不同油松种源光合和荧光参数对水分胁迫的响应特征

采用盆栽控水试验方法,设置正常水分(T1,田间持水量的70％-80％)、轻度胁迫(T2,田间持水量的50％-60％)和严重胁迫(T3,田间持水量的30％-40％)3个水分梯度,对6个油松(Pinus tabulaeformis Carr.)种源(陕西洛南LN,陕西桥山 QO,山西灵空山LK,辽宁千山QN,河北雾灵山WL和山西芦芽山LY)的光合参数和叶绿素荧光参数进行比较,探讨种源间光合和水分利用特征的差异及其与气孔导度和荧光参数的关系.结果表明,3个水分梯度下6个种源的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、水分利用效率(WUE)、原初光能转换效率(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)差异均极显著(P＜0.01),在T1和T3下,各种源的实际光量子效率φPSⅡ和电子传递速率ETR差异显著(P＜0.05).在T2下,LK和WL的Pn达到最大,具有轻度胁迫下提高光合生产力的倾向.在T3下,QN种源的Pn和WUE较高(除LK的WUE最高外),而WL的Pn和WUE较低(除LK的Pn最低外);6个种源中QN的Pn、φPSⅡ和ETR最大,LY和QO的光合生产力仅次于QN,而LN、LK和WL的Pn、Gs、φPSⅡ和ETR比较低,其光合生产力及光量子产量受干旱胁迫影响较大.LK的WUE在各个水分梯度下均显著高于其它种源(P＜0.05).在T3下,各种源通过降低Tr提高WUE.在T1下,气孔限制是影响油松Pn的主要因素;在T2和T3下,Pn和WUE均与气孔导度、PSⅡ反应中心的光量子产量和电子传递速率密切相关.     

UV-B辐射胁迫对杨桐幼苗生长及光合生理的影响

通过对UV-B辐射胁迫下亚热带典型木本杨桐幼苗的生长及光合生理的研究,探讨植物对于UV-B辐射胁迫的生理响应及适应性机理,进而揭示UV-B辐射变化对亚热带森林树种的影响.实验设置UV-B辐射滤光组、自然光对照组以及辐射增强组,选择亚热带典型树种杨桐(Cleyera japonica Thunb.)幼苗为实验材料.研究结果表明:(1)增强UV-B辐射会降低杨桐幼苗的叶绿素含量,而降低辐射则会显著促进叶绿素的增加,且这种胁迫在时间上具有积累性.(2)增强或降低辐射强度都会抑制杨桐地径的生长,增强辐射会产生更显著的抑制;降低辐射强度会对杨桐幼苗的株高生长产生促进作用,反之,则会抑制其生长.3个测定期数据综合分析显示随着处理时间的加长,这种胁迫作用有减小的趋势.(3)对光响应曲线的分析表明相对于自然光条件下的UV-B辐射,降低其强度对杨桐幼苗光合作用有显著的促进作用,反之则会抑制,不过抑制作用并不显著;对于光合特征参数的分析表明增强或降低UV-B辐射会显著降低杨桐幼苗的光饱和点(LSP)和光补偿点(LcP),而对最大净光合速率(Amax)、表观光合量子效率(AQY)、暗呼吸速率(Rd)影响均不显著,表明辐射胁迫对杨桐幼苗利用光能的效率影响不大,从而也并未对杨桐的光合作用产生显著性的伤害,但是由于森林树种的多年生特性,这种影响将是积累性的或延迟的,UV-B所造成的光合作用或光能利用率的微小变化都可能会积累成长期影响.因此,对森林树种进行长期研究是必要的.     

蚯蚓对湿地植物光合特性及净化污水能力的影响

以香蒲、芦苇和美人蕉为研究对象,并以土壤+沙子+有机质混合物为供试基质模拟人工湿地处理污水,采用向基质中加入蚯蚓与未加入蚯蚓2种处理。研究加入蚯蚓后,香蒲、芦苇和美人蕉光合速率、蒸腾速率、SPAD值和水分蒸发、蒸腾量的变化及其对净化污水能力的影响。结果表明:与未加入蚯蚓相比,加入蚯蚓后,香蒲、芦苇和美人蕉的净光合速率、蒸腾速率、SPAD值和水分蒸发、蒸腾量均增加,其中芦苇的净光合速率、蒸腾速率和水分蒸发、蒸腾量增加达到显著水平(P <0.05),而香蒲的水分蒸发、蒸腾量增加也达到显著水平(P <0.05);加入蚯蚓后,香蒲、芦苇和美人蕉对COD_Mn、NH₄⁺-N、NO₃^--N、TN和TP的去除率均增加,且香蒲和芦苇对COD_Mn的去除率显著增加 (P <0.05)。加入蚯蚓后,香蒲、芦苇和美人蕉的SPAD值均增加,说明蚯蚓能提高湿地植物对氮的吸收,增加植株中的氮含量,促进湿地植物的光合速率和蒸腾速率从而提高对污水的净化能力。     

