交替呼吸途径对CuCl2胁迫下菜豆叶片光系统Ⅱ的保护作用

以“农普”12号菜豆幼苗为材料,采用1mmol·L^-1的水杨基氧肟酸（SHAM）抑制交替呼吸途径活性,探讨了在CuCl₂胁迫下交替呼吸途径对菜豆幼苗叶片光系统Ⅱ的保护作用。结果表明,随着CuCl₂胁迫浓度的增加,菜豆幼苗叶片潜在最大光化学效率F_v/F_m、光适应下叶片的最大光化学效率F_v'/F_m'、PSⅡ的实际光化学效率Y（Ⅱ）以及光化学猝灭系数qP、叶绿素含量均呈下降趋势,而非光学猝灭系数NPQ和交替呼吸途径的容量水平则呈上升趋势。较之在CuCl₂处理下的菜豆幼苗,用交替呼吸途径抑制剂预处理后的菜豆再置于CuCl₂的胁迫下,则会导致F_v/F_m、F_v'/F_m'、Y（Ⅱ）、qP以及叶绿素含量的进一步下降和NPQ的进一步上升。上述观察表明,在CuCl₂胁迫下交替呼吸途径可以缓解PSⅡ光化学效率的下降、维持PSⅡ反应中心的开放程度、减少天线色素的热耗散以及缓解叶绿素含量的降低,从而保护菜豆叶片光系统Ⅱ免受CuCl₂胁迫的伤害。     

葡萄种间杂交砧木育种F1代植株耐碱性盐能力分析

我们对以左山一山葡萄(Vitis amurensis cv. ‘Zuoshan1’)为母本、SO4为父本杂交的4个子代株系(A11、A14、A15和A17)及101-1为父本杂交的2个子代株系(B24和B26)的耐碱性盐能力进行评价, 旨在探明杂交砧木在碱性盐胁迫下的生理响应, 筛选出耐碱性盐的株系作为我国盐碱地栽培的候选砧木。实验以砧木1103P及Crimson为对照, 对组培苗炼苗后的盆栽苗进行100 mmol∙L^-1 NaHCO₃ (pH8.62)浇灌处理, 通过主成分分析和相关性分析等方法进行综合评价。结果表明, NaHCO₃胁迫降低了各植株的株高、叶片含水量、植株含水量和根系活力, 增加了叶片电导率、丙二醛含量、可溶性糖与游离脯氨酸含量。A17的株高增长量受影响最小; Crimson、A17和B24植株含水量降低较少; A14和A15的根系活力与对照差异不显著; 1103P、B24、A14、B26、Crimson和A15的相对电导率及B26、A17和A15叶片丙二醛含量与对照无显著差异; A15的叶片可溶性糖及游离脯氨酸含量增加最高。各株系耐碱能力D值分析表明, A14、A15和B24的耐碱性较强, Crimson、A11与A17的耐碱性中等, 1103P和B26的耐碱性较弱。     

茉莉酸甲酯对干旱及复水条件下烤烟幼苗叶绿素荧光特性的影响

以烤烟品种“龙江911”为试验材料,研究了干旱及复水过程中外源茉莉酸甲酯(MeJA)对移栽后烤烟幼苗叶绿素含量和叶绿素荧光特性的影响.结果表明： 干旱下烤烟幼苗叶绿素含量、PSⅡ反应中心完全关闭时荧光产量(F_m)、PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)、最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(Ф_PSⅡ)、表观电子传递速率(ETR)和光化学猝灭系数(q_P)下降,而初始荧光(F_o)和非光化学猝灭系数(q_N)升高,0.2和0.5 mmol·L^-1的外源MeJA明显减缓了干旱下烤烟幼苗F_v/F_m、F_v/F_o、Ф_PSⅡ、ETR、q_P的下降和q_N的上升,而1.0 mmol·L^-1 MeJA效果不明显.复水后,烤烟幼苗各项叶绿素荧光指标均有明显恢复,并且MeJA处理后的幼苗恢复更明显.表明外源MeJA减轻了干旱胁迫下烤烟叶片叶绿素的分解,对PSII反应中心起到一定的保护作用,提高了电子传递速率,降低了干旱胁迫对烤烟幼苗的伤害,并且复水后叶绿素含量和叶绿素荧光参数能迅速恢复,从而保证了经干旱胁迫后烤烟幼苗能迅速缓苗.     

