钙素对彩叶玉簪光合作用和保护酶活性的影响

该文以彩叶玉簪为材料,研究了不同钙素水平对玉簪叶片光合作用和保护酶活性的影响。结果表明:随着钙素水平的提高,彩叶玉簪叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO_2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)和最大光化学效率(F_v/F_m)均呈单峰曲线,最高峰值出现在Ca~(2+)90 mg·L~(-1)时;电子传递速率(ETR)的变化也呈单峰曲线,峰值出现在Ca~(2+)50 mg·L~(-1)时;初始荧光(F_0)和最大荧光(F_m)值在0~360 mg·L~(-1)钙素水平下呈先升高后下降再升高的趋势,最大值均出现在90 mg·L~(-1)时;Pn和Gs值的变化与Ci值成正相关。同时叶片中过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性及丙二醛(MDA)、可溶性蛋白质(SP)含量均表现为单谷曲线,在Ca~(2+)90 mg·L~(-1)时达最小值。超氧化物歧化酶(SOD)活性呈现持续下降趋势。综上所述,彩叶玉簪Pn下降主要由气孔引起,叶面喷施90 mg·L~(-1)的Ca~(2+)可增强彩叶玉簪光合作用,降低保护酶活性。     

土壤干旱胁迫对沙棘叶片光合作用和抗氧化酶活性的影响

在半干旱黄土丘陵区,采用盆栽控水试验,通过测定3年生沙棘苗木在8个土壤水分梯度下的光合速率、叶绿素荧光、抗氧化酶活性等光合生理生化指标,探讨沙棘叶片光合作用在土壤干旱逐渐加重过程中的变化过程、机制及其与土壤水分的定量关系.结果表明:(1)土壤相对含水量(RWC)在38.9％-70.5％范围内,随干旱胁迫加重,沙棘的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)明显下降,而气孔限制值(Ls)显著上升,即Pn下降主要是由气孔限制造成的;当RWC＜38.9％时,干旱胁迫继续加剧,Pn和Ls都降低,而Ci显著上升,即Pn下降的主要原因已经转变为非气孔因素的限制.(2)土壤适度水分胁迫能够提高沙棘叶片的水分利用效率(WUE),维持沙棘Pn和WUE处于较高水平的RWC范围为58.6％-82.9％和48.3％-70.5％.(3)土壤干旱加重过程中,沙棘的最大荧光(Fm)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率ΦPSⅡ,光化学猝灭(qP)均表现出逐渐降低的趋势,而初始荧光(Fo)显著升高,非光化学猝灭(NPQ)则表现出先上升后下降的趋势;RWC在38.9％-70.5％的范围内,热耗散是沙棘重要光保护机制;RWC＜38.9％时,PSⅡ受到损伤,电子传递受阻.(4)土壤干旱加重过程中,沙棘叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性表现出先升高后降低的趋势,丙二醛(MDA)含量则表现出逐级递增趋势;土壤干旱程度在RWC为48.3％-70.5％时,对沙棘叶片的抗氧化酶系统活性有诱导作用;而土壤干旱到严重胁迫(RWC＜38.9％)时,沙棘叶片的抗氧化酶系统损伤,抗氧化酶活性下降,细胞膜遭到破坏.土壤干旱程度在RWC为48.3％-70.5％时,沙棘叶片可以通过热耗散和酶活性调节协同作用,稳定光合机构的正常功能,Pn下降的主要原因是气孔限制;而干旱到严重胁迫(RWC＜38.9％)时,PSⅡ系统和抗氧化酶系统损伤,是光合作用发生非气孔限制的主要原因.在半干旱黄土丘陵区,沙棘生长所允许的最大土壤水分亏缺在RWC为38.9％,维持沙棘具有较高WUE和Pn的土壤水分阈值为RWC在58.6％-70.5％之间.     

