干旱胁迫下藜的光合特性研究

通过人工控制水分模拟干旱来研究生长期的藜对干旱胁迫的生理生化反应,以期望为干旱农业的高效生产提供理论依据。以盆栽的藜为材料,用称重控制浇水的方法,研究了干旱胁迫对藜叶片的光合特性。结果表明：干旱胁迫下藜的光合日变化呈双峰型,有“午休”现象（13:00）且受气孔限制;最大净光合速率出现在上午8:00。与正常条件下生长的藜相比,干旱胁迫下藜的光饱和点(LSP)、最大净光合速率(Pn)、表观量子效率(AQY)、二氧化碳饱和点(CSP)和羧化效率(CE)均降低,分别为1 200 μmolphoton·m^-2·s^-1、8.01 μmol CO₂·m^-2·s^-1、0.016 1 μmol CO₂·mol^-1 photons、1 200 μmol CO₂·mol^-1、0.017 6 μmol CO₂·m^-2·s^-1;光补偿点(LCP)、二氧化碳补偿点(CCP)升高,分别达到44.88 μmol photon·m^-2·s^-1、和46 μmol CO₂·mol^-1,干旱使藜的光合能力下降。干旱胁迫下藜的光合能力虽有所下降,但与其它C3植物相比仍具有较强的CO₂同化能力。藜是一种耐旱力较强的植物。     

显脉金花茶的光合生理特性研究

采用LI-6400便携式光合测定系统(Li-Cor Inc., USA)对显脉金花茶光合特性进行研究。结果表明：(1)在夏季,显脉金花茶叶片的P_n日变化呈单峰曲线,最高峰出现在中午11：00。其最大净光合速率（P_max）为3.81 μmol·m^-2·s^-1、光饱和点（LSP）为459.9 μmol·m^-2·s^-1、光补偿点（LCP）为6.9 μmol·m^-2·s^-1。显脉金花茶的光饱和点和光补偿点都比较低,表明其是一种阴生植物。（2）在控制光照强度和温度的条件下,CO₂浓度小于800 μmol·mol^-1,P_n几乎呈直线上升,升高CO₂浓度可使显脉金花茶的净高合速率增大,提高了叶片对光能的利用率。其叶片CO₂饱和点(CSP)大约在1 200 μmol·mol^-1左右,CO₂的补偿点（Г^*）为70.1 μmol·mol^-1,最大羧化速率（V_cmax）为17.5 μmol·m^-2·s^-1,最大电子传递速率（J_max）为40 μmol·m^-2·s^-1。     

草光合作用日变化及其与环境因子的关系

对镇江北固山湿地优势植物——〓草的光合作用进行了试验研究。结果表明,春夏季晴天〓草净光合速率(P_n)的日变化为双峰曲线,有明显的光合“午休”现象;多云天〓草的P_n主要受光强制约,随光合有效辐射(PAR)变化而变化。经统计学验证,〓草的P_n与PAR、气孔导度(G_s)有显著正相关关系,而与细胞间隙CO₂浓度(C_i)呈显著负相关。用一元二次方程拟合了〓草的光响应曲线,得到光补偿点为38.572 μmol·m^-2·s^-1,光饱和点为2 087.5 μmol·m^-2·s^-1。     

淡水驯化对桐花树光合生理特性的影响

以实验地全光照条件下淡水和人工海水培养种植的桐花树（Aegiceras corniculatum）幼苗为材料,采用Li 6400光合测定仪对不同月份桐花树幼苗的光合生理生态特性日动态进行测定,研究了桐花树的光合生理生态特性。结果表明：在7、10月份桐花树的净光合速率日变化呈双峰型,均出现“光合午休”现象。在7月份人工海水组和淡水组的最大净光合速率（P_max）分别为9.97和11.95 μmol·m^-2·s^-1;而10月份的P_max分别为12.2和12.9 μmol·m^-2·s^-1。而且淡水驯化下,桐花树的净光合速率较人工海水组高。由光响应曲线可知,桐花树人工海水组的最大净光合速率（P_max）、光饱和点（LSP）、光补偿点（LCP）和表观量子效率（AQY）分别为7 μmol·m^-2·s^-1,1 477 μmol·m^-2·s^-1,30 μmol·m^-2·s^-1,0.031 3;而淡水组为8.69 μmol·m^-2·s^-1,980 μmol·m^-2·s^-1,40 μmol·m^-2·s^-1,0.011。在所测的生理生态因子中,光合有效辐射和气孔导度是影响桐花树光合作用最为强烈的因子,与桐花树的净光合速率和蒸腾速率均有极显著的相关关系（p<0.01）。试验说明淡水驯化的桐花树对光强的利用范围变窄,但有较高的净光合速率,表明桐花树对淡水环境具有较强的适应性。     

