水分胁迫对小麦叶片光合作用的影响及其与抗旱性的关系

在水分胁迫初期,两个小麦品种叶片光合速率,气孔导度和细胞间隙CO_2浓度降低,气孔限制值增加,光合速率的降低主要是气孔因素的限制。中度到严重水分胁迫使叶片光合速率、气孔导度和气孔限制值降低,细胞间隙CO_2浓度明显增加,且叶圆片放氧能力,叶绿体Hill反应、叶绿素荧光强度和表观量子产额降低,此时光合速率的降低主要是叶肉细胞光合活性的下降引起的。抗旱性弱的郑引一号叶肉细胞光合活性比抗旱性强的丰抗13更容易受到水分胁迫的影响。     

小麦叶片光合作用与其渗透调节能力的关系

在缓慢干旱条件下,小麦叶片渗透调节能力在一定范围内随胁迫程度的加剧而增加,而在快速干旱下,渗透调节能力丧失。小麦叶片通过渗透调节使光合速率和气孔导度对水分胁迫的敏感性降低,叶片维持较高的电子传递能力、RuBP羧化酶活性和叶绿体光合能量转换系统活性,并推迟了小麦叶片光合速率受气孔因素限制向叶肉细胞光合活性限制转变的时间。     

大豆光合日变化过程中气孔限制和非气孔限制的研究

研究了在典型高温低湿天气下大豆光合日变化过程中气孔限制和非气孔限制的效应。大豆叶片在中午表现出严重的气孔关闭伴随着光合速率的大幅度下降,但中午光合速率下降期间,大豆叶片细胞间隙的CO_2浓度不但没有下降反而有所增加,同时气孔限制值也在下降。实验结果表明,大豆叶片的光合午休现象主要是因为大豆叶片的羧化效率、光合能力,RUBP再生能力的下降以及CO_2补偿点升高造成的。大豆叶片在中午时气孔导度的下降不是造成光合午休的原因,而是在特定环境中实现水分利用最优的一种对策。     

气孔限制在植物叶片光合诱导中的作用

用三种不同的气体交换分析方法研究了玉米、大豆等叶片光合诱导期间的气孔限制作用。发现有利于气孔开放的因素如良好的土壤水分状况、较高的空气湿度等,能够缩短叶片的光合诱导期;CO_2饱和条件下,叶片的光合诱导期比在普通空气条件下的诱导期短得多;在光合诱导后期细胞间隙CO_2度达到稳态值以后,气孔导度的增加伴随着光合速率的提高和气孔限制值的下降。而气孔导度的降低则会引起光合速率的降低和气孔限制值的上升。诱导期存在气孔限制,并在后期占优势。     

小麦和大豆叶片的气孔不均匀关闭现象

用14CO2放射自显影的方法研究了田间小麦和大豆叶片在水分胁迫下的气孔关闭状况。正常浇水的小麦和大豆叶片呈现出对14CO2的均匀吸收。在小麦与大豆"片水势分别降至-1．75和-1．32MPa的土壤干旱条件下,两种作物叶片都发生气孔不均匀关闭。离休叶片在空气中快速脱水易引起气孔不均匀关闭。正常供水小麦叶片在晴天中午明显的光合午休时,无CO2的不均匀吸收。某些晴天中午,在大豆光合午休低谷时段观察到较明显的气孔不均匀关闭,用气体交换资料计算出的细胞间隙CO2浓度并不随气孔年度的降低而下降,反而略有回升。     

排除气孔活动干扰的光合速率测定法

植物叶片光合的气体交换受气孔的控制,气孔的活动又受多种内外因素的影响而使光合速率出现变化。为避免气孔的干扰,可以在测定光合的同时测量气孔的气阻值,然后利用气阻公式加以校正而求得叶肉细胞的光合速率。或者直接撕去叶表皮再测定其光合速率。这些方法都有其困难和局限。最常用的办法是采取在有充分水分供应条件下照光一段时间来促使气孔开放。CO_2亏缺也是促使气孔开放的一个因素。例如,对撕下的蚕豆叶表皮进行的观察,看到在光下     

