%和0.6%时,鸡爪槭幼苗分别表现为轻度、中度和重度盐害;叶片含水量、叶绿素a和b及叶绿素总含量均随盐浓度的增加而显著下降,花色素苷含量则表现为随盐浓度的增大而显著上升,分别比对照高出48.7%、280.3%和382.7%;叶片叶绿素荧光参数PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、潜在量子效率(Fv/Fm)、光化学量子产量(Yield)、光合电子传递速率(ETR)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)均随着盐浓度的增大呈显著下降趋势,但非光化学猝灭系数(NPQ)在低盐胁迫时则较对照显著提高,0.2%NaCl处理时比对照显著增加33.3%,而高盐胁迫下则显著下降。研究表明,盐胁迫显著抑制了鸡爪槭幼苗叶片叶绿素合成和光合作用进行,而幼苗叶片在低盐胁迫下则可能通过增加PSⅡ反应中心非辐射热能量耗散来保护光合机构不受损害,从而表现出一定的耐盐胁迫能力。     

干旱胁迫对不同光环境下的三叶漆幼苗光合特性和叶绿素荧光参数的影响

以2年生三叶漆(T erm inth ia p an icu la ta)幼苗为实验材料,研究了生长于全自然光和遮荫条件(光强相当于自然光强的50%)下幼苗的光合特性和叶绿素荧光参数对不同土壤水分条件的响应,探讨了其对干旱和强光胁迫的生理适应机制.结果表明,叶片相对含水量(RW C)、叶水势(Ψ)、最大光合速率(Pm ax)、表观量子效率(AQY)、暗呼吸速率(Rd)和光合色素含量都随干旱胁迫的加剧而下降.Pm ax、AQY、Rd和比叶重(LM A)随光强的增加而升高,色素含量则随光强升高而降低.Ch la/b、C ar/Ch l随干旱程度和光强的增加有升高的趋势.PSⅡ的最大光能转换效率(Fv/Fm)和光化学量子效率(ФPSⅡ)在日间光较强时明显降低,说明发生了光抑制.电子传递速率(ETR)和非光化学猝灭系数(N PQ)随日间光强的增大而升高,表明三叶漆可能通过增强光呼吸和热耗散抵御光抑制、保护光合机构.二元方差分析表明,水分和光强具有明显的交互作用.全自然光下严重干旱的幼苗仍有较高的Pm ax(9.65μm o l.m-2.-s 1),说明三叶漆对干旱和强光具有极强的适应能力,这也是其成为干热河谷植被优势种的重要原因.     

光照和氮营养对水曲柳苗木光合特性的影响

采用室内沙培方式,设计不同光强(2水平)和N浓度(4水平)处理,探讨1年生水曲柳幼苗叶片光合速率和荧光参数对环境变化的生理响应.结果表明:与全光照相比,遮光处理使苗木叶片最大光合速率(Amax)、光补偿点(LCP)以及光化学猝灭系数(qP)明显下降,但使表观量子效率(AQY)、最大荧光(Fm)和最大光化学效率(Fv/Fm)明显增加.同时,苗木叶片单位面积的叶绿素a、类胡萝卜素、总叶绿素含量以及叶绿素a/b在遮光条件下较低.2种光强下的Fm、Fv/Fm、ψpsⅡ和qP均随着供N浓度的增加而显著增加(P＜0.05),其中ψpsⅡ在低N时增加较快而高N时较慢,甚至略有下降.光强和N浓度在水曲柳苗木叶片Fm、ψpsⅡ、Fv/Fm、qN以及qP上均具有显著的交互作用(P＜0.05).     