通量

了解三江源人工草地净生态系统CO₂交换(Net ecosystem CO₂ exchange, NEE)的季节变化规律和主要生物因子及环境因子对这些过程的影响将有助于认识青藏高原人工草地生态系统碳循环、生态价值、功能,以及对三江源区的生态安全的重要意义。该研究利用涡度相关技术,于2005年9月1日至2006年8月31日对位于青海腹地的垂穗披碱草（Elymus nutans）人工草地的NEE及生物和环境因子进行观测, 阐明NEE及其组分的动态变化特征和影响因子。三江源区人工草地生态系统的日最大吸收量为2.38 g C·m^－2·d^－1,出 现在7月30日。日间最大吸收率和最大排放率都出现在8月,分别为-6.82和2.95μmol CO₂·m^－2·s^－1。在生长季, 白天的NEE主要受光合有效辐射(Photosynthe tically active rad iation, PAR)变化控制,同时又与叶面积指数和群落多样性交互作用,共同调节光合速率和光合效率的强度。最大光合同化速率为2.46～10.39μmol CO₂·m^－2·s^－1,表观初始光能利用率为0.013～0.070μmol CO₂·μmol^－1 PAR。 在碳交换日过程中,NEE并不完全随着 PAR的增加而增大,当PAR超过某一值（>1 200μmol ·m^－2·s^－1）时,NEE随PAR的增加而降低。受温度的影响,生长季的生态系统的呼吸商Q₁₀（1.8）小于非生长季节的 2.6）。 生态系统呼吸主要受温度的控制,同时也受到叶面积指数的显著影响。生长季昼夜温差大并不利于生态系统的碳获取。 三江源区人工草地生态系统是一个较强的碳汇,为-49.35 g C·m^－2·a^－1。     

浓度NO对高表达转玉米C4型pepc水稻光合的促进

为了揭示C₃植物中C₄ pepc高表达带来的生理差异与其高光合效率的关系。本文以高表达的转玉米C₄ pepc光合基因水稻（PC）及原种Kitaake(WT）为材料,通过水培在孕穗期通过根吸入的方法,进行不同浓度的NO供体、NO合成抑制剂以及相关影响信号分子的试剂单独和联合过夜处理12 h,选取倒二叶研究NO对供试材料净光合速率（P_n）,气孔导度(G_s)和胞间CO₂浓度(C_i)的影响。结果表明：WT和PC在200 μmol·L^-1 SNP（Sodium nitroprusside）和1 mmol·L^-1 L-Arg(L-Arginine)处理下,P_n分别增加20.8%、10.7%,差异显著（p<0.05）;随SNP和L-Arg浓度的增加,其表现不同程度的抑制,与PC相比,WT的P_n抑制更显著（p<0.05）,而G_s和C_i的变化则相反（p<0.05）;进一步结合200 μmol·L^-1 SNP和1 mmol·L^-1 L-Arg与SA处理,结果与高浓度的NO供体处理类似;在联合6 mmol·L^-1 Ca²⁺螯合剂EGTA处理下,与PC相比,WT的P_n抑制达到极显著水平（p<0.01）,C_i的变化则相反（p<0.05）。相关分析结果表明：PC的P_n的高低与G_s的相关性小于WT,PC与WT决定系数分别为0.654 9、0.773 5;而与C_i的相关性则更大些,PC与WT决定系数分别为0.466 5、0.419 6,显示PC可能有不同的调节方式,尤其在低浓度的NO,PC可在Ca²⁺参与下调节气孔的开放,在气孔关闭的条件下,仍能维持一定的P_n。     

3种七叶树属植物叶片气体交换特征和叶绿素荧光特性比较

在自然条件下,测定了中华七叶树（Aesculus chinensis）、黄花七叶树（A. octandra）和大花七叶树（A. hybrida）植物叶片的气体交换参数和叶绿素荧光参数,并对其进行比较。结果表明,3种植物的光补偿点差异较大,其中中华七叶树最低,为12.53 μmol·m^-2·s^-1、明显低于其它2个种（分别为36.11和46.41 μmol·m^-2·s^-1）;3种植物的光饱和点也存在较大差异,其中中华七叶树为1 475 μmol·m^-2·s^-1;明显高于其它2个种（分别为1 366.67和1 025 μmol·m^-2·s^-1）;3种植物的最大净光合速率同样存在显著性差异,其中中华七叶树为9.47 μmol CO₂·m^-2·s^-1,显著高于其它2个种（分别为5.91和2.30 μmol CO₂·m^-2·s^-1）,说明了中华七叶树具有较强的光合能力。中华七叶树的表观电子传递速率（ETR）为55.800,分别是黄花七叶树和大花七叶树的1.33、1.44倍;中华七叶树的PSⅡ总的光化学量子产额（Yield）为0.470,分别是黄花七叶树和大花七叶树的1.21、1.15倍;中华七叶树的光化学淬灭（qP）为0.975,分别是黄花七叶树和大花七叶树的1.10、1.10倍。3项荧光指标在不同树种之间差异性达显著水平,说明中华七叶树具有较高的电子传递活性和光能转化效率。     