土壤干旱条件下氮素营养对小麦水分状况和光合作用的影响

轻度土壤干旱下,小麦叶片仍能维持较好的水分状况,高氮营养对叶片光合作用有明显的促进作用。中度以上土壤干旱下,叶片水势和相对含水量明显降低,高氮叶片降低的幅度显著大于低氮,同时叶片净光合率(P_n)也趋于降低,高氮叶片降低的幅度较大。高氮叶片的叶肉光合活性明显大于低氮叶片,干旱下P_n降低与其气孔限制作用较大有关。高氮叶片的渗透调节大于低氮叶片,但渗透调节对气孔导度和P_n的维持有限。     

田间小麦叶片光合效率日变化与光合“午睡”的关系

小麦灌浆初期叶片(旗叶)晴天中午光合速率下降(“午睡”)伴随了气孔导度、胞间CO_2浓度下降,而气孔限制值中午升高,进一步证实气孑L中午关闭是光合“午睡”的一个重要原因。叶片光合效率的中午下降并非都伴随着光合“午睡”现象。当两者同时发生时,胞间CO_2浓度降低,而光合速率与气孔导度、胞间CO_2浓度之间的相关性高于光合速率与光合效率之间的相关性。这些事实表明。即使光合效率中午下降是光合“午睡”的部分原因,但较之气孔中午关闭只是一个次要原因。     

水分胁迫对冬小麦CO_2同化作用的影响

比较了两个小麦品种陕合6号和郑引1号经受不同程度的水分胁迫处理后,叶片多种光合参数:净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、细胞间隙CO_2浓度(G_i)、表观量子需要量和羧化效率以及Rubis CO蛋白量与活性等的变化。在轻度水分胁迫下,叶片光合速率降低的根本原因在于气孔导度的下降;而在严重胁迫下,非气孔因素起主要作用。     

小麦拔节期淹水对叶片光合特性的影响

为研究拔节期涝害对小麦叶片光合特性的影响, 以小麦品种烟农19 为试验材料, 采用盆栽试验, 于小麦拔节 期进行淹水(涝害)处理, 分析小麦叶片光合气体交换参数的变化。结果表明, 拔节期淹水6 d 后小麦叶片SPAD 值较对照显著下降。在淹水3–9 d 内, 随着小麦叶片净光合速率逐渐下降, 叶片气孔导度和胞间CO2 浓度亦显著下降, 说明烟农19 光合速率下降主要是叶片气孔限制引起的。而在淹水后期(9 d 之后), 净光合速率持续下降, 而叶片胞间CO2浓度却升高, 说明在涝害发生后期叶片光合速率下降主要由非气孔因素引起。在小麦拔节期涝害前期叶片光合速率下降主要是由叶片气孔限制引起的, 而在涝害发生后期叶片光合速率下降主要由非气孔因素引起。     

基于FvCB模型的叶片光合生理对环境因子的响应研究进展

为提高叶片光合速率并更好地理解叶片光合生理对环境因子变化的响应机制,FvCB模型(C_3植物光合生化模型)常用于分析不同环境条件下CO_2响应曲线并预测叶片活体内光合系统的内在变化状况。系统介绍了FvCB模型的建立、发展过程和拟合方法等基本理论,综述了该模型在叶片光合生理对光、CO_2、水、温度和N营养等环境因子变化的响应机制中的应用研究。为进一步完善FvCB模型并更好地理解叶片活体内光合系统对环境因子变化的响应机制,未来拟加强以下研究:1)羧化速率与光合电子传递速率之间的联系;2)叶肉导度的具体组分及其对FvCB模型参数估计的影响;3)叶片气孔导度和叶肉导度对环境因子变化的调控机制。     

土壤干旱条件下不同施钾水平对烟草光合速率和蒸腾效率的影响

研究了土壤干旱条件下,不同的施钾水平对烟草光合速率,胞间CO2浓度,气孔导度,蒸腾速率,蒸腾效率及生物量的影响。结果表明：在土壤干旱条件下适量施钾可以减少叶肉细胞光合活性的下降,消弱非气孔因素对光合的限制,增强气孔调节能力,提高蒸腾效率,并获得较高的生物量。     

毛竹(Phyllostachys pubescens)叶光合作用的气孔限制研究

运用Farquhar和Sharkey(1982)提出的两个判据——细胞间隙CO_2浓度(C_i)和气孔限制值(L_s),从几个不同的侧面研究了毛竹光合作用的气孔限制。虽然观测到气孔导度(G_s)与光合速率(P_n)随着气温、光量子通量密度的降低和叶水分胁迫的加剧而大体上平行地下降,但是在低的环境温度、低的光量子通量密度和严重的水分胁迫下,气孔导度的下降不是光合速率下降的主要原因,因为这时C_i在上升,而L_s下降。然而,在低的空气湿度和轻微水分胁迫下,C_i的下降和L_s的上升都证明,这时气孔导度的下降是光合速率降低的主要原因。     

