甘肃小苏干湖盐沼湿地盐地风毛菊叶形态-光合生理特征对淹水的响应

盐沼湿地植物叶片功能性状对淹水的响应分析, 有助于探究植物叶片可塑性机制与光合生理特征间的内在关联性, 对深入理解盐沼湿地植物的生境抗逆性策略具有重要意义。根据小苏干湖湖水泛滥区静水持留时间长短分别设置: 轻度淹水区(静水持留30-90天)、中度淹水区(静水持留90-150天)、重度淹水区(静水持留150-210天) 3个试验样地, 以盐地风毛菊(Saussurea salsa)为研究对象, 研究了小苏干湖盐沼湿地盐地风毛菊叶片功能性状对淹水的响应。结果表明: 随着静水持留时间的增加, 轻度淹水区盐地风毛菊形态上采用小比叶面积(SLA)的肉质化小叶模式, 光合生理上具有高实际光合效率(Y(II))和低调节性能量耗散的量子产额(Y(NPQ))的协同变异; 重度淹水区盐地风毛菊形态和光合生理上则采用与轻度淹水区完全相反的协同变异策略; 在3个样地中, SLA与Y(II)、光化学淬灭(QP)和Y(NPQ)间均呈极显著相关关系; 叶绿素a含量和叶绿素b含量与调节性能量耗散的量子产额(Y(NO))均呈显著正相关关系。小苏干湖湖水泛滥区静水时空演变格局影响下, 盐地风毛菊种群通过改变叶面积、叶厚度和SLA等叶片形态特征, 适时调整叶片Y(II)和Y(NPQ)等光合生理特征, 实现植物叶片光合碳同化产物的收支平衡, 表现出对水盐异质性环境较强的耐受性, 反映了盐沼湿地植物在极端生存环境下的叶片可塑性和抗逆性机制。     

小苏干湖湿地典型泌盐植物海乳草叶性状和光合特性对淹水的响应

植物叶性状与光合生理特性对淹水的响应分析,有助于理解水淹生境中沼泽湿地植物叶片构建模型及其光合作用机理。按照小苏干湖湖水泛滥区静水持留时间长短变化设置：I （轻度淹水区,静水持留60-90 d）、Ⅱ （中度淹水区,静水持留90-150 d）、Ⅲ （重度淹水区,静水持留150-210 d）3个梯度,研究了小苏干湖湿地典型泌盐植物海乳草叶性状与光合生理特性对不同淹水生境的响应变化。结果表明：随着静水持留时间变长,土壤含水量逐渐增大,含盐量和光合有效辐射逐渐减小,湿地群落的盖度、密度呈增加趋势,地上生物量呈先减小后增加趋势;海乳草叶片的叶面积呈增加趋势,叶厚度、净光合速率和气孔导度呈减小趋势,叶干重和蒸腾速率变化不明显;不同生境条件下的海乳草净光合速率、蒸腾速率与叶面积、叶厚度之间均存在着显著差异（P<0.05）。随着静水持留时间的延长,海乳草选择增大叶面积,减小叶厚度的生长策略,适时调整叶片的净光合速率,实现植物叶片对吸收光能的有效利用,体现了植物在异质性生境中叶性状间的资源分配策略和光合产物积累模式。     

