谷子生长过程中光合特性的变化

谷子是C_4植物,但叶片中核酮糖1,5-二磷酸羧化酶(RuBPCase,E.C.4.1.1.39)和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEP Case,E.C.4.1.1.31)的活性变化,CO_2补偿点的变化与叶位和叶龄有关。其初生叶和衰老叶并不表现典型的C_4特征,与成熟叶比较,RuBP Case活性和CO_2补偿点都相对较高,而且,也存在着结构上的差别。本实验结果表明所测植物在生长过程中存在着光合特性的变化。     

简介低CO_2补偿点的晚籼稻品种

我校两年来进行光呼吸筛选试验,筛选出一个晚籼稻品种,其CO_2补偿点显著地比杂交稻和常规稻(如广陆矮四号和红梅早)的CO_2补偿点低,而与玉米和稗草等C4植物的十分接近。经镜检,其维管束鞘发达;鞘细胞中叶绿体数目约7—10个,而红梅早等品种却仅1—2个     

谷子光合碳同化途径C_4代谢类型的研究

我们曾通过解剖结构、CO_2补偿点和酶学特性等方面的研究,确定了谷子的碳同化属于C_4植物的类型。M.D.Hatch和C.R.Slack曾阐明C.植物固定CO_2生成的二羧酸不直接形成其它有机物,而要先经过脱羧,所产生的CO_2进入卡尔文循环再被同化。按其二羧酸脱羧方式的不同,可把C_4植物分成NADP-ME型、NAD-ME型和PCK型     

蛋白核小球藻生长和无机碳利用对不同光照强度和CO_2浓度的响应

为了探讨光照强度和CO_2浓度对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)生长、无机碳利用的复合效应,丰富绿藻中无机碳浓缩机制的资料,该文设置两种光照强度(40和120μmol photons×m–2×s–1)和两种CO_2浓度(0.04%和0.16%)组合成4种条件,比较了蛋白核小球藻生长、无机碳浓度、pH补偿点、光合放氧速率、碳酸酐酶(CA)活性和α-CA基因转录表达对这4种培养条件的响应。结果发现:蛋白核小球藻在高光强高CO_2浓度组生长最快;低光强高CO_2浓度组培养体系中总无机碳浓度为1 163.3μmol×L–1,显著高于其他3组;高光强低CO_2浓度组藻的p H补偿点最高(9.8),而低光强高CO_2浓度组藻的p H补偿点最低(8.6);低光强高CO_2浓度组藻的最大光合速率(Vmax)和最大光合速率一半时的无机碳浓度(K0.5)最高,分别是其他3组的1.28-1.91倍和1.61-2.00倍;高光强低CO_2浓度组藻的胞外CA活性最高;而低光强低CO_2浓度组藻的胞外α-CA基因表达量显著高于其他3组。以上结果表明低CO_2浓度可促进蛋白核小球藻的pH补偿点和无机碳亲和力的提高,诱导胞外CA活性及α-CA基因的表达;该藻主要以HCO_3~–为无机碳源,其对无机碳的利用受光照的调节。     

把C_4植物称作“高光效植物”是否妥当?

在本世纪五十年代末至六十年代初发现高等植物的光呼吸现象后不久,又了解到,高等植物对CO_2的固定并非只有卡尔文循环一条途径。根据光合作用碳素同化的最初产物,可把高等植物大体区分为三个类群,即C_3植物、C_4植物和CAM植物。基于C_4植物和C_3植物在饱和光强度下的光合强度,以及CO_2补偿点、光呼吸强度,蒸腾系数、饱和光强度、光合作用最适温度范围等方面的差别,有不少人把C_4植物称为高光效植物,把C_3植物称为低光效植     

热带作物木瓜C~3/C_4属性的鉴别

林植芳等(1982)从光、CO_2等环境因素对木瓜光合作用的影响进行了研究,并认为某些性状近似于C_3植物,但迄今尚没有人从叶解剖结构、RuBP羧化酶分布角度进行研究来确定木瓜的C_3/C_4属性。我们用免疫荧光直接法研究木瓜叶片内RuBP羧化酶的分布,并用气体交换法测定CO_2补偿点,以鉴别它的C_3/C_4属性。     

高粱的光合特性和杂种优势

从杂交高粱及其亲本的PEP羧化酶、丙酮酸磷酸二激酶、NADP-苹果酸酶和NAD-苹果酸脱氢酶活性比较了它们的光合碳代谢特性,也比较了它们在光合强度、CO_2补偿点和产量指标上的差异,分析了不同组合的杂种的叶面积和产量构成因素在各生育期的变化。高产的杂交种比其亲本有较高的关键酶活性、高光合强度和低的CO_2补偿点,其光合特性具有超亲优势,并在这些优势和增加体内物质向穗内分配的基础上增加了穗粒数。     