不同水分条件对人参榕生长和生理的影响

以3年生人参榕(Ficus microcarpa)为试材,采用盆栽调控水分的方法,研究5种不同的水分处理(基质最大含水量的90%～100%,70%～80%,50%～60%,30% ～ 40%和10%～20%)对人参榕生长和生理的影响,为栽培生产提供理论依据.结果表明:随着浇水量的减少,人参榕的株高、冠幅、块根增量均显著下降(P＜0.05);人参榕叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性显著增高(P＜0.05),细胞膜相对透性显著增强,脯氨酸和丙二醛(MDA)含量也显著增加;叶片净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)呈随浇水量的减少而显著降低;但叶片水分利用效率(WUE)呈显著增加趋势;各处理的叶片初始荧光(F0)和最大光量子效率(Fv/Fm)差异不显著.在各处理中,70%～80%的最大基质含水量的处理,其人参榕叶片的细胞膜相对透性最低,保护酶活性最弱,脯氨酸和丙二醛含量最低,净光合速率高,从而导致了人参榕具有生长最快、株高、冠幅和最大块根直径增量最大的特点.可见,70%～80%的最大基质含水量为是人参榕种植效果最好的水分管理模式.     

铀对菠菜叶片光合作用影响的研究

为了进一步揭示铀对植物光合作用的影响机理,用不同浓度铀[0、20、50、100、150mg·kg-1]土培处理6叶期菠菜(Spinacia oleracea L.),分别于处理7、14、21、28d后分析铀对菠菜叶片光合色素含量、光合气体交换参数、叶绿素荧光参数和生长指标的影响。结果显示:(1)低浓度铀(20、50mg·kg-1)显著促进菠菜叶片的叶绿素含量和净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)以及蒸腾速率(Tr)等光合气体交换参数;高浓度铀(100、150mg·kg-1)则表现出显著抑制作用,且处理浓度越高,处理时间越长,光合气体交换参数的下降幅度就越大,而胞间CO2浓度(Ci)却反而上升,说明导致Pn下降的主要原因是非气孔因素。(2)高浓度铀处理显著影响菠菜叶片的叶绿素荧光动力学参数,其中光系统Ⅱ(PSⅡ)的最大荧光(Fm)、最大光化学效率(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/F0)均显著降低,而初始荧光(F0)显著升高。(3)菠菜幼苗的根长、株高、生物量均随着铀浓度的增加表现出先应激性上升后下降的动态变化。研究表明,低浓度铀可以显著增加菠菜叶绿素含量,有效改善叶片光合效率,促进幼苗的生长发育,而高浓度铀则会抑制菠菜叶片的光合作用,导致光合效率显著下降,显著抑制幼苗的生长发育。     

γ-氨基丁酸(GABA)对低氧胁迫下甜瓜幼苗光合作用和叶绿素荧光参数的影响

采用营养液水培方法,研究了低氧胁迫下外源γ-氨基丁酸(GABA)对甜瓜幼苗光合色素含量、光合作用及叶绿素荧光参数的影响.结果表明:低氧胁迫导致甜瓜幼苗光合色素含量显著下降,光合作用降低;外源GABA能显著提高正常通气和低氧胁迫下甜瓜幼苗的光合色素含量、净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、CO2羧化效率、最大光化学效率、光化学猝灭系数、表观光合电子传递速率和PSⅡ光合电子传递量子效率,而气孔限制值、初始荧光和非光化学猝灭系数显著降低,GABA在低氧胁迫下的提高效果更明显;同时添加GABA和GABA转氨酶抑制剂γ-乙烯基-γ-氨基丁酸(VGB)处理显著降低了低氧胁迫下GABA对甜瓜幼苗光合特性的缓解效果.     