秦王川盐沼湿地芦苇叶片比叶面积与光合效率的关联分析

植物比叶面积(SLA)与光合效率的关联性分析,有助于理解植物叶片的光合产物分配与能量分配之间的权衡机制。该研究以秦王川国家湿地公园芦苇(Phragmites australis)种群为研究对象,沿芦苇群落末端至水域边缘分别依次设置:(I:土壤电导率(EC) 2.3—2.8 ms/cm)、(II:1.8—2.2 ms/cm)、(III:0.8—1.5 ms/cm) 3个试验样地,研究了秦王川盐沼湿地不同土壤盐分条件下芦苇叶片SLA与光合效率的关系。结果表明:随着土壤盐分含量的降低,湿地群落的高度、地上生物量逐渐增大,密度、光合有效辐射(PAR)呈逐渐减小的趋势;叶面积、株高、净光合速率(P_n)、水分利用效率(WUE)和蒸腾速率(T_r)均呈逐渐增大的趋势,叶厚度逐渐减小,比叶面积呈先增加后减少的变化趋势,叶干重的变化趋势与比叶面积完全相反;芦苇叶片实际光合效率(Y(II))、光化学淬灭系数(Q_P)和电子传递速率(ETR)呈先减少后增大的变化趋势,非光化学猝灭系数(NPQ)、调节性能量耗散的量子产额(Y(NPQ))和最大光化学效率(F_v/F_m)呈先增加后减少的变化趋势,非调节性能量耗散的量子产量(Y(NO))呈逐渐增大的变化趋势。在3个样地中,芦苇SLA与Y(II)和ETR之间均呈极显著负相关关系(P0.01),SMA斜率的绝对值均呈先增大后减少的变化趋势。随土壤含盐量的梯度性变化,芦苇种群适时调整叶片构件模式以改变叶片电子传递速率和实际光化学效率,实现植物光合效率的最大化,反映了盐沼湿地植物的特殊生存策略和叶片构件模式。     

秦王川盐沼湿地芦苇比叶面积与叶片热耗散的关联性分析

植物比叶面积(SLA)与叶片热耗散的关联性分析,对于探究植物光合产物积累与耗散及其适应特殊生境有重要意义。该研究以秦王川国家湿地公园芦苇(Phragmites australis)种群为研究对象,根据距离水域的远近分别依次设置3个试验样地:Ⅰ(离水域25–40 m,土壤含水量(SM)28.94%)、Ⅱ(离水域10–25 m,SM 45.97%)、Ⅲ(离水域0–10 m,SM 76.81%),研究了秦王川盐沼湿地芦苇SLA与叶片热耗散的关系。结果表明:随着土壤含水量的增加,湿地植被群落的高度和地上生物量呈现逐渐增加的趋势,土壤电导率和光合有效辐射呈显著减小的趋势;叶面积、净光合速率和蒸腾速率均呈增加的趋势,叶厚度呈减少的趋势,SLA呈现先增加后减小的趋势,叶干质量呈现先减少后增加的趋势;从样地Ⅰ到样地Ⅲ,调节性能量耗散的量子产额(Y(NPQ))、非光化学淬灭系数呈减少的趋势,实际光合效率、光化学淬灭系数呈增加的趋势,非调节性能量耗散的量子产额呈先增加后减少的趋势;在样地Ⅰ和Ⅲ,芦苇SLA与Y(NPQ)呈极显著负相关关系(p0.01),在样地Ⅱ,SLA与Y(NPQ)显著负相关(p0.05)。随土壤含水量的梯度性变化,芦苇种群通过调整叶片构建模式从而适时调整SLA的大小以改变叶片热耗散,实现对植物吸收光能的有效利用,反映了植物为适应特殊生境通过改变表型调控叶片热耗散实现自我保护的机制。     

基于叶绿素荧光成像及荧光参数分布特征的叶片光合异质性定量分析

植物叶片光合作用具有高度的空间异质性,叶绿素荧光成像技术为叶片光合异质性的研究提供了便利,但叶片光合异质性的定量分析并没有得到广泛应用。本文利用Imaging PAM叶绿素荧光成像系统,获得中亚热带地区越冬期小叶榕(Ficus microcarpa)阳生叶和阴生叶的叶绿素荧光参数图像,并利用仪器的分析软件对其进行分析,定量比较了阳生叶和阴生叶的光合异质性特征。研究发现：越冬期小叶榕阳生叶的光合异质性和光抑制程度明显高于阴生叶,变异系数可作为光合异质性的定量指标。低温强光导致阳生叶坏死率(P_LN)达4.30%,并有53.30%的区域处于严重光抑制(0v/F_m<0.627),但仍有42.27%的区域仅为轻度光抑制(0.627≤F_v/F_m<0.800)。而低温弱光并未造成阴生叶坏死和严重光抑制。通过对光系统Ⅱ(PSⅡ)的实际光合效率(Y(Ⅱ))、调节性能量耗散的量子产额(Y(NPQ))和非调节性能量耗散的量子产额(Y(NO))荧光参数异质性的定量分析表明,阳生叶...     