内生真菌对羽茅生长及光合特性的影响

通过温室栽培实验,以感染两种内生真菌(Neotyphodium sibiricum和Neotyphodium gansuence)和未感染内生真菌的羽茅(Achnatherum sibiricum)为实验材料,分析感染不同种内生真菌对宿主植物的生长及光合特性的影响。结果表明,感染两种内生真菌羽茅的株高和CO₂补偿点显著低于未染菌的羽茅,而染菌羽茅的蒸腾速率和气孔导度显著高于未染菌羽茅,但对于感染不同种内生真菌的羽茅,无论是分蘖数与生物量的积累还是光合生理值之间均无显著差异。     

塔克拉玛干沙漠南缘3种果树幼苗光合及抗逆性研究

于2010年7~8月份,以塔克拉玛干沙漠南缘绿洲-荒漠过渡带人工种植的桑树(Morus albaL.)、沙枣(Elaeagnus angustifoliaL.)和杏树(Prunus armeniacaL.)幼苗为材料,研究了它们在相同生境条件下光合响应特征、水势、脯氨酸和可溶性糖含量等生理指标的变化,并用隶属函数值法对3种果树幼苗的抗旱性进行综合评价。结果表明:(1)3种果树幼苗光响应曲线具有相同的变化规律,当光合有效辐射(PAR)在0~200μmol.m-2.s-1之间变化时,净光合速率(A)随着PAR的增大呈直线增大,当PAR>200μmol.m-2.s-1时,A随PAR的变化呈二次曲线变化;(2)3种果树幼苗的光响应参数最大光合速率(Amax)、曲角(K)、表观量子效率(φ)、暗呼吸速率(Rday)、光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)以及光合色素的变化趋势并不完全一致,其中桑树具有最大的Amax、φ、Rday和叶绿素含量,而杏树的LSP最高,LCP最低,因此桑树具有最大的光能利用效率,而杏树能更有效地利用强光进行光合作用;(3)3种果树幼苗脯氨酸(Pro)、可溶性糖以及丙二醛(MDA)含量,除沙枣和杏树之间可溶性糖含量差异不显著外,其他指标含量差异在3种果树之间均达到显著水平(P<0.05);(4)在本研究期间3种果树的抗逆性表现为沙枣>桑树>杏树。研究发现,塔克拉玛干沙漠南缘绿洲-荒漠过渡带的3种果树幼苗光响应曲线变化趋势基本一致,体现了植物对环境条件适应的一致性,但是各个生理指标的变化趋势并不完全一致,这可能是由于植物种对环境条件的适应差异所导致。     

崖柏与侧柏光合特性和叶绿素荧光参数的比较研究

以盆栽的中国特有濒危植物崖柏及其近缘广布种侧柏幼苗为材料,测定了二者的光照和二氧化碳响应特征参数、光合作用气体交换参数和叶绿素荧光参数,比较分析两者间差异并探讨崖柏异地保存的可行性。结果显示:(1)在光响应参数方面,崖柏和侧柏的表观量子效率分别为0.039和0.027 mol.mol-1,但二者差异不显著;崖柏的光补偿点(81.04μmol.m-2.s-1)显著高于侧柏(59.72μmol.m-2.s-1),但二者的最大净光合速率(Pmax)、光饱和点(LSP)和暗呼吸速率(Rd)均无显著差异;崖柏的CO2补偿点(129.17μmol.mol-1)显著高于侧柏(95.86μmol.mol-1),而光呼吸速率则崖柏略高于侧柏,但二者的羧化效率相当。(2)气体交换参数方面,崖柏的叶片气孔导度和蒸腾速率均低于侧柏,而瞬时水分利用效率和气孔限制值则略高于侧柏;随着光照强度增加,崖柏和侧柏的净光合速率和胞间CO2浓度增加,而气孔限制值则降低。(3)2个树种的叶绿素荧光参数,如初始荧光、最大荧光、可变荧光、光系统Ⅱ原初光能转换效率、光系统Ⅱ实际光化学量子效率、非光化学猝灭等均无显著差异,但崖柏光化学猝灭系数(0.218)显著低于侧柏(0.322)。研究表明,崖柏与侧柏在光合特性和叶绿素荧光参数方面具有较大的相似性,也表明崖柏在生长季对北迁环境具有较强的适应性。     