西双版纳热带季节雨林优势树种树干呼吸特征

 采用红外气体分析法（IRGA）原位监测了西双版纳热带季节雨林11种优势树种树干呼吸速率、1 cm深树干温度以及林内空气变化情况。研究发 现,11种优势树种的树干呼吸具有相同的季节规律,并且雨季均大于干季时的树干呼吸。树种间树干呼吸速率差异显著,在0. 823～2.727 μmol&;#8226;m^-2&;#8226;s^-1。树干1.3 m处所测南北方向树干呼吸无显著性差异。树干呼吸与树干温度显著相关(0.552<0.92),呈良好的自然指数回归关 系,Q₁₀值为1.90～3.03。20 ℃时各树种的RT（总树干呼吸）速率为0.771～2.570μmol&;#8226;m^-2&;#8226;s^-1。     

处理对菊芋幼苗光合及叶绿素荧光的影响

以砂培菊芋(Helianthus tuberosus)幼苗作为试验材料,分别进行不同浓度NaCl (50、 100、150、200、250 mmol&#8226;L^－1)和Na₂CO₃ (25、50、 75、100、125 mmol&#8226;L^－1)胁迫处理,以1/2全营养液作为对照,处理7 d后研究NaCl和Na₂CO₃胁迫处理对菊芋幼苗叶片光合作用及叶绿素动力学 参数的影响。结果表明：1)在NaCl处理下,当浓度小于150 mmol&#8226;L^－1时,增加了菊芋的叶绿素含量、净光合速率(Net photosynthetic rate, P_n)和气孔导度(Stomatal conductivity, G_s),对荧光参数PSⅡ的电子传递情况( F_m/F_o)、PSⅡ原初光能转换效率(F_v/F_m)、PSⅡ量子效率 (Actual quantum yield of PSⅡ under actinic irradiation,φPSⅡ)和光化学猝灭系数(Photochemical quenching coefficient, qP)和非 光化学猝灭系 数(Non-photochemical quenching coefficient, NPQ)没有显著影响,随着浓度的增加,各项生理指标与对照相比除了NPQ显著 增加,其余均显著降低;2)在Na₂CO₃胁迫处理下,随着Na₂CO₃浓度的增加,与对照相比菊芋幼苗叶绿素含量、P_n、G_s以及叶绿素a荧光诱导动力 学参数F_m/F_o、F_v/F_m、φPSⅡ和qP均显著降低,NPQ显著增加;3)就NaCl和Na₂CO₃相比而言,在相同Na⁺浓度情况下,处于Na₂CO₃胁迫下的菊芋 幼苗的叶绿素含量、P_n、G_s以及叶绿素a荧光诱导动力学参数F_m/F_o、F_v/F_m、φPSⅡ和qP下降幅度和NPQ的增加幅度均显著大于NaCl,这说明 NaCl和Na₂CO₃胁迫均对菊芋幼苗造成不同程度的伤害,但在相同Na⁺浓度情况下,Na₂CO₃的伤害程度大于NaCl。由此说明菊芋对盐的忍耐程度高 于碱。     

外源一氧化氮对铅胁迫下小麦种子萌发及幼苗生理特性的影响

利用室内水培实验,研究了外源一氧化氮（NO）供体硝普钠（SNP）对Pb²⁺处理下小麦（Triticum aestivum L.）种子萌发、幼苗生长及相关生理指标变化的影响。结果表明,Pb²⁺处理使小麦种子发芽势、发芽率、幼苗根长和茎长均显著降低,诱导叶绿素a、叶绿素b含量减少及叶绿素荧光参数F_v/F_m和F_v/F_o的比值减小,25 μmol·L^-1 SNP明显缓解Pb²⁺胁迫对种子萌发及幼苗生长的抑制作用,提高Pb²⁺胁迫下叶绿素a、叶绿素b含量及F_v/F_m和F_v/F_o的比值,而100 μmol·L^-1SNP无明显缓解作用。此外,25和100 μmol·L^-1SNP诱导Pb²⁺胁迫下小麦幼苗叶片过氧化氢酶（CAT）活性增强和可溶性蛋白含量增多,但100 μmol·L^-1SNP处理降低了过氧化物酶（POD）活性。结果说明,外源NO促进Pb²⁺胁迫下小麦种子萌发及幼苗生长,提高叶绿素和可溶性蛋白含量,诱导CAT活性升高,从而增强小麦对Pb²⁺胁迫的适应性。