三叶橡胶光合作用能力和抗氧化系统以及单萜类物质对茉莉酸的响应

用茉莉酸（JA）处理三叶橡胶,分别在JA处理1、24、48、72、96、120h后,分析三叶橡胶光合作用能力和抗氧化系统活性以及单萜类物质的变化。结果发现,与对照相比,用JA处理的三叶橡胶的叶片最大净光舍速率和气孔导度显著下降,光系统Ⅱ潜在最大光化学效率和内在光化学效率也明显下降。光合作用能力的下降可能是由于JA处理导致的叶绿素、类胡萝卜素、可溶性蛋白质含量逐渐下降的结果。然而,JA处理却导致过氧化氢含量逐渐增加,过氧化氢含量的增加激活了抗氧化系统,结果导致超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶活性上升,抗坏血酸-谷胱甘肽循环加强。但是,α-蒎烯、β-蒎烯、桧烯以及总单萜这些潜在的抗氧化物的含量却先增加,而后逐渐下降。     

三叶橡胶光合作用能力和抗氧化系统以及单萜类物质对茉莉酸的响应

用茉莉酸(JA)处理三叶橡胶,分别在JA处理1、24、48、72、96、120小时后,分析三叶橡胶光合作用能力和抗氧化系统活性以及单萜类物质的变化。结果发现,与对照相比,用JA处理的三叶橡胶的叶片最大净光合速率和气孔导度显著下降,光系统II潜在最大光化学效率和内在光化学效率也明显下降。光合作用能力的下降可能是由于JA处理导致的叶绿素、类胡萝卜素、可溶性蛋白质含量逐渐下降的结果。然而,JA处理却导致过氧化氢含量逐渐增加,过氧化氢含量的增加激活了抗氧化系统,结果导致超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶活性上升,抗坏血酸-谷胱甘肽循环加强。但是,α-蒎烯、β-蒎烯、桧烯以及总单萜这些潜在的抗氧化物的含量却先增加,而后逐渐下降。     

间作和净作条件下喜阴植物谢君魔芋的光合作用及光合诱导特征研究

为了解种植模式对谢君魔芋(Amorphophallus xiei)光合作用的影响,研究了间作和净作模式下谢君魔芋的光合作用和光合诱导特征。结果表明,间作模式下的谢君魔芋净光合速率(Pn)比净作模式的高18.97%,最大气孔导度(gs-max)比净作模式的小22.4%,且间作模式下谢君魔芋有较高的表观量子产额(AQY)、光饱和点(LSP)、羧化效率(CE)、叶绿素含量以及较小的暗呼吸速率(Rd)、光补偿点(LCP)、CO_2补偿点(Г*)。高光照诱导后,间作模式下的光合诱导状态(IS)大于净作模式,且在间作模式下光合诱导过程中达到最大光合速率(Pmax)和最大气孔导度(gs-max)的30%、50%所需时间较短;同时,光合诱导过程中达到Pmax和gs-max的30%、50%和90%的时间(t30%P、t50%P、t90%P和t30%gs、t50%gs、t90%gs)与gs-initial呈负相关关系。因此,玉米-魔芋间作下,谢君魔芋通过增大AQY和LSP、减小Rd和LCP等来提高光的利用能力及维持碳平衡;同时通过快速的光合诱导,提高对光斑的利用能力从而增加碳获得。     

光强对三七光合能力及能量分配的影响

通过研究生长于不同环境光强(29.8%、9.6%、5.0%、1.4%和0.2%全日照)下的2年生三七光合作用对光照强度、CO₂浓度、模拟光斑的响应及叶绿素荧光和能量分配特征,研究光照强度对阴生植物三七光合特征及光适应的影响.结果表明: 29.8%全日照(FL)下三七表观量子效率(AQY)、光系统Ⅱ(PSⅡ)潜在的量子效率(F_v/F_m)、PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)较低,最大净光合速率(P_{n max})、最大电子传递速率(J_max)、实际光化学量子效率(F/F_m′)、电子传递速率(ETR)、光化学淬灭系数(q_P)和光能分配到光化学途径的比例(Φ_PSⅡ)较高,但非光化学淬灭系数(NPQ)并不是最高.9.6% FL和5.0% FL处理P_{n max}、光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)、暗呼吸速率(R_d)无显著差异,但它们的AQY、羧化效率(CE)、最大羧化速率(V_{c max})、F_v/F_m、F_v/F_o较高,NPQ也相对较高.生长环境光强低于5.0%FL时,P_{n max}、CE、V_{c max}、J_max、ETR、F/F_m′、q_P、NPQ和Φ_PSⅡ均随生长环境光强的降低呈下降趋势,而捕获的光能分配到荧光耗散的比例(Φ_f,D)逐渐增加.在500 μmol·m^-2·s^-1光斑诱导下,生长环境光强大于5.0%FL下的三七Φ_PSⅡ随诱导时间的延长缓慢增加,1.4%FL和0.2%FL下Φ_PSⅡ迅速达到饱和,且Φ_f,D迅速增加.三七在受到长期高光胁迫的环境下,通过适度的PSⅡ光抑制和保持较高光合电子传递速率,从而提高光能的利用来保护光合机构遭受不可修复的氧化伤害;适度的遮荫能够有效保持较高的非光化学热耗散能力;但过度遮荫会使其光合能力明显降低,捕获的光能更多地通过非光化学的途径耗散,且在接受到高光照射时较容易引发光氧化伤害.     