冬小麦对不同海拔气候条件的反应 Ⅲ.植株光合作用特征

我们在原地测量了840米和2150米两地种植的冬小麦“凤麦13”苗期、拔节期、抽穗期和灌浆初期的光合作用速率的日变化,光合作用速率对光量子通量密度的反应和CO_2补偿点。结果表明生育前期(苗期和拔节期)和后期(抽穗期和灌浆初期)光合作用速率的一日内变化形式相反,而且低地种植的冬小麦其光合速率在前期高于高地种植的,后期高地种植的冬小麦有比低地高的光合速率。光饱和点基本相同。光补偿点在生育前期高地小麦比低地小麦低,而后期低地小麦的的光补偿点减低,并低于高地小麦的。高地小麦的光补偿点比较稳定。CO_2补偿点高地小麦比低地的较低。并就两地气候条件讨论了上述差异。     

不同碱度条件下中华水韭昼夜CO_2气体交换的特征

运用pH-drift的方法研究了在不同碱度条件下中华水韭(Isoetes sinensis)的沉水叶片昼夜CO_2吸收的特征.结果表明中华水非的沉水叶片具有昼夜吸收水中CO_2的能力,而不具备利用水中的HCCO3的能力,进一步证明了水生植物中华水韭的光合碳同化途径具有景天酸代谢(CAM)的特征.中华水韭沉水叶片光照条件下对水中CO_2的吸收速率在一定的浓度范围内正相关于水中的CO_2浓度.光照条件下,中华水韭的pH-drift实验的pH补偿点分别为(8.1±0.3)和(7.9±0.1)mmol·L~(-1),最终[C_T]/Alk值为(1.009±0.01)和(1.022±0. 004).碱度对中华水韭夜晚CO_2的吸收速率有显著的影响(F=38.73,P<0.0001).总碱度1.70mmol·L~(-1)溶液中的中华水韭沉水叶片在相对较低的CO_2浓度(0.04±0.001mmol·L~(-1))水平下即表现出对CO_2的净吸收.调查了野外一处中华水韭沉水种群的生境pH值及CO_2浓度的昼夜变化,发现水体碱度约为1.59mmol·L~(-1),一昼夜的pH值波动不大,平均为(6.1±0.04),昼夜CO_2浓度存在波动,午夜水中的CO_2浓度是午后的近3倍.     

植物群体近冠层大气CO2浓度梯度的监测技术

植被群体近冠层上大气的CO_2浓度梯度是植物群体光合消耗大气CO_2的一个表现。若运用微气象学的空气动力学方法准确测出近冠层上相距一定高度间的CO_2浓度差,配以相同高度的风速、温度差,便可既不损伤植物,也不改变植物所处的环境条件而     

增施二氧化碳生理效应的初步研究

空气中CO_2的浓度往往是限制植物光合作用的重要因素。因此,增施CO_2就成为促进作物增产的有效措施。近年来,各种覆盖栽培在蔬菜生产中的应用,既造成了保护地内CO_2的局部亏缺,也使增施的CO_2不易逸散。这对田间应用增施CO_2的措施既提出了要求,又创造了条件。1975年以来,我们在北京郊区进行了一些增施CO_2的试验。我们初步观察到,叶菜类的增产     

贮藏性光合产物对无CO_2空气中C_3植物光下CO_2释放的碳素补偿

无CO_2空气中,小麦、大豆等C_3植物叶片表现出远高于暗呼吸且长时间持续的光下CO_2释放。低氧条件下,叶片RuBP含量显著增加。无HCO_3~-体系中,大豆叶肉细胞积累的光合产物光下损耗明显大于暗中,且主要表现为不伴随可溶性糖相应积累的淀粉迅速降解,淀粉降解酶活性也显著提高。由此表明C_3植物可通过动员其自身贮藏的光合产物,作为补偿碳源,维持CO_2亏缺条件下Calvin循环的运行。     