状态转换在光强响应中的作用

在低于和高于400 μmol·m·s-1的光照下,苹果(Malus pumila Mill.cv.Tengmu No.1/Malus hupehensisRehd.)叶片稳态荧光(Fs)随光强增加而分别呈现升高和降低的变化趋势,但是光适应下的最大荧光(Fm′)和最小荧光(Fo′)在整个光照范围内一直表现为下降,而且更多的光系统Ⅱ(PS Ⅱ)反应中心(RC)处于关闭状态((Fs-Fo′)/(Fm′-Fo′)).这表明在高于400 μmol·m-2·s-1的光照下,Fs降低并不是PSⅡ反应中心关闭的结果,而主要是光能从PSⅡ聚光天线(LHCⅡ)向PSⅡ RC的传递减少所导致的.在引入状态转换抑制剂NEM的情况下,Fs在400 μmol·m-2·s-1至苹果叶片饱和光强700 μmol·m-2·s-1的范围内继续上升.另外,在叶黄素循环抑制剂DTT预处理下,Fs可在高于700 μmol·m-2·s-1的光照下继续升高.这些变化说明在饱和光强以下和以上的光照下,苹果叶片Fs变化分别受状态转换和叶黄素循环的影响.在NEM预处理下,PSⅡ表观光化学反应速率(P-rate)和光化学猝灭(qP)在600800 μmol·m-2·s-1光照下显著降低,与此同时,非光化学猝灭(qN)在600-800 μmol·m-2·s-1光照下轻微上升,而在800 μmol·m-2·s-1以上光照下略微下降.这些现象说明状态转换对于苹果叶片在低于饱和光强的光照下主要起光化学作用,在高于饱和光强光照下主要起非光化学作用.     

状态转换在光强响应中的作用

在低于和高于400 μmol.m-2.s-1的光照下,苹果(Malus pumila Mill. cv. Tengmu No.1/Malus hupehensisRehd.)叶片稳态荧光(Fs)随光强增加而分别呈现升高和降低的变化趋势,但是光适应下的最大荧光(Fm′)和最小荧光(Fo′)在整个光照范围内一直表现为下降,而且更多的光系统Ⅱ(PSⅡ)反应中心(RC)处于关闭状态((Fs-Fo′)/(Fm′-Fo′))。这表明在高于400 μmol.m-2.s-1的光照下,Fs降低并不是PSⅡ反应中心关闭的结果,而主要是光能从PSⅡ聚光天线(LHCⅡ)向PSⅡ RC的传递减少所导致的。在引入状态转换抑制剂NEM的情况下,Fs在400 μmol.m-2.s-1至苹果叶片饱和光强700 μmol.m-2.s-1的范围内继续上升。另外,在叶黄素循环抑制剂DTT预处理下,Fs可在高于700 μmol.m-2.s-1的光照下继续升高。这些变化说明在饱和光强以下和以上的光照下,苹果叶片Fs变化分别受状态转换和叶黄素循环的影响。在NEM预处理下,PSⅡ表观光化学反应速率(P-rate)和光化学猝灭(qP)在600-800 μmol.m-2.s-1光照下显著降低,与此同时,非光化学猝灭(qN)在600-800 μmol.m-2.s-1光照下轻微上升,而在800 μmol.m-2.s-1以上光照下略微下降。这些现象说明状态转换对于苹果叶片在低于饱和光强的光照下主要起光化学作用,在高于饱和光强光照下主要起非光化学     