干旱和复水对文冠果生长及生理生态特性的影响

以文冠果2年生盆栽苗为材料,以21.8%～23.7%土壤含水量为对照,设置轻度干旱(14.3%～16.2%)、中度干旱(10.6%～12.5%)和重度干旱(6.8%～8.7%)3个干旱胁迫,研究干旱和复水对文冠果生长及生理生态特性的影响.结果表明: 随着干旱胁迫的加剧,文冠果单株干质量、株高、基径、叶数和叶面积减小,主根和一级侧根长度增加;文冠果叶片气体交换各参数均逐渐降低,在10:00-14:00,净光合速率(P_n)的大小主要受气孔因素影响,14:00以后影响P_n的主要因素是非气孔因素;中度干旱和重度干旱胁迫下,文冠果对CO₂利用效率显著提高.随着干旱胁迫的加剧,PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)、PSⅡ最大光化学量子产量(F_v/F_m)、光化学猝灭系数(q_P)、表观电子传递效率(ETR)和实际光化学量子产量(Ф_PSⅡ)逐渐减小,非光化学淬灭系数(NPQ)逐渐增大,复水后变化相反.复水后第8天,F_v/F_o、F_v/F_m、q_P、ETR、Ф_PSⅡ显著高于各胁迫处理第30天.随着干旱胁迫的加剧,超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性升高,过氧化氢酶活性降低,丙二醛含量增加,复水后变化相反.复水后各干旱胁迫处理根系活力明显升高.文冠果有极强的适应极度干旱环境的能力,可以作为能源或园林植物在华北园林绿化中广泛应用.     

干旱胁迫和CO2浓度升高条件下白羊草的光合特征

采用盆栽控制试验,研究了黄土丘陵区乡土种白羊草在不同水分水平(80%FC和40%FC)和CO₂浓度(375和750 μmol·m^-2·s^-1) 处理下的光合生理变化特征.结果表明： 干旱胁迫使白羊草的最大净光合速率(P_nmax)、表观量子效率(AQE)、气孔导度(g_s)、蒸腾速率(T_r)、最大光化学效率(F_v/F_m)、潜在光化学效率(F_v/F_o)和光合色素含量降低,丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)含量升高.水分充足条件下,与正常大气CO₂浓度相比,大气CO₂浓度倍增下白羊草的P_{n max}、MDA和Pro含量无显著差异.干旱胁迫下,CO₂浓度升高提高了白羊草的最大荧光(F_m)、F_v/F_m、F_v/F_o、叶绿素含量和AQE, P_nmax比正常CO₂浓度下高23.3%,差异达到显著水平,而MDA和Pro含量均显著降低.CO₂浓度升高对干旱胁迫引起的白羊草光合能力下降有一定的补偿作用,减轻了干旱胁迫对白羊草的伤害.     

Cd2+对紫球藻生长及光化学活性的影响

以紫球藻(Porphyridium purpureum)为供试材料, 研究了5个不同浓度的Cd2+对紫球藻的细胞密度、叶绿素a含量、藻红蛋白含量及ATP含量的影响, 以及对紫球藻的最大光量子产额(F_v/F_m)、实际光量子产额(YII)、相对电子传递效率(ETR)及非光化学淬灭(NPQ)的影响, 探讨了各荧光参数在不同浓度的Cd2+胁迫下的变化规律。研究结果表明, 在Cd2+胁迫的6d内, 紫球藻的生长速度显著下降, 且Cd2+的浓度越高, 生长速度下降越快; Cd2+胁迫显著的减少叶绿素a、藻红蛋白及ATP含量, 且浓度越高, 减少的幅度越大; 在Cd2+浓度低于200 μmol/L时, 紫球藻的叶绿素荧光参数F_v/F_m、YII及ETR呈现先下降后上升的趋势,而且随着胁迫时间的延长, 下降幅度逐步增大; NPQ在低浓度下(<200 μmol/L)呈现显著上升趋势, 高浓度下(>500 μmol/L)呈现显著下降趋势。因此, 水体中浓度超过50 μmol/L的Cd2+就会显著影响紫球藻的生长及光化学活性, 水生环境中不断累积的Cd2+将会对紫球藻的生态平衡产生影响。     