植物顽拗性种子研究进展

对植物顽拗性种子的概念、物种分类、形态、分布及一些生理生态特征进行了综述,分析了顽拗性种子脱水敏感性的原因和对环境的生态适应性,探讨其可能的进化地位和贮存技术。同时,对顽拗性种子研究的发展趋势和应用前景进行了展望,即加强生境调查,更新顽拗性种子植物数据库,从形态学、生理生态学和分子生物学分析种子顽拗性本质。     

西双版纳热带雨林中两种生态型蕨类植物的光合特性比较研究

通过比较分布于西双版纳热带雨林林下生境中的附生鸟巢蕨(Neottopteris nidus)和地生网脉铁角蕨(Asplenium finlaysonianum)的光合特征和光合诱导特性, 来研究不同生态型蕨类植物的光斑利用策略。研究结果表明, 2种蕨类植物的最大净光合速率、暗呼吸速率、表观量子效率、光饱和点和光补偿点没有显著差异, 但网脉铁角蕨的最大气孔导度远远高于鸟巢蕨, 表明后者具有更强的光合水分利用效率。在暗处理3小时接着光照(光强为20 mmol .m-2.s-1)30分钟后, 网脉铁角蕨的初始气孔导度显著高于鸟巢蕨。连续照射饱和强光后, 网脉铁角蕨达到最大净光合速率50%(T50%)和90%的时间(T90%)比鸟巢蕨短: 网脉铁角蕨和鸟巢蕨的T50%分别为0.57和5.31分钟, T90%分别为5.85和26.33分钟。诱导过程中, 气孔导度对强光的响应明显滞后于净光合速率。鸟巢蕨达到最大气孔导度的时间明显比网脉铁角蕨慢, 但在光合诱导消失过程中2种蕨类植物的 光合诱导维持能力却没有显著差异。上述结果表明, 与大多数地生林下植物(如网脉铁角蕨)相比, 附生鸟巢蕨的水分保护比碳获得更重要, 但却限制了附生蕨对光斑的利用。     

昆明西山半湿润常绿阔叶林及其〖HJ*3〗〖HJ*2〗次生演替群落的更新特征

对昆明西山国家森林公园处于不同演替阶段的云南油杉林、云南油杉-滇青冈混交林和滇青冈林内木本植物幼苗的种类组成、数量及更新方式等进行了调查分析。结果表明:在所调查的共144个25m2的样方中,共记录到木本植物幼苗32科45属共49种。随着演替的进行,幼苗总密度表现出先增加后降低的趋势,处于演替中期的云南油杉-滇青冈混交林内幼苗最丰富,平均密度达80株.25m-2。在不同演替阶段各植被类型中,实生和萌生两种更新方式同时存在,单一的更新方式可能使群落的更新面临较大的风险。幼苗发生了顶死或梢枯后,从其根颈处生出多个萌枝形成多干基株的更新方式结合了实生和萌生更新各自的优点,是幼苗在与环境长期作用过程中进化出的一种有效对策。     

光照强度驱动典型阴生植物三七的生理生态响应特征

为探究阴生植物三七(Panax notoginseng)对不同光照强度的生理生态响应特征,研究5种透光率(46.5% LT、21.8% LT、9.70% LT、5.10% LT、2.80% LT)下三七生理、形态和生长等各项指标的变化特征,并对其相关指标进行相关性、可塑性和主成分分析。结果表明:三七在高光(46.5% LT和21.8% LT)和低光(5.10% LT和2.80% LT)条件下各形态特征(株高、茎粗、单株叶面积)、生物量及相对生长速率(RGR)均有所降低;随着光照强度的降低,根生物量比(RMR)、最大净光合速率(P_n-max)、气孔导度(G_s)、光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(R_d)都随之下降,而叶面积比(LAR)、比叶面积(SLA)、茎生物量比(SMR)和叶生物量比(LMR)却呈现升高的趋势。这些变化能够减少三七在高光下的光能捕获及消耗,而低光下的光能捕获和消耗则会得到加强。此外,阴生植物三七的形态特征表型可塑性指数均小于0.5,而光合生理(P_n-max、G_s、LCP、R_d)、LAR和根部生物量的表型可塑性指数则大于0.5,其可塑性较强,且P_n-max、G_s、LCP与RGR的相关系数分别高达0.581、0.558、0.574,这些结果表明光照强度驱动三七的响应特征主要为光合生理特性、LAR和根部生物量的变化。研究还发现三七在10%左右的透光率下生长发育较好。而在低光条件下,三七主要采取保守策略进行缓慢的碳获取和碳消耗,高光条件下则主要采取快速碳获取和碳消耗的冒险策略。研究阐明了三七对不同光照环境的响应策略,为三七的优质高效种植提供理论依据。     