NaCl胁迫下交替呼吸途径对叶绿素含量及其荧光特性的影响

以菜豆幼苗作为试验材料,分析了NaCl胁迫下交替呼吸对叶绿素含量以及叶绿素荧光特性变化特征的影响,以探讨交替呼吸途径在逆境下的生理学作用以及植物在盐胁迫下光系统Ⅱ(PSⅡ)的调节作用机制。结果表明:(1)随着NaCl胁迫浓度(0、100、200、300mmol/L)的增高,菜豆幼苗叶片叶绿素含量显著下降,叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)潜在最大光化学量子效率(Fv/Fm)、光适应下最大光化学效率(Fv′/Fm′)、PSⅡ光适应下实际光化学效率[Y(Ⅱ)]和光化学荧光猝灭(qP)与对照相比均显著性下降,而非光化学猝灭(NPQ)较对照组显著增加,同时交替呼吸容量在NaCl胁迫下也显著上升。(2)与单独NaCl胁迫相比,在NaCl胁迫下施加交替呼吸的抑制剂水杨基氧肟酸(SHAM)会导致菜豆幼苗叶片叶绿素含量、Fv/Fm、Fv′/Fm′、Y(Ⅱ)和qP进一步显著下降、NPQ进一步显著增加。研究认为,NaCl胁迫导致菜豆叶片光系统Ⅱ光化学效率下降和光能耗散增加,交替呼吸途径可有效缓解NaCl胁迫下菜豆叶绿素含量的减少以及光系统Ⅱ光化学反应效率的下降。     

青藏高原高山嵩草光合功能对模拟夜间低温的响应

昼夜温差大是青藏高原的典型气候特征,夜间低温作为植物生长季内非常频繁的非生物胁迫因子,对典型高山植物日间光合生理功能的影响如何,尚缺乏研究。该研究以采自青海大学-清华大学三江源高寒草地生态系统野外观测站的高山嵩草(Kobresiapygmaea)为材料,应用叶绿素荧光图像分析手段,研究了模拟夜间低温对叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)非光化学猝灭中光诱导和非光诱导的量子产量,及慢弛豫相和快弛豫相组分的影响。结果表明:0℃夜间低温对日间PSⅡ相对电子传递速率、PSⅡ反应中心开放比率(qL)和PSⅡ非光化学猝灭系数(qNP)的快速光响应曲线影响较小;400和1 500μmol·m–2·s–1稳态作用光强下的比较证实,夜间低温并没有影响到光合机构活性及非光化学能量耗散过程。PSⅡ反应中心激发能分配的量子通量分析表明, PSⅡ实际光化学量子效率、PSⅡ非光化学猝灭中非调节性和调节性能量耗散量子产量的相对比率在第3天高光强下,对照组和夜间低温组分别为:36:19:45和38:19:43;较低光强下为66:22:12和66:23:11。非光化学猝灭(NPQ)中快弛豫相(NPQf)为主要组分,而慢弛豫相(NPQ...     

不同光强下交替氧化酶基因修饰的两种拟南芥叶片叶绿素荧光特性的变化

采用叶绿素荧光测定系统,研究在不同光强下交替氧化酶(alternative oxidase; AOX)基因超表达突变体(XX-2)和野生型(WT)拟南芥(Arabidopsis thaliana)叶片的叶绿素荧光参数的变化。结果表明:两种拟南芥叶片的最大光化学效率(Fv/Fm)没有显著差别; 而不同光强下两种拟南芥叶片的实际光量子效率(Y(II))、光化学猝灭系数(qp)均随光照强度的增加呈下降趋势; 同光强下XX-2叶片的上述参数均高于WT。非光化学猝灭系数(NPQ)与调节型能量耗散的量子产额(Y(NPQ))均随着光照强度的增加呈上升趋势; 同光强下XX-2叶片的NPQ与Y(NPQ)均低于WT。非调节型能量耗散的量子产额(Y(NO))均随光照强度的增加呈下降趋势; 当光强超过165 μmol·m^-2·s^-1后,同光强下XX-2叶片的Y(NO)高于WT; 表观电子传递速率(ETR)随着光照强度的增加均表现出先上升后下降的趋势; 同光强下,XX-2叶片的ETR高于WT。以上结果表明,交替氧化酶超表达体在不同光照条件下具有更加优化的叶绿素荧光性能。     