钙对花生叶片糖代谢有关酶活性的影响

5mmol／Lca2抑制花生叶片果糖-1,6-二磷酸酯酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸磷酸酯酶、丙酮酸激酶和NADP-磷酸甘油醛脱氢酶活性。以含0、5、15mmol/LCa2 的Hoagland营养液培养花生幼苗,在5mmol/LCa2 条件下,果糖-1,6二磷酸酯酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶活性最高,0、15mmol／LCa2 均使酶活性降低,光合速率亦呈现相同变化趋势。丙酮酸激酶活性在缺Ca2 时最高,与呼吸速率变化相同。15mmol/LCa2 提高了叶绿素含量。     

干旱胁迫对玉米苗期叶片光合作用和保护酶的影响

以玉米品种郑单958(抗旱性强)和陕单902(抗旱性弱)为材料,采用盆栽控水试验,设置3个干旱处理(轻度干旱,中度干旱,重度干旱)和正常灌水,研究了干旱胁迫对玉米苗期叶片光合速率、叶绿素荧光以及相关生理指标的影响。结果表明:(1)干旱胁迫下2个品种叶片净光合速率(P_n)和气孔导度(G_s)显著下降,胞间CO₂浓度(C_i)出现了先下降后上升,而气孔限制值(L_s)上升后下降,说明中度干旱胁迫下叶片P_n下降是气孔因素引起的,重度干旱胁迫下P_n降低主要由非气孔因素引起的。(2)随着干旱胁迫的加剧,2个品种叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)的实际量子产量(φPSⅡ)、电子传递速率(ETR)和光化学猝灭(qP)一直下降,而非光化学猝灭(qN)上升后下降,说明中度干旱下热耗散仍是植株重要光保护机制,重度干旱时叶片光合电子传递受阻,PSⅡ受到损伤。(3)干旱胁迫下2个品种叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性先升高后降低,而丙二醛(MDA)含量一直升高,说明干旱胁迫初期对保护系统酶活性升高有诱导作用,重度胁迫下活性氧清除酶的活性下降,导致细胞膜伤害。这些结果暗示,轻度和中度干旱胁迫下2个玉米品种通过减少光捕获、热耗散和酶活性调节协同作用稳定了光合机构功能,是P_n下降的气孔限制因素;而重度干旱胁迫下光系统Ⅱ和抗氧化酶系统损伤,是P_n下降的非气孔限制因素;郑单958的各生理参数比陕单902受旱影响小,干旱胁迫下仍具有较高的光合效率和较强的保护酶活性是郑单958抗旱的主要生理原因。     

γ-氨基丁酸（GABA）对低氧胁迫下甜瓜幼苗光合作用和叶绿素荧光参数的影响

采用营养液水培方法,研究了低氧胁迫下外源γ-氨基丁酸（GABA）对甜瓜幼苗光合色素含量、光合作用及叶绿素荧光参数的影响.结果表明：低氧胁迫导致甜瓜幼苗光合色素含量显著下降,光合作用降低;外源GABA能显著提高正常通气和低氧胁迫下甜瓜幼苗的光合色素含量、净光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度、CO₂羧化效率、最大光化学效率、光化学猝灭系数、表观光合电子传递速率和PSⅡ光合电子传递量子效率,而气孔限制值、初始荧光和非光化学猝灭系数显著降低,GABA在低氧胁迫下的提高效果更明显;同时添加GABA和GABA转氨酶抑制剂γ-乙烯基-γ-氨基丁酸（VGB）处理显著降低了低氧胁迫下GABA对甜瓜幼苗光合特性的缓解效果.     

不同生育期咸水灌溉对甜瓜叶片膜脂过氧化及保护酶活性的影响

采用砂培法在甜瓜不同生育时期用不同浓度咸水灌溉条件下,研究甜瓜叶片膜脂过氧化和保护酶活性的变化.结果表明,甜瓜叶片丙二醛(MDA)含量随咸水浓度的增加和处理时间的延长而增加,并且处理时期越早其含量越低;叶片细胞膜伤害率(MIP)在持续处理中随浓度增加而上升,而在其它处理中呈先下降再上升的趋势;各处理的CAT活性均高于对照,随咸水浓度的增加,CAT活性表现出先上升后下降的趋势,而SOD和POD活性基本上都是持续下降的趋势.研究发现,甜瓜在不同生育期所适宜灌溉咸水的最大浓度不同,其中伸蔓期约为7 g/L,开花坐果期和果实发育期约为5 g/L;不同保护酶的活性在咸水灌溉条件下变化规律不一致,不能有效反映甜瓜对咸水灌溉的适应程度.     