自然条件下中熟籼稻初穗期剑叶光合的气孔和非气孔限制特征

为探究自然条件下中熟籼稻初穗期剑叶光合作用的气孔与非气孔限制特征,利用LI-6400光合仪测定了4个水稻品种(恢复系R7-35,不育系井大3S,杂交F_1代井大3S/R7-35和对照品种9311)的气体交换数据,获得了它们的净光合速率、气孔导度、胞间CO_2浓度和气孔限制值对光的响应曲线。结果表明:与最大净光合速率相对应的饱和光强(I_(sat))分别为1500、1800、1200和1200μmol·m~(-2)·s~(-1);除井大3S/R7-35外,其他3个水稻品种的气孔导度随光强的增加而非线性增加,由此可知,在较高光强处限制这4个水稻叶片光合作用的因素是非气孔限制。与最小胞间CO_2浓度(C_i)相对应的光强分别为1600、1600、1400和1600μmol·m~(-2)·s~(-1),与最大气孔限制值(L_s)相对应的饱和光强分别为1400、1200、1400和600μmol·m~(-2)·s~(-1)。根据Ci降低和Ls升高作为判断叶片光合速率降低的主要原因是气孔因素的判据标准,品种9311则在光强小于1600μmol·m~(-2)·s~(-1)时,Ci随光强的增加而降低,在光强小于600μmol·m~(-2)·s~(-1)时,Ls随光强的增加而升高,但该品种在光强小于1200μmol·m~(-2)·s~(-1)时,其光合能力随光强的增加而非线性增加。这个结果与以Ci降低和Ls升高作为判断准则相互矛盾。为此,提出用植物叶片是否存在I_(sat)作为判断光合速率下降的非气孔限制因素准则,用气孔导度是否存在最大值作为植物叶片的气孔限制因素准则。     

小麦叶片气孔保卫细胞大小的测定及其在农业上的应用

叶片气孔在水分生理方面的研究报道较多,但对构成气孔的两个保卫细胞研究的甚少。本文就小麦叶片气孔保卫细胞大小的测定方法及其应用的初步研究结果介绍如下,供参考。 (一)小麦叶片气孔保卫细胞的观察剪取小麦叶片,用纸包好携回室内。将叶片放在载玻片中央,叶片下表皮向上,左手食指压住叶片一端,右手握解剖刀,先沾一下水,轻刮叶片,一直刮去下表皮和叶肉,仅留下一层像葱皮一样薄的无色的上表皮为止。然后放在普通光学显微镜下,观测气孔保卫细胞。保卫细胞长度可采用目镜刻度换算法(目镜测微尺是具有刻     

土壤干旱条件下磷素营养对春小麦水分状况和光合作用的影响

研究了土壤干旱条件下磷素营养对春小麦水分状况和光合作用的影响。结果表明：土壤干旱下,磷素营养明显改善了春小麦的水分状况,维持了较高的ψｗ和ＲＷＣ,并因而导致了较高的净光合速率和较大的气孔开度。不同干旱程度下,限制春小麦光合的因子并不相同,轻度干旱下,光合降低主要是气孔的作用,而严重干旱下则主要是非气孔因子的作用。无论何种水分水平下,施磷处理的净光合速率皆高于不施磷处理,与其较大的气孔导度和叶肉光合     