不同光照强度下花魔芋（Amorphophallus konjac）与谢君魔芋（Amorphophallus xiei）光合特性及光保护机制研究

为探讨不同耐光性植物光合特性及光保护机制,本研究以耐高光的喜阴植物花魔芋（Amorphophallus konjac K.Coch）和典型的喜阴植物谢君魔芋（Amorphophallus xiei H.Li & Z.L.Dao）为材料,测定与分析在透光率为100%、15%及2%光照条件下两种魔芋的光合能力、抗氧化酶活性及抗氧化物和光合色素组分的含量。结果表明,花魔芋最大光合速率和气孔导度随着生长环境光照强度降低而显著降低（P<0.05）,谢君魔芋在透光率为15%时最大光合速率达最大值。大部分情况下,花魔芋的超氧化物歧化酶、抗坏血酸过氧化物酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽还原酶活性比谢君魔芋高（P<0.05）,而谢君魔芋具有较高的过氧化物酶活性（P<0.05）。总的来看,在中高光照环境下两种植物的抗氧化酶活性较高（P<0.05）。在透光率15%时,花魔芋谷胱甘肽和抗坏血酸显著比谢君魔芋高（P<0.05）。谢君魔芋的光合色素含量在透光率为15%时最高（P<0.05）;相应地,花魔芋的光合色素含量在透光率为2%时含量最低（P<0.05）;在不同光照强度下花魔芋光合色素含量基本上显著高于谢君魔芋（P<0.01）。本研究结果暗示,喜阴植物花魔芋耐受高光可能源于相对较高的光合作用能力和有效的光保护机制。     

半夏光系统对光照和温度日变化的适应

为探讨半夏(Pinellia ternate)光系统对光照强度和温度日变化的适应机理,该文连续3 d模拟了在同一种变化的光照强度(0～1 600μmol·m~(-2)·s~(-1))日变化下低温(10～18℃)、中温(20～28℃)和高温(28～38℃)的环境条件,测定了光系统Ⅱ(PSⅡ)和光系统I(PSⅠ)的叶绿素荧光参数,通过PSⅡ和PSⅠ光合活性和电子传递能力的变化来研究半夏光合系统对光照强度和温度日变化的适应。结果表明:(1) PSⅡ最小荧光(F_o')和PSⅡ反应中心激发能捕获效率(F_v'/F_m')随光照强度的增加而降低,光照强度的增加是导致光系统的活性降低的主要原因,低温会进一步导致光系统活性的降低;(2)光照强度和温度的增加使PSⅠ受体端热耗散效率[Y(ND)]上升,而PSⅠ供体端热耗散效率[Y(NA)]则降低,光照强度的增加不会导致供体侧较大的激发压,但会使受体侧开始积累较大的激发压,而较低的温度会导致受体侧活性降低,使供体侧积累较高的激发压;(3)高光(光强900μmol·m~(-2)·s~(-1))对半夏的光抑制和光损伤导致了PSⅡ实际光化学量子产量[Y(Ⅱ)]和PSⅠ实际光化学量子产量[Y(I)]的降低,低温进一步加剧了Y(Ⅱ)和Y(I)的降低;(4)在高光下,PSⅠ的电子传递速率ETR(I)的增加启动了环式电子传递(CEF),较高的CEF稳定了高温下的PSⅡ电子传递速率ETR(Ⅱ)的同时也保护PSⅡ免受光的损伤;(5)在3 d的处理中,虽然非光化学猝灭系数(NPQ)随光照强度的增加而上升,但是相对于高温,在低温处理下,半夏较低的NPQ使PSⅡ非调节性能量耗散的量子产量[Y(NO)]一直处于最高水平,表现出明显的光抑制。综上结果表明,低温降低了半夏对高光环境的适应能力,而高温通过增强NPQ,加速CEF的产生,减少光抑制的产生,从而加速光反应的电子传递和维持光反应系统的稳定性。因此,低温胁迫会加剧半夏光系统的损伤,适当提高温度可以增强半夏光反应系统对高光的适应性。