NaHCO3胁迫下硝酸镧对黑麦草幼苗光合机构的保护作用

研究了150 mmol·L^-1NaHCO₃胁迫下,不同浓度硝酸镧对黑麦草幼苗光合作用、叶绿素荧光参数、Mehler反应,以及叶黄素循环的影响.结果表明：低浓度硝酸镧(0.05 mmol·L^-1)叶面喷施处理能显著减小NaHCO₃胁迫下黑麦草叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、气孔限制值(L_s)的下降幅度和胞间CO₂浓度(C_i) 的上升幅度,有效缓解NaHCO₃胁迫对叶片PSⅡ光化学猝灭(q_P)、实际光化学效率(Φ_PSⅡ)、依赖光合碳同化电子传递(ETR_p)和依赖Mehler反应电子传递(ETR_m) 的抑制,增强黑麦草叶片中超氧化物歧化酶、过氧化物酶和抗坏血酸过氧化物酶的活性,提高非光化学能量耗散(NPQ)、叶黄素循环库(V+A+Z)和脱环氧化程度(A+Z)/(V+A+Z),从而减轻NaHCO₃胁迫对光合机构的伤害;但高浓度硝酸镧(0.5 mmol·L^-1)对NaHCO₃胁迫伤害的缓解效果不明显.表明适宜浓度的硝酸镧能够缓解NaHCO₃胁迫下非气孔因素引起的黑麦草叶片光合速率下降以及对光化学效率的抑制,并通过促进Mehler反应直接耗散过剩激发能和激活依赖叶黄素循环的热耗散,保护NaHCO₃胁迫引起的过剩光能对光合机构造成的伤害,而Mehler反应加强所产生的活性氧可被抗氧化酶活性的提高所清除.     

NaHCO3胁迫下硝酸镧对黑麦草幼苗光合机构的保护作用

研究了150 mmol·L^-1NaHCO₃胁迫下,不同浓度硝酸镧对黑麦草幼苗光合作用、叶绿素荧光参数、Mehler反应,以及叶黄素循环的影响.结果表明：低浓度硝酸镧(0.05 mmol·L^-1)叶面喷施处理能显著减小NaHCO₃胁迫下黑麦草叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、气孔限制值(L_s)的下降幅度和胞间CO₂浓度(C_i) 的上升幅度,有效缓解NaHCO₃胁迫对叶片PSⅡ光化学猝灭(q_P)、实际光化学效率(Φ_PSⅡ)、依赖光合碳同化电子传递(ETR_p)和依赖Mehler反应电子传递(ETR_m) 的抑制,增强黑麦草叶片中超氧化物歧化酶、过氧化物酶和抗坏血酸过氧化物酶的活性,提高非光化学能量耗散(NPQ)、叶黄素循环库(V+A+Z)和脱环氧化程度(A+Z)/(V+A+Z),从而减轻NaHCO₃胁迫对光合机构的伤害;但高浓度硝酸镧(0.5 mmol·L^-1)对NaHCO₃胁迫伤害的缓解效果不明显.表明适宜浓度的硝酸镧能够缓解NaHCO₃胁迫下非气孔因素引起的黑麦草叶片光合速率下降以及对光化学效率的抑制,并通过促进Mehler反应直接耗散过剩激发能和激活依赖叶黄素循环的热耗散,保护NaHCO₃胁迫引起的过剩光能对光合机构造成的伤害,而Mehler反应加强所产生的活性氧可被抗氧化酶活性的提高所清除.     