植物冠层与大气氨交换的研究进展

对植物与大气间NH3交换的研究进展进行了综述。大量研究表明,植物冠层能够与大气进行NH3交换．交换的大小和方向取决于细胞间隙与大气NH3分压的差异,即NH3补偿点。大部分农田植物的NH3补偿点大致在1～6nmol NH3／mol air范围内;在自然条件下,NH3补偿点可能接近气孔下腔中的NH3分压,也可能接近大气中的NH3浓度;生长在低氮输入生态系统(如沼泽地和森林)中植物的NH3补偿点几乎为零。当外界大气NH3浓度低于补偿点时,生长的植被会释放NH3：否则,植被就会吸收NH3。影响NH3补偿点的因素主要包括叶温、光照强度和空气湿度等环境因素以及质外体pH、光呼吸速率及谷氨酰胺合成酶活性等内部因素。在植物生长前期,与大气间的NH3交换以吸收为主。后期则以释放为主。植物吸收或释放NH3的大小．因研究者、试验材料和试验条件等不同而有很大差异。植物地上部分对NH3的吸收途径主要有2条,一是通过表皮层吸收;一是通过气孔吸收．通过表皮层吸收的NH3占气态NH3吸收的3％,不是主要吸收途径;NH3吸收丰要通过气孔进行,其吸收量和吸收速率取决于气孔导度、温度及光照等。目前对植物NH3释放机理的解释主要是光呼吸氮循环途径和植物衰老时的蛋白质降解途径．但有关光呼吸氮循环途径在植物体NH3挥发中的作用远末搞清。当前国内、外研究重点主要集中在植物与大气间NH3、交换的方向、强度、NH3补偿点及其影响因素,植物与大气间发生NH3交换的生理机制,人气NH3浓度增加对植物代谢和生理特征的影响等方面,而忽视了对植物生态学特征、源库特征、根系分泌物、养分利用效率和不同植物种群间竞争的影响。因此．进一步深入研究植物与大气间NH3交换。不仅可以丰富植物氮素营养理论,而且也具有十分重要的环境和生态学意义。     

模拟增温条件下接种AMF对夏蜡梅幼苗生长与光合生理特性的影响

全球变暖已对植物尤其是珍稀濒危植物产生重要影响。AMF对植物应对气候变化具有重要意义,但是在濒危植物应对气候变暖过程中发挥的作用并不清楚。以濒危植物夏蜡梅(Sinocalycanthus chinensis)一年生幼苗为对象,研究人工模拟增温条件下接种AMF对其生长、形态建成、光合生理、抗氧化酶活性和膜脂过氧化程度、营养物质积累和叶绿素相对含量的影响。实验共4个处理:模拟增温条件下添加AMF(AMF+SW)、添加AMF(AMF)、模拟增温(SW)和对照(CK)。结果表明:(1)接种AMF对幼苗株高、叶宽长比、总根长、根平均直径、根尖总数、比根长和比根表面积有显著影响。(2)AMF+SW条件下幼苗光合日进程呈现出明显"双峰"曲线,AMF显著提高叶片日均净光合速率(P_n);光合有效辐射大于50μmol m~(-2)s~(-1)时,AMF+SW和AMF处理的P_n、最大净光合速率P_(nmax)和呼吸速率R_d显著高于CK;胞间CO_2浓度大于100μmol CO_2/mol时,AMF+SW与AMF处理的P_n、AMF+SW处理的初始羧化效率(α)及AMF处理的光合能力(A_(max))显著高于CK,而AMF+SW和AMF处理的CO_2补偿点均低于CK。(3)AMF处理的叶可溶性糖显著高于其它处理,AMF+SW和AMF处理的叶可溶性蛋白显著高于CK。因此,AMF能显著促进夏蜡梅幼苗的形态建成和光合作用;在模拟增温条件下,接种AMF对夏蜡梅光合生理具有显著影响。     

大气增温对滇西北高原典型湿地湖滨带优势植物的光和CO2利用能力的影响

大气增温对湿地植物光合作用的影响及其作用机制是近年来生态学界关注的热点。采用开顶式生长室(Open-top chambers,OTCs)模拟大气增温((2.0±0.5)℃,(3.5±0.5)℃),研究增温对滇西北高原典型湿地纳帕海湖滨带2种优势植物(茭草Zizania caduciflora,黑三棱Sparganium stoloniferum)的光和CO_2利用以及光合碳同化速率的影响。结果表明,(1)增温对不同植物的光和CO_2利用能力以及碳同化速率的影响存在种间差异。增温显著降低了茭草的光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)、光能利用幅(LSP-LCP)、CO_2饱和点(CSP)、CO_2利用幅(CSP-CCP)以及最大净光合速率(P_(max)),却显著增加了其CO_2补偿点(CCP);相反,增温显著提高了黑三棱的LSP、(LSP-LCP)以及最大净光合速率(P_(nmax)),而显著降低了其LCP,但对其CO_2利用参数无显著影响。(2)2种植物的光和CO_2利用能力对增温的响应存在季节性差异。不同温度处理下,茭草在6、8月的LSP和(LSP-LCP)均显著高于10月的对应值,其P_(nmax)也随生长期的增加而降低;黑三棱的光响应参数在不同生长季间无显著差异,其P_(nmax)在8月最高,而在6月和10月相对较低。(3)温度因子与茭草的光能利用参数均呈负相关,而与黑三棱的光能利用参数均呈正相关。本研究的温度因子中,日间积温对P_(nmax)和(LSP-LCP),年均温和最低温对(CSP-CCP)值的影响最为显著。本研究进一步表明,气候变暖对滇西北高原湿地湖滨带优势植物光合作用存在影响,但不同物种间存在差异响应,这种差异响应可能导致湿地生态系统植被结构的改变,其有关生态过程有待于进一步研究。     