不同浓度海水对油葵幼苗光合作用和叶绿素荧光特性的影响

采用砂培法,研究了不同浓度海水对油葵幼苗光合作用和叶绿素荧光特性的影响.结果显示:10%和20%海水处理下,油葵幼苗叶绿素含量、P n和ΦPSⅡ值较对照没有明显差异,表明较低浓度的海水处理对油葵幼苗光合作用没有明显影响;而30%和40%海水处理显著降低了油葵幼苗的叶绿素含量、P n、G s,同时还降低了叶绿素荧光参数F v/Fm、F v/F o、ΦPSⅡ和qP,表明高浓度海水处理抑制了油葵幼苗PSⅡ活性,降低了光合和碳同化能力,不利于幼苗的生长.此外,高浓度海水处理下油葵幼苗净光合速率的下降主要是气孔因素所致.     

紫外辐射对菜豆不同叶位叶片光合及保护酶活性的影响

以菜豆为实验材料,用紫外辐射处理,测定植物各叶位叶片的生理活性。结果表明,紫外辐射条件下,叶片的光合、蒸腾速率先升高,随后迅速降低,辐射处理3 h对光合作用的抑制程度随叶位升高而增加;第1叶气孔导度和胞间CO2浓度随辐射处理略有增加,而第2、3叶的则先升高随后降低;辐射处理使叶绿素含量先降低随后有所增加,但明显增加叶片丙二醛(MDA)含量;紫外辐射处理后,叶片过氧化物酶(POD)活性先升高随后降低,紫外辐射3 h第1叶POD活性比对照降低26.9%,辐射使第1叶超氧化物歧化酶(SOD)活性略有升高,但明显降低第2、3叶的SOD活性。     

钙与脱落酸对干旱胁迫下黄瓜幼苗光合及相关酶活性的影响

为探讨在干旱胁迫下钙与脱落酸对黄瓜幼苗光合作用及相关酶活性的影响,以黄瓜为试材,正常营养液栽培为对照,利用PEG-6000(聚乙二醇)营养液添加模拟干旱胁迫,设干旱胁迫条件下幼苗叶片喷施清水、脱落酸(ABA)、CaCl₂+ABA、LaCl₃(钙离子通道抑制剂)+ABA及EGTA(钙离子螯合剂)+ABA等5个处理.结果表明: 干旱胁迫抑制了黄瓜幼苗的营养生长、降低了幼苗叶片的抗氧化酶和硝酸还原酶活性,以及光合作用和荧光参数等,通过叶面喷施ABA减小了幼苗叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,以及光合作用(P_n、g_s)和荧光参数(F_v′/F_m′、q_P和ETR)的下降幅度,有效缓解了干旱胁迫对植株造成的伤害;喷施CaCl₂+ABA显著促进了ABA的这种正向缓解作用,而喷施LaCl₃+ABA和EGTA+ABA都没有表现出促进作用.     

