砂仁光合作用的CO2扩散限制与气孔限制分析

目前常用从气体交换参数计算的胞间CO₂浓度(C_i)来计算气孔限制值(L_s),但由于胁迫情况下计算的C_i偏高常导致结果不准确。该文引入扩散限制分析概念,以砂仁为例介绍了一种不需 C_i的计算扩散限制值(L_d)的新方法。同时通过叶绿素荧光参数间接估算受干旱胁迫植株的C_i(用C_i'表示)计算气孔限制值(L_s')。采用这3种方法分析了生长在100%和40%土壤相对湿度(RSM)下的砂仁(Amomum villosum)净光合速率的限制因素。结果表明两种水分状况下砂仁午后净光合速率的限制因素不同。100%RSM下,午后砂仁L_s没有升高,说明光合作用气孔限制并未增强;午后其L_d升高表明光合作用的CO₂扩散限制增强,这主要是由叶肉阻力相对增大所致。40%RSM下,午后砂仁L_s'升高比L_d升高明显,说明气孔阻力在所有扩散阻力中占主导作用,是限制净光合速率的主要原因;而其 L_s午后并未升高,暗示传统的气孔限制分析会得出非气孔限制的错误结论。C_i'低于C_i,说明干旱胁迫时传统的气体交换方法高估了C_i。上述结果都证明水分胁迫情况下传统方法不可靠,该文介绍的两种新方法比较准确可靠,同时使用两种新方法还可定性推测叶肉阻力的变化方向。     

CO2浓度升高条件下长白赤松幼苗种植密度对净光合速率的影响

1　引　　言自 19世纪 70年代工业革命以来 ,由于人类活动的影响 ,大气ＣＯ2 浓度不断升高 ,已由工业革命前的 2 80 μｍｏｌ·ｍｏｌ-1增至目前的 35 0 μｍｏｌ·ｍｏｌ-1.据预测 ,到 2 0 5 0年将比工业革命前增加 1倍 ,到本世纪末将增加到 70 0 μｍｏｌ·ｍｏｌ-1左右[4 ,12 ,18] .大气ＣＯ2 浓度升高引起的温室效应对生物过程的影响 ,无疑是研究全球变化对陆地生态系统影响的基本问题 .目前 ,这方面的研究已成为国内外学者普遍关注的一个热点[2 ,3 ,5,6,9,17] .生态系统中的生物因子不是孤立存在的 ,每个有机体既处于无机环境之中 ,同…     

红松幼苗对CO2浓度升高的生理生态反应

研究了用开顶箱控制CO     

北方粳稻光合速率、气孔导度对光强和CO2浓度的响应

 以东北地区主栽的粳稻（Oryza sativa var. japonica）品种为对象,用美国LI-cor公司生产的Li 6400光合作用测定仪控制光强、CO2浓度和温度等环境条件,阐述了光合作用和气孔导度对光和CO2浓度的响应特征及其耦合关系。结果表明,光合速率随光强或CO2浓度的提高而增大,均遵循米氏响应;在不同CO2浓度下,表观量子效率随CO2浓度的提高而增大,但CO2浓度达到800 μmol•mol－1以上时,表观量子效率有所减小;在不同光强下,表观羧化效率也随光的增强而增大,但光强达到1 600 μmol•m-2•s-1以上时,表观羧化效率也有所减小;在光强和CO2浓度协同作用下,光合速率的响应遵循双底物的米氏方程,在光强和CO2浓度均趋于饱和时,北方粳稻（品种：辽粳294）剑叶的潜在最大光合速率为71.737 8 μmol•m-2•s-1,表观量子效率为0.056 0 μmolCO2•μmol-1 photons,表观羧化效率为0.103 1 μmol•m-2•s-1/μmol•mol－1。气孔导度也随光的增强而增大,对光强的响应规律也可以用Michaelis-Menten曲线模拟,而叶面CO2浓度的提高会使气孔导度减小,气孔导度（Gs）对叶面CO2浓度（Cs）的响应可以用Gs=Gmax,c/(1+Cs/Cs0)的双曲线方程模拟。在光强(PFD)和CO2浓度协同作用下,气孔导度可以用式Gs=Gmax(PFD/PFDc)/［(1+PFD/PFDc)(1+Cs/Cs0)］+Gct估算,当CO2浓度趋于0而光强趋于饱和时,北方粳稻的潜在最大气孔导度（Gmax）为0.670 9 mol•m-2•s-1。在光强和CO2浓度协同作用下,Ball-Berry模型及其修正形式依然能很好地表达气孔导度-光合速率的耦合关系,并且用叶面饱和水汽压差（Ds）修正耦合关系中的相对湿度可以提高模拟精度。     