酸雨胁迫对秃瓣杜英幼苗叶片叶绿素荧光特性和生长的影响

采用盆栽试验和模拟酸雨喷淋的试验方法,研究了重度酸雨(pH 2.5)、中度酸雨(pH 4.0)和对照(pH 5.6)处理下,不同季节秃瓣杜英幼苗叶片的叶绿素荧光特性及其生长差异.结果表明：不同季节相同处理下,秃瓣杜英幼苗叶片的相对叶绿素含量(SPAD)、PSⅡ的最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ实际光化学量子产量(Φ_PSⅡ)、株高和地径均为10月＞7月＞4月＞1月;同一季节不同处理中,SPAD、F_v/F_m、Φ_PSⅡ、株高和地径为重度酸雨＞中度酸雨＞对照;不同pH酸雨梯度处理和季节的交互作用对秃瓣杜英的SPAD、F_v/F_m、株高和地径的影响显著,而对Φ_PSⅡ、光化学淬灭系数和非光化学淬灭系数的影响不显著.     

脱落酸对低温下雷公藤幼苗光合作用及叶绿素荧光的影响

以1年生雷公藤扦插苗为试材,研究低温胁迫下不同浓度外源脱落酸（ABA,0、5、10、15、20、25 mg·L^-1)叶面喷施处理对雷公藤叶片光合作用及叶绿素荧光参数的影响.结果表明：喷施20 mg·L^-1的ABA能显著提高雷公藤幼苗的抗冷性,减缓低温下雷公藤叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(g_s)、胞间CO₂浓度(C_i)的下降幅度,提高幼苗叶片的光合能力.低温处理6 d后,随着ABA浓度上升,雷公藤叶片的初始荧光(F_o)下降,最大荧光(F_m)和PSII最大光化学效率(F_v/F_m)上升,PSII实际光化学量子产量(Φ_PSⅡ)、光化学猝灭系数(q_P)先下降后上升,而非光化学猝灭系数(q_N)呈下降－上升－下降趋势.P_n、g_s、q_P、F_m和F_v/F_m均在20 mg·L^-1ABA处理时达到峰值.不同浓度ABA的相对电子传递速率(rETR)随着光化光强度增加呈先上升后下降的趋势,当光化光强度(PAR)达到395 μmol·m^-2s^-1时,各处理的rETR达到最高值,其中25 mg·L^-1和20 mg·L^-1ABA处理分别比对照高17.1%和5.2%.雷公藤叶片Φ_PSⅡ的光响应曲线均随光化光强度升高而下降,q_N的光响应曲线则呈相反趋势.     

不同光强下细胞外三磷酸腺苷对菜豆叶片光化学反应特性的影响

三磷酸腺苷(ATP)不但分布在细胞内部, 而且广泛存在于动物和植物细胞的细胞外基质中。细胞外ATP (eATP)可与细胞膜表面相应的受体结合并激发细胞内的第二信使, 从而调节细胞的多种生理学功能。但目前对于eATP是否也能对植物的光合作用产生影响则研究较少。该文以菜豆(Phaseolus vulgaris)叶片为实验材料, 研究了在不同光强下eATP对菜豆叶片叶绿素荧光特性和光合放氧速率的影响。结果显示, 随着光强的增加, 叶片的光适应下最大光化学效率(F_v′/F_m′)、光系统II (PSII)实际光化学效率(Y(II))、光化学猝灭系数(q_P)均呈现下降趋势, 而电子传递速率(ETR)、非光化学猝灭系数(q_N)以及调节性能量耗散的量子产量(Y(NPQ))随着光强的增加呈上升趋势。与对照相比, eATP的处理可以显著提高菜豆叶片PSII的潜在最大光化学效率(F_v/F_m)、Y(II)、q_P、ETR和光合放氧速率; 但eATP的处理对F_v′/F_m′、q_N以及Y(NPQ)没有显著影响。AMP-PCP (β,γ-亚甲基三磷酸腺苷, eATP细胞外受体的抑制剂)的处理显著降低了F_v/F_m、F_v′/F_m′、Y(II)、ETR和光合放氧速率, 同时也显著增加了q_N以及Y(NPQ)的水平。以上结果显示, 植物eATP水平的变化对植物光合作用的光化学反应有着重要的影响。     