绿盲蝽为害对枣树叶片光合作用及叶绿素荧光特性的影响

【目的】探讨绿盲蝽Apolygus lucorum(Meyer-Dür)为害对枣树叶片光合作用的影响及其机制。【方法】以一年生冬枣Zizyphus jujuba cv.Dongzao和酸枣Ziziphus jujuba var.spinosa树叶片为试材,测定了绿盲蝽为害1,3,5和7 d时枣树叶片光合速率、气体交换、叶绿素荧光参数和叶绿素含量的变化。【结果】绿盲蝽为害3,5和7 d时冬枣叶片的净光合速率(net photosynthesis rate,Pn)较对照分别降低了55.83%,55.42%和59.61%;而酸枣叶片净光合速率仅在5和7 d时较对照分别降低了26.66%和27.34%。冬枣叶片的气孔导度被绿盲蝽为害3,5和7 d时较对照明显降低。冬枣叶片光合速率的下降与气孔导度(stomatal conductance,Gs)和总叶绿素含量的下降呈显著正相关,而酸枣叶片光合速率的下降仅与叶绿素含量显著正相关。绿盲蝽为害后冬枣和酸枣叶片的快速荧光诱导曲线受到显著影响。冬枣叶片的最大光化学效率(maximum photochemical efficiency,Fv/Fm)在绿盲蝽为害不同时间时相对于对照明显降低,而酸枣叶片没有受到明显的影响。绿盲蝽为害不同时间对冬枣和酸枣叶片的光系统Ⅱ放氧复合体(oxygen-evolving complex,OEC)以及光反应活性中心均造成了伤害,但酸枣受到的伤害程度明显低于冬枣。绿盲蝽为害5和7 d后冬枣叶片的光系统Ⅱ的电子传递活性降低,而酸枣叶片光系统Ⅱ的电子传递活性没有受到显著影响。绿盲蝽为害导致冬枣和酸枣叶片的电子传递的量子产额较对照明显降低,酸枣叶片中的降低幅度低于冬枣。【结论】绿盲蝽为害造成枣树叶片净光合速率明显降低,不同品种存在明显差异,冬枣叶片Pn降低程度明显高于酸枣。绿盲蝽为害后枣树叶片净光合速率的下降与叶绿素含量降低呈显著正相关。绿盲蝽为害影响了枣树叶片PSⅡ的结构和功能,导致供体侧的OEC受到伤害,光合作用PSⅡ反应中心失活,PSⅡ反应中心关闭程度增加,电子传递活性受到了抑制,其中酸枣叶片PSⅡ受到的影响明显低于冬枣叶片。     

野外模拟增温对亚热带杉木叶片膜脂过氧化及保护酶活性的影响

温度通常被认为是植物生长和生产的重要限制因子, 全球变暖严重影响生态系统, 但全球变暖对亚热带杉木(Cunninghamia lanceolata)叶片膜脂过氧化及保护酶活性的影响并不甚清楚。该研究在野外利用电缆对土壤增温, 设置对照和增温2种处理, 每个处理5个重复。通过测定渗透调节物质、内在水分利用效率、保护酶活性及丙二醛等指标, 探究增温对杉木生理生化特征的影响。研究表明: 1)增温提高渗透调节能力, 但对杉木叶片膜脂过氧化作用不明显; 2)增温显著提高杉木的水分利用效率和固碳效益, 即降低了固碳耗水成本; 3)增温降低超氧化物歧化酶活性和过氧化物酶活性, 却显著提高过氧化氢酶活性和抗坏血酸过氧化酶活性。由此可见, 杉木主要通过提高保护酶(特别是过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化酶)活性以减轻高温胁迫伤害, 这有助于维持杉木细胞代谢稳定。因此, 该区域在未来全球变化背景下的温度升高效应值得长期而深入的探讨。     

Effects of calcium fertilizer on yield,quality and related enzyme activities of peanut in acidic soil