水稻叶片光合作用对开放式空气CO2浓度增高(FACE)的响应与适应

利用便携式光合气体分析系统 (LI 6 4 0 0 ) ,比较测定了高CO2 浓度 (FACE ,free airCO2 enrich ment)和普通空气CO2 浓度下生长的水稻叶片的净光合速率、水分利用率、表观量子效率和RuBP羧化效率等光合参数 .在各自生长CO2 浓度 (380vs 5 80 μmol·mol-1)下测定时 ,高CO2 浓度 (5 80 μmol·mol-1)下生长的水稻叶片的净光合速率、碳同化的表观量子效率和水分利用率明显高于普通空气 (380 μmol·mol-1)下生长的水稻叶片 .但是 ,随着FACE处理时间的延长 ,高CO2 浓度对净光合速率的促进作用逐渐减小 .在相同CO2 浓度下测定时 ,FACE条件下生长的水稻叶片净光合速率和羧化效率明显比普通空气下生长的对照低 .尽管高CO2 浓度下生长的水稻叶片的气孔导度明显低于普通空气中生长的水稻叶片 ,但两者胞间CO2 浓度差异不显著 ,因此高CO2 浓度下生长的水稻叶片光合下调似乎不是由气孔导度降低造成的 .     

CO2浓度升高对大豆冠层光合速率影响的数值模拟研究

利用美国Li-6200光合测定系统对鲁豆4号叶片光合速率进行了大量测定研究,确定了大豆叶片光-光合作用模式,模式中考虑了CO2浓度对光合作用速率的影响,在此基础上进一步测定了大豆冠层结构,建立了一个大豆冠层光合速率数值模式.利用GXH-305红外线CO2分析仪外接50×50×120cm同化箱对冠层光合速率进行了实际测定,结果表明当CO2浓度低于660ppm时,模式可以较好地模拟出CO2浓度升高对群体光合速率的影响,平均相对误差为7.41%.本文所测得的大量实验数据,为研究CO2浓度升高对大豆生长影响提供了更加可靠的模型参数,同时也为进一步建立自然状况下大豆生长数值模式提供了一定的理论依据.     

野生与栽培黄花蒿净光合速率对光强和CO2浓度的响应

比较了相同种源的野生和栽培黄花蒿(Artemisia annua L.)净光合速率对光强和CO2浓度的响应特性。结果表明,野生和栽培黄花蒿的光饱和点(LSP)分别为1 183和1 564μmol m-2s-1,光补偿点(LCP)为17和18μmol m-2s-1,最大净光合速率(Pmax)为18.78和22.38μmol m-2s-1,表观量子效率(AQY)为0.08和0.075μmol m-2s-1,表明黄花蒿的光合能力强,能够利用很高的光强,且对弱光的适应性也较强。栽培黄花蒿的Pmax、LSP和最大羧化速率(Vcmax)显著高于野生黄花蒿,两者的LCP、不包括光下呼吸的CO2补偿点、AQY、光下呼吸速率和最大电子传递速率(Jmax)差异不显著。强光下栽培黄花蒿主要通过提高Vcmax和Jmax等来增强光合能力,强的光合能力有利于黄花蒿的生长,因此在人工栽培黄花蒿的过程中应选择阳光充足的开阔生境。     

大气CO2浓度和温度升高对作物生理生态的影响

论述了大气CO2浓度和温度升高下的植物生长,光合作用,产量以及水分养分利用效率等方面的研究进展,未来高CO2浓度下,光合作用速率有不同程度的提高,生物量和产量增加;气孔导度降低,水分利用效率（WUE）提高,一般地上部分和根系尤其是细根生物量增加,凋落物量随之增加,C/N比率提高,植物残体的腐解速率降低,CO2浓度升高后,会给根际微生物带来更多的底物,从而提高了微生物活性,加速养分的矿化过程,改善植物的养分状况。     