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。     

外源ALA对干旱胁迫下山定子叶片叶绿素荧光特性及抗性生理指标的影响

以两年生山定子(Malus baccata(L.)Borkh)盆栽苗为材料,正常浇水为对照,控水条件下喷施不同浓度(0、25、50、75、100mg/L)5-氨基乙酰丙酸(ALA),测定各持续干旱胁迫时期(第0、4、8、12天)叶片的抗旱生理指标及光合荧光参数,研究ALA对干旱胁迫下山定子叶绿素荧光和抗逆生理生化特性的影响及其调节机制。结果显示:(1)持续干旱胁迫条件下,外源ALA处理使得山定子叶片渗透调节物质(SS、SP、Pro)含量增加,抗氧化酶(SOD、POD、APX)活性升高,丙二醛(MDA)积累减少。(2)ALA处理增大了干旱胁迫下山定子叶片的气孔开度,促进叶绿素的合成,并对干旱引起的最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光量子效率(YⅡ)、光化学淬灭系数(qP)及光合电子传递速率(ETR)的减小,以及PSⅡ调节性能量耗散的量子产额(Y_(NPQ))、非调节性能量耗散的量子产额(Y_(NO))和非光化学淬灭系数(NPQ/4)的增大有明显的缓解作用。研究认为,外喷ALA能够有效缓解干旱胁迫对山定子生理代谢功能的损伤,但干旱胁迫条件下山定子对不同浓度ALA响应程度不尽相同,其中以75mg/L的ALA处理效果较为理想。     

气温和根区温度对葡萄叶片光合荧光特性的影响

为探究气温和根区温度对葡萄(Vitis vinifera)叶片光合荧光特性的影响,以一年生巨峰葡萄为试材,设置对照、高气温、高根区温度和两者交叉作用共4组处理。结果表明,相较于对照和高气温,高根区温度以及交叉处理叶片最大光化学效率(Fv/Fm)降低更明显;与对照相比,高根区温度以及高气温与高根区温度交叉处理下光系统II (PSII)实际光化学效率Y(II)显著降低,非调节能量耗散的量子产量Y(NPQ)及QA氧化还原状态(1–qP)值显著上升。同时,高根区温度以及高气温与高根区温度交叉处理显著增加了J点的可变荧光(Vj),而用于电子传递的量子产额(φEo)及性能指数(PIABS)显著降低。此外,高根区温度以及高气温与高根区温度交叉处理下单位面积有活性的反应中心数目(RC/CSm)也显著下降,K点相对可变荧光(Wk)明显上升。综上所述,高根区温度是高气温与根区高温交叉胁迫的主导因子, PSII受体侧是主要的伤害位点,高气温加剧了高根区温度对PSII造成的伤害。     

入侵种银胶菊和三叶鬼针草与本地种气体交换特性的比较

以菊科入侵植物银胶菊(Parthenium hysterophorus)和三叶鬼针草(Bidens pilosa)以及与其共生的菊科本地植物小蓟(Cirsium setosum)为对象,比较了3种植物气体交换参数和叶片特性的差异。结果表明,银胶菊和三叶鬼针草的净光合速率(net photosynthetic rate,P_n)、叶绿素含量、比叶面积(specific leaf area,SLA)、叶片单位质量P含量(leaf P content per unit mass,P_(mass))、光合能量利用效率(photosynthetic energy use efficiency,PEUE)和光合氮利用效率(photosynthetic nitrogen use efficiency,PNUE)均显著高于小蓟。植物叶片P_n与水分利用效率(water use efficiency,WUE)、叶片P_(mass)、SLA呈极显著正相关,植物叶片单位质量N含量(leaf P content per unit mass,N_(mass))与叶片SLA、单位质量建成成本(leaf construction cost per unit mass,CC_(mass))、叶绿素含量呈极显著正相关。与本地植物相比,较高的气体交换参数和叶片生化指标有可能是银胶菊和三叶鬼针草成功入侵的原因之一。     