大气CO2浓度升高对绿豆叶片光合作用及叶绿素荧光参数的影响

利用FACE系统在大田条件下通过盆栽试验研究了大气CO₂浓度升高\[CO₂浓度平均为（550±60) μmol·mol^-1\]对绿豆叶片光合生理和叶绿素荧光参数的影响.结果表明： 与对照\[CO₂浓度平均为（389±40）μmol·mol^-1左右\]相比,大气CO₂浓度升高使花荚期绿豆叶片净光合速率(P_n)和胞间CO₂浓度(C_i)分别升高11.7%和9.8%,气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)分别下降32.0%和24.6%, 水分利用效率(WUE)提高83.5%;在蕾期,CO₂浓度升高对绿豆叶片叶绿素初始荧光(F_o)、最大荧光（F_m）、可变荧光（F_v）、F_v/F_m和F_v/F_o没有显著影响;在鼓粒期,CO₂浓度升高使绿豆叶片F_o增加19.1%,F_m和F_v分别下降9.0%和14.3%,F_v/F_o和F_v/F_m分别下降25.8%和6.2%.表明大气CO₂浓度升高可能使绿豆生长后期光系统Ⅱ反应中心结构受到破坏,叶片的光合能力下降.     

不同光照条件下东北红豆杉幼苗叶绿素荧光特性日变化

为了解东北红豆杉的光适应特性达到高效培育的目的,以5年生东北红豆杉幼苗为研究对象,研究了3种光照条件下（全光照FL、60%全光照F1和30%全光照F2）幼苗荧光参数的日变化规律。结果显示：7:00~17:00时,FL和F1条件下幼苗的F_o分别升高了23.0%和14.0%,F2略有下降。3组幼苗的F_m和F_v/F_m在降到最低点后都有所回升,FL、F1和F2幼苗的F_m最多下降了38.0%,28.0%和23.0%,F_v/F_m下降了14.0%,6.4%和4.2%。F2幼苗的Φ_PSⅡ最高,变化趋势与光照强度相近;FL和F1幼苗的Φ_PSⅡ变化趋势相似,在9:00时达到高点后逐渐下降,至15:00时达最低点,只是FL幼苗的更低。3组幼苗ETR变化的明显差异体现在一天中的高光温时段（11:00~15:00时）,F2幼苗的ETR呈现峰值,F1幼苗保持平稳,FL幼苗呈现谷值。F2幼苗的qP最高,变化趋势与光照强度一致;FL和F1条件下幼苗的qP在13:00时和15:00时现谷值。F2幼苗的NPQ全天平缓下降;FL和F1幼苗的NPQ在9:00时和13:00时（15:00时）呈现峰值。综合以上荧光参数变化,F2幼苗全天以光化学反应为主,以热辐射形式耗散掉的光能较少。FL和F1幼苗在高光温时段出现光抑制,此时幼苗通过增加热耗散的方式进行了自我保护,且其光合机构未受到破坏。     