光、温度、水蒸汽压亏缺及二氧化碳对番木瓜(Carica papaya)光合作用的影响

三个番木瓜栽培种“岭南”、“2×0.7”和“4×2”的净光合率随入射光强度增高而增大。光合作用光饱和现象出现在0.7～0.8m mol m~(-2) s~(-1)。量子产额(mol CO_2/mol吸收量子)为0.042～0.048, 相近于已测定过的C_3植物。气孔对CO_2的传导率和蒸腾作用亦随入射光强度增高而增大。细胞间CO_2浓度在叶温25℃时为260μl.1~(-1),在近于光补偿点时为最大。蒸腾作用和净CO_2同化率皆随入射量子流增高而增大。 三个栽培品种木瓜的光合作用最适温度为25℃。蒸腾作用及气孔对CO_2及水分丧失的传导率以35℃为最大。光合作用的补偿点为50μl·l~(-1),相近于多数C_3植物。气孔对细胞间CO_2浓度变化的反应敏感。 水蒸汽压亏缺(VPD)从6毫巴增至26毫巴时,“4×2”和“岭南”的净光合作用降低 32～33％,“2×0.7”则降低19％。当VPD在19毫巴时,蒸腾作用最大。VPD增大则降低水分利用效率。结果亦表明气孔传导率对限制木瓜叶子光合作用的意义。     

CO_2浓度升高对媒介昆虫及其所传植物病毒的影响研究

由于全球气候变化,CO_2浓度升高对生态系统产生的影响已成为国际关注的焦点。媒介昆虫传毒引起的植物病毒病是农业生产的一个重要影响因素之一。"CO_2-植物-媒介昆虫-病毒"是一个复杂的系统,围绕CO_2浓度升高对植物的影响、CO_2浓度升高对"植物-媒介昆虫"相互关系以及CO_2浓度升高对媒介昆虫及其传播病毒发生的影响已开展了大量研究。本文主要从CO_2浓度升高对植物、CO_2浓度升高对媒介昆虫和植物以及CO_2浓度升高对媒介昆虫所传病毒发生等方面阐述CO_2浓度升高对媒介昆虫及所传植物病毒发生的影响。研究表明,CO_2浓度升高对于媒介昆虫和病毒本身的直接影响较小,主要影响植物初级和次生代谢过程,主要通过引起植物在基因表达、生理生化、营养水平以及生长等各个层面的变化来影响植物,从而通过级联效应改变"植物-媒介昆虫-病毒"之间的互作关系。     

番木瓜的光合作用途径

番木瓜(Caraca papaya)叶片有低的~(13)C/~(12)C值(δ ~(13)C为-25‰),低的PEP羧化酶活性(12.2单位/毫克蛋白质/分)。乙醇酸氧化酶活性为24～57单位/毫克蛋白质/分,光呼吸为3～5毫克CO_2/平方分米/小时,光呼吸及暗呼吸的比率为1.7～2.5。氧对光合作用有抑制现象。没有发现叶片中的Kranz结构。这些特征加上过去对其光合作用速率、CO_2补偿点,光饱和点及光合作用最适温度的分析结果,表明番木瓜是C_3植物。     

光合能量代谢对C_3植物光呼吸的调节作用

C_3植物光呼吸与光合作用关系受光合能量代谢状况的调节。在外界无CO_2和照光条件下,贮藏性光合产物经某种转化途径能“回迁”光合与光呼吸碳循环并显著地受到光合能量代谢的影响。在无CO_2或低CO_2浓度、高光强条件下,此碳素“回迁”过程对协调光合能量代谢与光合碳素代谢平衡,可能起重要作用。     

沙地云杉幼树对食叶害虫危害的补偿与超补偿效应

从沙地云杉食叶害虫优化管理出发 ,在植物与害虫相互作用的生态系统中 ,通过人工模拟摘叶实验研究 ,结果表明 ,沙地云杉幼树在一定失叶率的条件下存在补偿和超补偿效应 ,进而以沙地云杉宏观生长指标组建了一组不同生长指标的补偿与超补偿效应模型 ,同时寻求了相应的补偿点与超补偿点 .