淹水胁迫对乡土风箱果和引种紫叶风箱果光合特性的影响

为探明淹水胁迫对乡土风箱果和引种紫叶风箱果叶片光合特性的影响,为风箱果属植物的推广种植提供技术支持,利用双套盆法研究了淹水胁迫对乡土风箱果和引种紫叶风箱果叶片光合气体交换参数和叶绿素荧光参数的影响。结果表明:淹水15 d时2种风箱果叶片的净光合速率(Pn)均显著降低,并且伴随着气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)的降低,即淹水胁迫导致的2种风箱果叶片光合能力降低均与气孔因素的限制有关;淹水胁迫下紫叶风箱果叶片的光合抑制主要为气孔因素,而乡土风箱果则为气孔和非气孔因素的共同限制;叶绿素荧光技术分析发现,淹水15 d时紫叶风箱果叶片PSⅡ反应中心活性没有受到明显的影响,主要与非光化学淬灭(NPQ)的增加降低了过剩光能(1-qP)/NPQ有关,而乡土风箱果在淹水胁迫下的PSⅡ反应中心光化学活性明显降低;淹水胁迫明显提高了紫叶风箱果叶片PSⅡ供体侧放氧复合体(OEC)的活性,而对其受体侧电子传递的影响较小;淹水胁迫显著抑制了风箱果叶片PSⅡ受体侧QA向QB的电子传递能力,但不能确定淹水胁迫对风箱果PSⅡ供体侧OEC活性的影响;淹水15 d时风箱果叶片标准化O-K曲线上L点的相对可变荧光VL明显高于紫叶风箱果,即淹水胁迫下风箱果叶片的类囊体膜降解程度明显大于紫叶风箱果;紫叶风箱果较风箱果具有较强的耐淹水能力,在城市低洼易积水地区应选择紫叶风箱果推广种植。     

不同水氮梯度下典型挺水植物叶绿素荧光的响应特性

叶绿素荧光测量分析可以揭示植物叶片光化学效率的变化,已越来越多地应用于植物生态监测。以再生水为主要补给水源的北京门城湖湿地公园为研究区,选取典型湿地挺水植物芦苇(Phragmites australis)、香蒲(Typha angustifolia)和茭白(Zizania latifolia)为研究对象,通过野外测量叶片尺度的叶绿素荧光参数和室内测定对应样点的水体总氮含量指标,研究了再生水补给条件下,不同水氮梯度植物叶绿素荧光的响应特性。结果表明,3种典型挺水植物的初始荧光(Fo)与最大荧光(Fm)随着水体总氮含量的增加呈现上升的趋势;PSII的量子效率(F_v/F_m)与实际量子效率(ΦPSII)受水氮含量的影响先升高,达到15–20 mg·L~(–1)区间时,则与之持平;光化学淬灭(qP)参数则呈现先升高后降低的变化趋势,而非光化学淬灭(NPQ)参数的变化没有明显的规律。当水氮含量为15–20 mg·L~(–1)时,光化学反应减弱,光合作用出现抑制。不同类型植物的荧光参数也有所不同,处于生长期(6月)植物的光合作用显著强于生长成熟期(9月)。     

臭氧胁迫对冬小麦光响应能力及PSⅡ光能吸收与利用的影响

为准确评价O3胁迫对冬小麦光响应能力和PSⅡ光能吸收、分配与利用的影响,通过OTC设置了活性碳过滤空气(CF,4—28 nL/L)、不通风(5H,15—68 nL/L)、环境空气(NF,7—78 nL/L)、100nL/L O3 (CF100,96—108 nL/L)和150nL/L O3 (CF150,145—160nL/L) 等5种O3熏蒸处理,用IMAGING-PAM测量了冬小麦（丰抗13）扬花期的Fo、Fm及自然光下的快速光曲线。结果表明,O3胁迫显著降低了冬小麦PSⅡ的最大量子效率(Fv/Fm)、最大光合速率(Pm)、半饱和光强(Pm/α)、吸光系数(IA)、调节性热耗散的量子产额(Y(NPQ))和非光化学淬灭系数(NPQ),显著提高了冬小麦的初始光能利用效率(α)、非调节性热耗散的量子产额(Y(NO))和PSⅡ吸收光能的日累计损失（Daily ∑Y(NO)+ Daily ∑Y(NPQ)）;CF处理显著提高了冬小麦的Pm、α、Y(NPQ)、NPQ及PSⅡ日累计利用的光能（Daily ∑Y(Ⅱ)）;当其余4组的Y(NPQ)和NPQ趋于饱和时,NF仍在以较快的速率上升。O3胁迫显著降低了冬小麦吸收、利用光能的能力和光保护能力,改变了PSⅡ吸收光能的分配结构,提高了冬小麦对光强变化的敏感性,加剧了光抑制,致使冬小麦受到O3和过剩光能的双重伤害;CF处理下冬小麦的光合能力和光保护能力显著提高,但对强光的潜在耐受能力低于NF;固城的空气质量已对冬小麦造成一定影响,极可能导致产量损失。     