植物光合作用对CO2浓度增高的适应机制

长期在高浓度CO2环境下生长的植物往往会发生光合适应或下调,即在相同CO2浓度下的光合速率明显低于普通空气中生长的对照。虽然关于这种现象已经有许多研究报告和综述文章,但是它的机理还不很清楚。本文结合作者所在研究组的工作,概述了关于植物光合适应机理研究的新进展,提出除了呼吸作用增强和光合产物超常积累的可能作用以外,二磷酸核酮糖（RuBP）羧化限制和RuBP再生限制可能是导致植物光合适应的主要因素。     

气孔参数和温室效应及其与大气CO2浓度的相关性

自从工业革命以来 ,全球气温发生了明显的变化。研究表明 ,2 0世纪 90年代和 2 0世纪分别是近千年来最暖的 10年和世纪。 2 1世纪的全球变暖现象将比 2 0世纪更加明显。目前普遍认为 ,温室效应是造成全球气候变暖的主要原因。气候变暖影响全球生态系统 ,威胁着人类的生存和发展。正确认识植物气孔参数、温室效应及其与大气 CO2 浓度的相关性 ,有助于正确预测全球气候变化的趋势 ,促使人们采取相应的措施 ,促进可持续性发展。1　温室效应及其与大气 CO2 浓度的相关性1.1　温室效应的含义　生活中常见的玻璃花房和塑料薄膜蔬菜大棚就是典型…     

'金光杏梅'叶片净光合速率与生理生态因子的关系

以‘金光杏梅’成熟叶片为试验材料,采用CI-301型便携式CO2气体分析仪测定了其叶片净光合速率(Pn)日变化,并通过多元逐步回归和通径分析方法探讨了净光合速率与生理生态因子间的关系。结果表明:‘金光杏梅’叶片净光合速率日变化为双峰曲线,在上午10:00和下午15:00分别出现一次高峰,具有典型的"午休"现象,它是由气孔因素和非气孔因素两种因素造成的;叶片气孔导度和蒸腾速率日变化均与净光合速率日变化呈正相关,回归方程分别为yPn=0.947xGs2 0.2874xGs 57.945,(R2=0.8534)和yPn=0.8079xTr0.5421,(R2=0.5716);影响‘金光杏梅’叶片净光合速率的主要生态因子是光合有效辐射和大气CO2浓度,主要生理因子是气孔导度和蒸腾速率。     

The Electrical Analogy Analysis and Simulation Testing of the Relationship Between Net Photosynthetic Rate and Stomatal Conductance

The hypothesis about the linear relationship between net photosynthetic rate and stomatal conductance, which had formed the basis of the empirical model proposed by Ball et al, was analyzed by analogy with electrical resistance and simulation testing. The results showed that the relationship between stomatal conductance and net photosynthetic rate was non-linear, but approaches a linear one when there was a large the boundary layer conductance of leaf. In addition, the way in which the ratio of CO2 concentrations in and out of the stomata changes with light and the influence of boundary layer conductance on the ratio had also been simulated.     

The Cause of the Difference in Leaf Net Photosynthetic Rate between Two Soybean Cultivars

To explore the cause of difference in photosynthetic performance between different cultivars of crops, leaf net photosynt rate (P _N) and photosystem 2 (PS2) photochemical efficiency (F_v/F_m), apparent quantum yield of carbon assimilation (_c), electron transport rate, photophosphorylation activity, etc. were measured in two soybean cultivars, Heinong 42 and Heinong 37. At pod setting and filling, significant differences in P _N between them were observed. The former with a higher P _N (from 7 to 38 %) had a significantly higher leaf thickness, leaf dry mass/area (LMA), chlorophyll content, soluble protein content, apparent quantum yield of electron transport through PS2 (_e), carboxylation efficiency (CE), and ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase (RuBPC) activity. The significantly higher P _N of Heinong 42 is mainly due to its higher content and activity of RuBPC.     