AimsPeanut (Arachis hypogaea) is one of the calcium (Ca)-like crops. In acidic soil, low soil exchangeable Ca²⁺ content, which usually is caused by eluviation, can affect peanut pod development, even causes pod unfilled. The objective of this study was to investigate the effects of calcium fertilizer on yield, quality and related enzyme activities of peanut in acidic soil.Methods ‘Huayu22’ was used as materials, and field experiments were conducted in Wendeng, Weihai (2013) and Sanzhuang, Rizhao (2014), respectively. Three treatments were carried out, i.e. No Ca-application (T₀), 14 kg·667 m^-2 fused CaO (T₁) and 28 kg·667 m^-2 fused CaO (T₂). Top 3rd leaves of main stems were harvested to determine the activities of carbon and nitrogen metabolism enzyme every 15 days from anthesis to mature period. Additionally, the pod traits and yield were investigated at harvest time. Uniform dry pods were used to determine the quality of kernel.Important findings Application of calcium fertilizer significantly increased the pod yield of peanut in acid soil. Yield of T₁ treatment increased by 26.92% and T₂ increased by 21.65% on average at two sites. It might be related to higher pod numbers per plant, higher double kernel rate, and higher plumpness of kernel under T₁ and T₂ treatment than under T₀ treatment. Simultaneously, application of calcium fertilizer also significantly increased the protein and fat content of peanut in acidic soil. The protein content increased 2.02% and the fat content increased 3.01% on average in T₁ treatment, respectively. The protein content increased 1.56% and the fat content increased 2.58% in T₂ treatment, respectively. Additionally, Calcium fertilizer not only improved the lysine and total amino acid content but also improved oleic/linoleic acid (O/L) ratio of peanut in acidic soil. These might be due to higher activities of glutamine synthetase (GS), glutamate synthetase (GOGAT) and glutamate pyruvate transaminase (GPT) in the leaves of peanut in acidic soil under T₁ and T₂ treatments than under T₀ treatment. What’s more, the activity of GS of peanut treated with T₁ was higher than that treated with T₂. Application of Calcium fertilizer also improved the activities of phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPCase), sucrose synthase (SS) and sucrose phosphate synthase (SPS) of peanut at early growing period, but the activities at late growth stage were lower than T₀ treatment. Our results demonstrate that the economic performance of 14 kg·667 m^-2 fused CaO was the best one among these three treatments applied.     

酸性土施用钙肥对花生产量和品质及相关代谢酶活性的影响

以花生(Arachis hypogaea)品种‘花育22号’为研究材料, 2013年在威海文登市、2014年在日照三庄镇的丘陵砂壤土上进行试验, 研究增施钙肥对酸性土花生的产量、品质的影响, 以及相关碳、氮代谢酶活性差异, 探讨酸性土花生钙肥最佳用量。试验设3个钙肥处理, 分别为每667 m²施CaO 0 kg (T₀)、14 kg (T₁)、28 kg (T₂)。结果表明: 酸性土增施钙肥显著增加了花生的荚果产量, 两个试验点T₁处理平均增产26.92%, T₂处理平均增产21.65%。增产原因是增施钙肥显著增加了花生单株结果数, 提高了双仁果率, 从而增加了单株荚果产量, 同时增加了籽仁的饱满度而显著提高了出仁率。钙肥处理均显著提高了花生籽仁蛋白质和脂肪含量, 提高了赖氨酸、总氨基酸含量和油酸/亚油酸(O/L)比值。酸性土增施钙肥显著提高了花生叶片的谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)、谷草转氨酶(GOT)和谷丙转氨酶(GPT)活性, 其中T₁处理的GS活性显著高于T₂处理。钙肥处理显著提高了花生生育前期的叶片磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)、蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性, 而生育后期的活性低于不施钙肥处理。不同钙肥施用量相比, 每667 m²施14 kg CaO的经济效益最好, 其产量最高, 品质最优。     

水分胁迫对黄檗幼苗保护酶活性及脂质过氧化作用的影响

以轻度干旱、重度干旱和水涝处理黄檗幼苗,测定丙二醛(MDA)和游离脯氨酸含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性的动态变化.结果表明,处理40 d以后,轻度干旱、重度干旱和水涝处理的叶片MDA含量始终显著高于对照,最高分别达对照的2.9、2.37和4.12倍,三者之间在处理80 d以后MDA含量差异不显著.水涝处理和对照的游离脯氨酸含量在处理期间没有明显变化,干旱处理的游离脯氨酸含量从处理后40 d开始增加、80 d后回落,重度干旱处理的增加幅度显著大于轻度干旱处理.SOD、POD和CAT活性的变化趋势缺乏一致性,但重度干旱处理的黄檗幼苗,叶片的SOD、POD和CAT活性在处理期间始终显著高于轻度干旱、水涝处理和对照.