茶多酚对盐胁迫下小麦幼苗叶片生理特性的影响

以春小麦"陇春30号"为实验材料,主要研究了150 mmol/L NaCl和不同浓度(25 mg/L和100 mg/L)茶多酚(tea polyphenols, TP)单独或复合处理对小麦幼苗叶片叶绿素含量、叶绿素荧光参数及过氧化氢(H_2O_2)产生等生理特性的影响。结果表明:(1)150 mmol/L NaCl单独处理导致小麦幼苗叶片叶绿素含量及光适应下实际光量子产量[actual light quantum yield,Y(II)]、光化学淬灭(photochemical quenching, qP)、光合电子传递效率(photosynthetic electron transfer efficiency, ETR)均降低,非光化学淬灭(non-photochemical quenching, NPQ)增大;TP单独处理不影响这些指标。(2)盐胁迫诱导细胞壁过氧化物酶(cell wall-peroxidase, cw-POD)、二胺氧化酶(diamine oxidase, DAO)和多胺氧化酶(polyamine oxidase, PAO)活性显著增高;低浓度TP使cw-POD活性显著增大,而DAO和PAO活性无显著变化;不同的是,高浓度TP不影响cw-POD活性,却使DAO和PAO活性显著减小。(3)与NaCl单独处理相比,TP的添加导致NaCl处理下小麦幼苗叶片叶绿素含量增加,最大光化学效率(maximal photochemical efficiency,F_v/F_m)和ETR值增大,而NPQ值、H_2O_2含量及cw-POD、DAO和PAO三种酶活性均降低。总之,TP有效地缓解了盐胁迫诱导的小麦幼苗叶绿素含量的减少及对PS II光合电子传递效率和光化学反应速率的抑制,增强了植物的光合能力,与此同时降低了cw-POD、DAO和PAO活性,减少了H_2O_2的产生,从而缓解盐胁迫对小麦幼苗造成的伤害,提高小麦幼苗对盐环境的耐受性。     

密度制约下尕海湿地黄帚橐吾叶绿素与叶面积、叶厚度间的关系

密度制约下植物叶性状间的关系,对于认识植物叶片的物理构建与生理代谢的关系具有重要的意义。本研究采用标准化主轴估计分析方法,按黄帚橐吾(Liguaria virgaurea)种群数设置I(171～240株·m~(-2))、II(101～170株·m~(-2))和III(30～100株·m~(-2))3个密度,分析了尕海湿地不同种群密度黄帚橐吾叶绿素含量与叶面积、叶厚度的关系。结果表明:随着黄帚橐吾种群密度的降低,湿地群落的密度呈先减小后增大的U型趋势、盖度逐渐降低、高度和土壤水分逐渐增加,黄帚橐吾的叶面积和叶绿素含量逐渐增加、叶厚度和群落内部光合有效辐射逐渐减小、净光合速率和蒸腾速率呈先减小后增大的U型趋势;叶绿素含量与叶面积呈显著负相关(P0.05)、与叶厚度呈显著正相关(P0.05)。生长在高密度湿地的黄帚橐吾选择增加叶绿素含量且构建小而厚的叶片,在低密度湿地选择减少叶绿素含量且构建大而薄的叶片,反映了植物适应光照条件等异质性环境因子的资源利用策略和光合产物积累模式。     