复苏被子植物牛耳草脱水和复水期间叶黄素循环的保护作用

研究了复苏被子植物牛耳草(Boea hygrometrica (Bunge) R.Br.)离体叶片在微弱光强下(3 μmol photons*m-2*s-1)和黑暗中叶黄素循环组分及叶绿素荧光随脱水复水的变化.结果发现:脱水期间随着光系统Ⅱ光化学效率(Fv/Fm)、实际量子产率(ΦPSⅡ)、光化学淬灭(qP)和非光化学淬灭(NPQ)值的降低,微弱光强下的对照叶片玉米黄素含量显著增加,而微弱光强下DTT处理的叶片和黑暗中的叶片都没有玉米黄素的积累.经过3 d复水后,微弱光强下对照叶片的Fv/Fm, ΦPSⅡ, qP 和 NPQ值能完全恢复,但是微弱光强下DTT处理的叶片和黑暗中的叶片其Fv/Fm、ΦPSⅡ、qP 和 NPQ值只有部分恢复.说明脱水的牛耳草离体叶片光系统Ⅱ的光化学活性的恢复明显受到DTT处理和黑暗的影响,因此玉米黄素可能对微弱光强下脱水的牛耳草叶片具有重要的保护作用.     

遮荫对濒危植物崖柏光合作用和叶绿素荧光参数的影响

崖柏(Thuja sutchuenensis)是我国特有的极度濒危植物。目前尚缺乏从光合生理角度对其濒危机制开展讨论与研究。光是影响植物生存和生长发育最重要的环境因子之一,且有可能成为植物种群自然更新的主要限制因子。因此,通过人工遮荫方式,探讨了3种光环境下(L0全光,L1-50%全光,L2-25%全光)崖柏幼苗的光合能力及叶绿素荧光参数的差异。结果表明,遮荫导致了叶片表观量子效率和最大净光合速率增加。随着生长光强的降低,崖柏幼苗的暗呼吸速率、光补偿点和光饱和点均有所下降。叶绿素荧光参数方面,遮荫导致了PSⅡ原初光能转换效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、PSⅡ有效光量子产量(Fv'/Fm')和非光化学猝灭系数(NPQ)增加;但随着生长光强减弱,崖柏幼苗叶片的光化学猝灭系数(PQ)和电子传递速率(ETR)逐渐降低。同时,遮荫也造成了叶片叶绿素含量(Chla+Chlb)的显著增加。结果表明,崖柏对光具有较强的耐受范围(尤其是低光)和内在调节机制,初步判定崖柏林下光照的不足不会成为崖柏自然更新的决定性限制因子。     

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。     

遮荫对油用牡丹植株生长和光合特性的影响

设置100%全光照(L0)、50%全光照(L1)、25%全光照(L2)和15%全光照(L3)4种光环境,分析不同遮荫环境对油用牡丹的生长、光合作用及叶绿素荧光参数的影响。结果表明:(1)油用牡丹的花朵数量、比叶重、气孔密度在L2和L3处理下显著低于L0处理,但L1较L0无显著变化;随着遮荫水平增加,油用牡丹种子数量、气孔器面积百分比逐渐下降,且在4个不同处理间差异显著。(2)油用牡丹叶片最大净光合速率(Pmax)、光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)在遮荫条件下均有不同程度降低,L2和L3处理的Pmax和LSP显著低于L0,但L1较L0无显著变化。(3)L3处理的光系统Ⅱ(PSⅡ)的最大量子效率(Fv/Fm)为0.76,显著低于其余3个光照处理;随光化光诱导时间的增加,开放的PSⅡ反应中心的激发能捕获效率(Fv′/Fm′)呈逐渐下降并趋于稳定的趋势,而PSⅡ的实际量子产量效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)、非光化学猝灭系数(NPQ)呈逐渐增加并趋于稳定的趋势,稳定后的Fv′/Fm′、ΦPSⅡ值表现为L0L1L2L3,NPQ大小顺序为L3L2L1L0,但不同处理间的qP无显著差异。研究发现:过度遮荫(15%~25%自然光强)严重抑制了油用牡丹的净光合速率,而且与产量直接相关的花朵数量和种子数量也显著下降,最终造成严重减产;在云南昆明地区50%~100%之间的自然光可能是油用牡丹较为合适的生长光强。