珙桐苗木叶片光合特性对土壤干旱胁迫的响应

通过控制土壤含水量,研究了土壤干旱胁迫对2年生珙桐(Davidia involucrata Baill.)幼苗叶面积、叶绿素含量、光合作用及叶绿素荧光参数的影响,以探讨珙桐光合作用对土壤干旱胁迫的响应机理.结果表明,干旱胁迫后,珙桐叶片失水脱落,各干旱胁迫处理叶面积比对照显著降低23%～98%,但单位面积的叶绿素含量却无显著变化;干旱处理的珙桐幼苗净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)显著低于对照(P<0.05);干旱胁迫对珙桐幼苗叶片的初始荧光产量(F0)及最大荧光产量(Fm)没有产生显著影响,却显著降低了PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学量子产量(Yield)、电子传递速率(ETR)及光化学淬灭系数(qP),使非光化学淬灭系数(qN)显著升高(P<0.05).研究发现,土壤水分亏缺对珙桐叶片的光合系统造成了不可逆的伤害,严重抑制了其正常的光合作用和生长发育;珙桐幼苗对土壤干旱胁迫极为敏感.     

铬酸钾溶液紫外吸收特征及在研究UV-B生物学效应中的应用

为了更好地利用铬酸钾溶液去除UV-B光源中的UV-A和UV-C,对不同浓度和pH值的铬酸钾溶液的紫外吸收特征及其稳定性进行了相关研究.并在相同剂量UV-B作用下,对地木耳(Nostoc commune UETX-584)光合生理活性和生化组分在UV-B光源直接照射和经过铬酸钾过滤后照射的变化进行了对比研究.结果表明,铬酸钾溶液在pH值为8、0.4 mmol/L时可以有效滤除UV-B光源中的UV-C和大于340 nm的UV-A.相对于经过铬酸钾溶液过滤的UV-B光源,未过滤的UV-B光源显著抑制了地木耳的生长、叶绿素合成、Fv/Fm、最大光合作用速率和集光效率,显著促进了MAAs(三苯基咪唑类氨基酸)等吸收紫外辐射色素的合成.相对于无紫外辐射的地木耳来说,经过铬酸钾溶液过滤的UV-B对地木耳的生长影响不明显,但是其促进了紫外吸收色素的合成,抑制了Fv/Fm、最大光合作用速率和集光效率.     

病原菌Pst DC3000侵染拟南芥导致自噬和光合作用的抑制

在病原菌侵染下,植物体是如何通过超敏反应限制病原菌扩增的,到目前为止还不清楚。最近的研究显示自噬起了必要的作用,可见,研究自噬和超敏反应的机制非常重要。本研究通过观察在非寄主病原菌突变体丁香假单胞菌番茄致病变种(Pseudomonas syringae pv.tomatoDC3000,Pst DC3000)的侵染下,拟南芥光合功能的变化及自噬现象出现的情况,以为进一步研究植物抗病机理提供实验基础。以野生型拟南芥为材料,采用光谱分析和叶绿素荧光成像分析手段,研究不同浓度的Pst DC3000侵染对拟南芥离体叶片光合功能的影响;以转基因野生型拟南芥(绿色荧光蛋白标记的自噬基因8a)幼根为材料,应用共聚焦显微镜,研究不同浓度的Pst DC3000诱导拟南芥自噬的情况。实验发现,OD600=0.2的Pst DC3000侵染,可显著诱导拟南芥叶片活性氧的积累和迸发,并会引起拟南芥叶片光合作用效率的下降。同时发现,该病原菌处理2 h,可导致拟南芥根中自噬小体的产生。用2',7'-二氯二氢荧光素二乙酯(2',7'-dichlorodihydrofluorescein diacetate,H2DCFDA)标记活性氧,检测了P...