张掖湿地芨芨草叶脉密度和叶脉直径的权衡关系对3种生境的响应

植物叶脉性状间的协同进化影响生理活动中水分利用策略和叶片经济谱的形成,对理解叶片在叶脉建成中的碳投入和叶脉功能回报的经济权衡具有重要的意义。该文结合相关性和标准化主轴估计分析(SMA)方法,研究了张掖洪泛平原湿地乔-草群落冠盖区、过渡区和空旷区3种自然生境下芨芨草(Achnatherum splendens)叶脉密度和叶脉直径的生长关系。结果表明:从湿地群落的冠盖区到空旷区,植物群落光合有效辐射(PAR)和水汽压亏缺(VPD)逐渐增加,土壤含水量(SM)逐渐减小、土壤电导率逐渐增大;芨芨草的叶片宽度(LW)、叶脉密度(1.28–1.59 mm·mm~(-2))和水分利用效率(WUE)呈逐渐增大的趋势,叶片长度(LL)和叶脉直径(0.21–0.16 mm)呈逐渐减小的趋势,叶性状的平均可塑性值为0.19,株丛密度(BD)、蒸腾速率(T_r)和净光合速率(P_n)呈先增大后减小的倒U形趋势;3种生境中芨芨草的WUE、PAR、T_r、P_n与叶脉密度和叶脉直径呈显著的相关关系;叶脉密度与叶脉直径呈不同程度的负相关关系,在冠盖区,芨芨草叶脉密度和叶脉直径呈极显著的负相关关系,在过渡区和空旷区,二者呈显著的负相关关系,从冠盖区到空旷区,SMA斜率逐渐增大(0.54–1.50),冠盖区和空旷区的SMA斜率与1.0存在显著差异。为适应光照环境条件的变化,芨芨草在空旷区具有大量细脉的叶脉网络性状,在冠盖区生长少量粗脉的细长型叶片,即在某一给定的叶片长度下,阴生环境中芨芨草叶片需要更大的叶脉直径来支撑,反映了湿地植物较强的表型可塑性机制。     

滨海湿地入侵植物互花米草叶片功能性状对潮位的短期响应

叶片的性状与植物的光能利用效率和光合作用密切相关,能够表征植物对环境的适应策略。互花米草(Spartina alterniflora)是中国滨海湿地主要的外来入侵植物,已对中国滨海湿地生态系统造成严重威胁。潮位是滨海湿地盐沼植物生长和分布的主要限制因素,但对于互花米草叶片性状沿潮位的变化格局和适应机理的研究还比较缺乏。该研究在福建漳江口建立潮位控制平台,研究互花米草叶片功能性状(长度、宽度、长宽比、面积、干质量和比叶面积)对潮位(高程)的响应格局及其驱动因素。研究发现:(1)互花米草的叶片长度、宽度、面积和干质量随着高程的增加逐渐减小,而叶片的长宽比随着高程的增加逐渐增大。(2)互花米草叶片的比叶面积随高程增加呈驼峰形变化。(3)淹水频率、土壤间隙水盐度及含水量对不同叶片性状的影响不同:叶片长度、宽度、面积及干质量随着淹水频率和土壤含水量的增加而增大,但随土壤间隙水盐度的升高而减小;叶片长宽比随着淹水频率和土壤含水量的增加而减小,但随土壤间隙水盐度的升高而增大;比叶面积随淹水频率增加呈现先增大后减小的二次方程关系,并随土壤含水量升高而增大。综上所述,互花米草叶片性状沿潮位梯度的变化格局...     