Physiological Basis of the Difference in Net Photosynthetic Rate of Leaves between Two Maize Strains

Significant differences in net photosynthetic rate (P _N) of leaves between two maize (Zea mays L.) strains (Shuang 105 and 40×44) grown in the field were observed. At several growth stages, P _N of 40×44 was higher than that of Shuang 105 (from 10.3 to 32.5 %). Moreover, the strain 40×44 had a higher plant height, larger leaf area, lower chlorophyll content, and higher photochemical efficiency of photosystem 2 (PS2) (F_v/F_m and F/F_m) than strain Shuang 105. Shuang 105, which showed lower P _N, had lower stomatal conductances (g _s) but slightly higher intercellular CO₂ concentrations (C _i) than those of 40×44. Hence the differences in P _N between the two strains did not result from the difference in g _s, but probably from that in light reaction system.     

超级杂交水稻谷粒产量与叶光合速率的关系

在2000～2005年期间,通过测定几种超级杂交水稻与普通杂交水稻‘汕优63’的产量构成和叶片光合作用探讨了谷粒产量与光合作用的关系。结果表明:(1)4种超级杂交水稻‘培矮64S/E32’、‘P88S/O293’、‘金23A/611’和‘GD-lS/ RB207’的产量水平显著高于‘汕优63’,是对照的108%～120%。(2)与‘汕优63’相比,这些超级杂交水稻的株型好,上层叶片直立,穗大即每穗粒数多,是对照的125%～177%。(3)与‘汕优63’相比,这些组合第二叶的净光合速率显著提高,但第一叶即剑叶的未必都较高。(4)去半叶处理降低了‘GD-1S/RB207’的结实率,而去半穗处理显著提高了结实率。因此,这些超级杂交水稻的高产原因在于穗大、株型好以及群体光能利用效率高。增加单叶特别是剑叶的光合能力是克服谷粒产量的光合产物源限制和在未来的超级杂交水稻育种中实现产量潜力新突破的关键。     

Modelling Net Photosynthetic Rate of Winter Wheat in Elevated Air CO2 Concentrations

Winter wheat plants were grown in open top chambers either at 365 µmol mol^–1 (AC) or at 700 µmol mol^–1 (EC) air CO₂ concentrations. The photosynthetic response of flag leaves at the beginning of flowering and on four vertical leaf levels at the beginning of grain filling were measured. Net photosynthetic rates (P _N) were higher at both developmental phases in plants grown at EC coupled with larger leaf area and photosynthetic pigment contents. The widely accepted Farquhar net photosynthesis model was parameterised and tested using several observed data. After parameterisation the test results corresponded satisfactorily with observed values under several environmental conditions.     

A Study on the Relationship Between the Net Photosynthetic Rate of Young European Beech and Main Climatic Factors Under Natural Conditions

Young European beech lives under the blank of European beech mature forest. Its photosynthetic rate was significantly affected by climatic factors. This paper deals with the effect of climatic factors on diurnal variations of the net photosynthetic rate,photosynthetic capacity,lightphocosynthesis curve and temperature effect of net photosynthetic rate under different radiations. The results are as follows:the climatic factors have greater influence on diurnal variations of the net photosynthetic rate. The influence coefficient of radiation,temperature and relative humidity on photosynthetic capacity are 0. 51, 0. 22. and 0. 17,respectively. The light-photosynthesis curve is Y= 1. 49273–1. 58993 × 0. 09328(0.01x). The optimum combination of environmental conditions of photosynthetic rate under natural conditions is:the radiation is more than 45 μE · m-2 · s-1 and meantime the temperature is between 10℃ and 20℃.     

陆生植物气孔参数与大气CO_2浓度变化

陆生植物的起源与演化与全球气候和环境的变化密不可分,利用植物气孔参数(气孔密度和气孔指数)来指示或重建古大气CO2浓度变化是近年来全球变化研究的热点之一。就陆生植物气孔参数的研究进行了概述,对研究中存在的问题及其前景作了简要探讨,并对植物生物学方法在定量研究古气候和古环境变化的趋势进行了分析。     

ICAM-1与脑梗死关系的研究进展

炎症在脑梗死的发病机制中扮演着非常重要的角色,动脉粥样硬化是脑梗死的病理基础,动脉粥样硬化被认为是一种慢性炎症过程,这种炎症过程与黏附分子的表达有关,如细胞间黏附分子-1(ICAM-1),它能黏附循环中的白细胞,促进内皮细胞表面粥样斑块的形成,许多研究表明,ICAM-1与脑梗死密切相关,本文就二者的关系做一综述.