小麦进化过程中叶片气孔和光合特征演变趋势

根据小麦属内种间的进化关系选取21种小麦品种为实验材料,研究了小麦进化过程中气孔特征和光合特征的演变趋势。结果表明,无论是A,B,D染色体组还是A,G染色体组,气孔长度、宽度、周长、面积均随倍性水平的升高而呈增大趋势,而气孔指数无显著变化;A,B,D染色体组气孔密度随倍性升高呈减少趋势。二倍体小麦的Pn值最高,六倍体小麦的Fv/Fm值较高,二倍体小麦叶片叶绿素含量显著高于四倍体和六倍体小麦。不同倍性小麦的净光合速率与气孔导度间均存在极显著相关关系,表明气孔传导力是小麦光合能力的主要限制因素之一。气孔导度与单一气孔特征之间无显著相关关系。A,B,D染色体组不同倍性小麦叶片气孔密度差异显著,其大小顺序为二倍体〉四倍体〉六倍体;A,B,D染色体组不同倍体小麦叶片的气孔长度、宽度、周长、面积差异显著,顺序均为六倍体〉四倍体〉二倍体,气孔密度降低可能是A,B,D染色体组六倍体小麦光合能力降低的原因。随着倍性的升高,小麦的抵抗光抑制能力越强,因此光化学能转换效率可能不是小麦进化过程中光合能力变化的原因。A,B,D染色体组中二倍体的叶绿素含量显著大于四倍体和六倍体,而A,G染色体组中倍体间叶绿素含量差异不显著,说明叶绿素的降低可能是A,B,D染色体组六倍体光合能力降低的原因之一。     

乌拉尔甘草不同部位叶片气孔泌盐与光合气体交换特征

以野生乌拉尔甘草为研究对象,对其不同部位叶片(上部、中部及下部)的气孔泌盐状况、叶绿素含量、叶片解剖结构、净光合速率以及气孔导度进行比较分析。结果显示:(1)上部叶片气孔未见盐分积累,中部叶片气孔内有少量盐分分泌和累积,下部叶片气孔的泌盐量最大。(2)上部和中部叶片的叶绿素含量显著高于下部叶片。(3)上部叶片叶肉细胞排列最致密,中部叶片次之,下部叶片叶肉细胞排列疏松。(4)不同部位叶片的净光合速率和气孔导度也均存在显著差异,均表现为上部叶片净光合速率最高,中部叶片次之,下部叶片净光合速率最低。研究认为,野生乌拉尔甘草上部叶片的气孔在植物生长过程中主要进行光合气体交换,几乎不分泌盐;下部衰老叶片的光合能力最弱,其气孔主要负责将体内多余的盐分排出体外,以维持植株体内的离子平衡,保证乌拉尔甘草新陈代谢的正常进行;不同部位的叶片分工协作,在气孔的气体交换和泌盐这两种利益冲突的行为之间实现了巧妙的权衡,是乌拉尔甘草对高盐环境的一种适应策略。     

小麦叶片气孔性状与产量和抗旱性的关系

以小麦旱选10号/鲁麦14 DH群体为试材,对干旱胁迫和正常灌溉条件下花后10 d和20d旗叶中部气孔密度、气孔大小、气孔导度、光合速率、蒸腾速率与产量和抗旱系数的关系进行相关和通径分析.结果表明:在两种水分条件下,花后10 d气孔密度、气孔大小、气孔导度、光合速率、蒸腾速率与产量和抗旱系数的相关性大多不显著;但花后20 d与千粒重呈极显著正相关,与穗粒数、单株产量和抗旱系数的相关性仍大多不显著.气孔导度、光合速率和蒸腾速率是影响单株产量和抗旱系数的主要因素,不仅对单株产量和抗旱系数的直接作用较大,间接作用也较大;气孔密度与气孔大小对单株产量和抗旱系数的直接作用和间接作用均较小.在两种水分条件下,花后10 d和20 d,气孔密度与气孔长度之间,气孔长度与气孔宽度、气孔导度、光合速率和蒸腾速率之间的相关性均显著或极显著,但气孔密度、气孔长度与气孔导度、光合速率和蒸腾速率间的相关性在不同水分条件和不同生育阶段存在差异,表明水分条件、生长发育阶段对这些性状之间的相关性影响较大.通过育种手段以叶片气孔密度和气孔大小为选择目标,来改善小麦气孔导度、光合速率和蒸腾速率,进而提高产量并不总是一种有效手段.     

水分胁迫对短枝型果树光合作用的非气孔限制

水分胁迫使叶片相对含水量降低,气孔阻力增大.水分胁迫光合速率的下降除受气孔因素影响之外,随着胁迫时间的延长和胁迫程度的加剧,水分胁迫导致O-·2累积,H2O2含量增加,从而引发膜脂过氧化,造成膜渗漏,质膜相对膜透性增大,膜脂过氧化产物MDA含量升高,由膜系统破坏而诱发的非气孔因素成为光合速率下降的主要原因.