NaCl胁迫对祁连山野生黄瑞香叶片光合叶绿素荧光特性的影响

以4片真叶黄瑞香幼苗为材料,设置不同浓度(0、50、100、150、200mmol·L~(-1))NaCl胁迫处理,采用温室砂培实验系统考察了其幼苗叶绿素含量、叶绿素荧光参数及气体交换参数等光合生理指标的变化。结果表明:(1)在正常环境条件下(对照),黄瑞香叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)的日变化曲线呈双峰型,蒸腾速率(T_r)日变化曲线呈单峰型;较高浓度(100mmol·L~(-1))NaCl胁迫改变了黄瑞香叶片光合特性日变化曲线,导致其P_n、T_r、G_s日变化曲线整体下降,而胞间CO_2浓度(Ci)日变化曲线整体上升。(2)低浓度(50mmol·L~(-1))NaCl胁迫对黄瑞香叶片叶绿素含量及其比值无显著影响,但较高浓度(100mmol·L~(-1))NaCl胁迫则使叶绿素含量显著下降,其比值下降则较平缓。(3)较高浓度(100mmol·L~(-1))NaCl胁迫使得黄瑞香叶片最大荧光(F_m)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ光下最大捕光效率(F_v′/F_m′)、光化学荧光猝灭系数(qP)、PSⅡ实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))均显著下降,却使其初始荧光(F_0)和非光化学猝灭(NPQ)显著上升。研究发现,随着盐胁迫浓度的增加,引起黄瑞香光合速率下降的主要原因是非气孔因素;在轻度NaCl胁迫下黄瑞香有较强的忍耐性,而重度NaCl胁迫则显著降低了叶片的光合机构活性,加剧了光抑制程度,从而严重限制了其叶片的光合作用效率。     

滨海盐生植物叶片δ13C与主要养分元素化学计量的关系

高盐环境与土壤贫瘠成为限制滨海湿地植被生长的主要因素,盐分稀释(salt-dilution)与盐分抵御(salt-exclusion)为盐生植物普遍的两种适生策略,这些策略影响植物水分与养分利用效率的权衡过程。以江苏盐城滨海湿地常见稀盐盐生植物、拒盐盐生植物为研究对象,通过探讨滨海湿地不同盐生植物叶片δ~(13)C(水分利用效率的直接反映参数),与主要养分元素(N、P、K)及化学计量特征的关系,以揭示不同盐生植物养分利用策略及养分利用效率与水分利用效率之间的权衡关系。研究结果表明:滨海湿地盐生植物叶片N/P为15.3,较全球陆生植物平均值低,表现出N、P共同限制特征。两种盐生植物叶片δ~(13)C与N、P含量显著正相关,表明盐生植物采取N、P光合相关型策略适应不良环境。拒盐盐生植物叶片δ~(13)C与K~+正相关,采取K~+渗透调节相关型策略,以减小细胞渗透势、增加水分吸收,减轻植物体内盐分毒害。两种不同耐盐型植物δ~(13)C与C/N成反比,表明植物采取扩大水分利用效率以代偿减小的N利用率策略。稀盐盐生植物δ~(13)C与C/P成反比,且叶片P含量较高,表明植物可以提高P利用率以增大低水分利用率环境下的C合成和生物量。研究可为滨海湿地生态系统恢复与重建提供理论依据。     

博斯腾湖湖滨带水盐梯度下植物功能性状及生态化学计量特征分析

湖滨湿地植物叶片功能性状和叶片生态化学计量特征的分析对掌握植物的生长速率及植物对土壤养分的吸收和利用效率具有重要意义。为探讨不同水盐环境对植物功能性状及其生态化学计量特征的影响, 该研究以博斯腾湖西岸湖滨带湿地为研究区, 以该地区优势植物及土壤环境因子为研究对象, 阐明该地区植物适应环境的策略。设置18个样地进行植物多样性的调查, 共调查到植物24种, 其中灌木8种, 草本16种。采用冗余分析法对植物叶片功能性状与土壤环境因子间的关系进行分析, 通过分析植物功能性状在不同水盐环境下的变化特征及其对植物功能性状的影响, 发现: 随着水盐含量的增加, 不同植物叶片功能性状变化较大, 其中叶绿素含量(SPAD)、叶片厚度(LT)和比叶面积(SLA)在低水低盐环境下最大; 叶片含水量(LWC)、叶干物质含量(LDMC)和叶干质量(LDM)在中水中盐、高水高盐环境下较大; 植物叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其化学计量比变化较大, C:N范围为9.35-26.51, C:P的范围为50.13-228.95, N:P的范围为2.31-11.99, 其中C:P的变化范围最大; 叶片C含量与LT、LDMC、LDM均显著正相关, 叶片N含量与SPAD、LT显著正相关, 叶片P含量与LWC显著正相关, C:N、C:P均与LDMC显著正相关, 而N:P与叶片功能性状指标均不相关, SLA与叶片生态化学计量特征均不相关; 对环境因子与优势植物叶片功能性状的相关性分析发现, 影响种间植物功能性状的环境因子不同且各有差异。     

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。