铁皮石斛叶色突变体的叶绿体超微结构、光合色素和叶绿素荧光特性的研究

以铁皮石斛(Dendrobium officinale Kimura et Migo)(‘TP35’)经自然突变的白绿杂色突变体(‘TP-MA’)和太空诱变的绿黄杂色突变体(‘TP-MG’)为材料,研究不同光照强度(0、50、100μmol·m^-2·s^-1)处理后,植株叶片的叶绿体超微结构、光合色素含量以及叶绿素荧光动力学参数的变化规律,并阐明叶色突变体与正常植株光合特性的差异。结果显示,‘TP-MA’和‘TP-MG’的叶绿体形态均发生了一定程度的缺失,且叶绿体分布不均匀、无规则,基粒片层结构不完整且排列疏松,基本与其表型性状相一致。‘TP-MA’光合色素的含量和叶绿素荧光参数F v/F m、ΦPSⅡ及F v′/F m′等显著低于‘TP35’,但非光化学淬灭系数(NPQ和q P)则相对较高;‘TP-MG’的光合色素含量及叶绿素荧光参数均低于‘TP35’,但差异不显著,且对较强的光照(100μmol·m^-2·s^-1)条件具有一定的适应性。研究结果表明不同光强处理后,铁皮石斛叶色突变体的叶绿体结构和光合生理指标均发生了不同程度的变化,且对植株的叶绿素含量及荧光参数产生一定影响,过低和过高的光照强度均不利于植株的正常生长。     

不同浓度Ni、Cu处理对骆驼蓬光合作用和叶绿素荧光特性的影响

以骆驼蓬幼苗为材料,采用盆栽试验研究不同浓度（0、50、100、200、400 mg·kg^-1）Ni、Cu处理对骆驼蓬叶片光合作用、叶绿素荧光特性及生长状况的影响.结果表明： 随着Ni浓度的增加,骆驼蓬幼苗叶片的光合色素含量、净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）、PSⅡ最大光化学效率（F_v/F_m）、PSⅡ电子传递量子产率（Φ_PSⅡ）、光化学猝灭系数（q_P）及各项生长指标均呈显著下降趋势,而细胞间隙CO₂浓度（C_i）和非光化学猝灭系数（q_N）呈显著增加趋势,其中P_n的下降主要是由非气孔限制所致;骆驼蓬幼苗叶片的光合色素含量、P_n、G_s、T_r、C_i、F_v/F_m、Φ_PSⅡ、q_P及各项生长指标均在50 mg·kg^-1 Cu处理时达到峰值,叶绿素a和b、P_n、G_s、T_r、C_i、F_v/F_m及各项生长指标值在100 mg·kg^-1 Cu处理时仍微高于对照,而后随Cu浓度的增加,光合色素含量、P_n、G_s、T_r、C_i、 F_v/F_m、Φ_PSⅡ、q_P及各项生长指标均呈下降趋势,q_N呈增加趋势,其中P_n的下降主要是由气孔限制所致.     

硫污染对9种园林植物叶片硫含量与叶绿素荧光参数的影响

对深圳市9种园林植物叶片硫含量,以及硫处理对叶片光合作用参数的影响进行了初步研究。这9种植物分别为红背桂(Excoccaria cochinchinensis)、黄脉爵床(Sanchezia nobilis)、大叶变叶木(Codiaeum variegatum)、基及树(Saruma henryi)、短穗鱼尾葵(Caryota mitis)、小叶榕(Ficus microcarpa var.pusillifolia)、高山榕(Ficus altissima)、海桐(Pittosporum tobira)和黄叶假连翘(Duranta repenscv.\'Dwarf Yellow\')。在温度25℃条件下分别在光照和黑暗条件,用NaHSO₃和蒸馏水浸泡各植物叶圆片24h,共形成4种处理。采用PAM-2100荧光仪测定叶绿素荧光参数。在自然状况下采集的黄脉爵床叶片含硫量最高,远高于其他植物,具有较高的富集能力,含量最低的是大叶变叶木。用蒸馏水浸泡后,9种植物叶片的硫含量的变化很少。在NaHSO₃处理下,有7种植物叶片的硫含量显著提高,增加最多的是自然条件下富集能力最低的大叶变叶木。[0]取自不同大气SO₂污染环境的被测试植物显示,除海桐外,小南山的其它8种植物叶片含硫量都大于世博园植物叶片的含硫量。小南山9种植物的F_v/F_m值也都低于世博园,说明在污染较严重的情况下可以通过测定植物叶片的F_v/F_m值来进行现场监测。