小议“Rubisco酶”

农作物光能利用率低一直是限制作物高产的“瓶颈”。从理论上推算,在无明显逆境的条件下田间光能利用率可以达到5％．但即便是666．7m^2产0．5t的高产田光能利用率也不过1％。因此人们一直试图找出限制光能利用率提高的因素,从而提高农作物产量。终于人们研究发现了光合作用中的一种酶——Ruhisco酶．正是这种酶限制了光能利用率的提高。     

玉米冠层内不同层次对光能利用的差异性

将玉米冠层分为上、中、下3个层次,分析其不同层次对光能利用的规律.结果表明:整个冠层吸收的光合有效辐射(RAR)占总入射的87.7%,其冠层的中、上层吸收比例达到75%;冠层不同层次在可见光范围内的吸收率是上层＞中层＞下层;上、中、下3层叶温日变化规律一致,不同层次的差异主要是与冠层内的小气候有关;非光化学猝灭系数(qN)与叶温、光化学猝灭系数(qp)与光合速率(Pn)的变化趋势一致;用于光化学反应的能量与用于热能转化的能量呈此消彼长的趋势.     

4种桦树幼苗耐盐性分析与评价

耐盐植物引种和培育是开发利用盐碱地的主要方式,具有重要的研究价值。本试验以哈萨克斯坦引进的吉尔吉斯白桦（Betula kirghisorum）、欧洲白桦（B.pendula）、毛枝桦（B.pubescens）和本地的白桦（B.platyphylla Suk.）1年生幼苗为试验材料,于2014年7月在东北林业大学进行中性盐（NaCl）和碱性盐（NaHCO₃）的胁迫试验,测定生长量、光合参数和叶绿素含量,并通过因子分析法,对比评价4种桦树幼苗的耐盐碱能力,筛选出综合性状优良的桦树树种,为耐盐植物引种和培育提供有价值的数据。结果表明：随着盐浓度的升高,桦树幼苗的高生长和光合效率受到显著抑制,而当浓度≥0.5%时,大部分幼苗枯死。株高增长量、基径增长量、净光合速率（P_n）、光能利用效率（SUE）、羧化效率（CUE）、表观量子效率（AQY）及叶绿素含量之间的相关性多数达到了显著水平;最后利用因子分析法分别构建了0.1% NaCl、0.3% NaCl、0.1% NaHCO3和0.3% NaHCO₃胁迫处理的综合评价公式,并分别筛选出了综合性状相对优良的单株,其中NaCl胁迫下较优单株为32、33、34、35;NaHCO₃胁迫下较优单株为262、263、264、35。综合比较认为,吉尔吉斯白桦对低中浓度的中性盐的抗性最强,本地对照白桦对低中浓度碱性盐的抗性最强,而吉尔吉斯白桦和毛枝桦对高浓度碱性盐抗性较强。     

苹果三维树冠的净光合速率分布模拟

构建三维树冠光合模型可模拟出叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和光能利用效率(LUE)在树冠内的三维分布。以17年生纺锤形"富士"苹果树(Malus domestica Borkh. cv. ‘Fuji’)为试材,通过实测确定三维树冠内叶片和辐射分布,根据不同部位叶片最大光合速率经验公式模拟叶片P_n 在三维树冠空间内分布,并据2007-2009年测定数据拟合相关模型参数。模拟表明,苹果树冠叶片P_n 和辐射的三维分布相似,在树冠上部P_n 三维分布比较平缓,然后随辐射的减少而迅速降低。高辐射条件下(PAR=1500 μmol·m^-2·s^-1),从树冠上部3 m处降到到1 m,平均相对辐射从71.18%降到8.05%,减少了89%,叶片平均P_n从15.05 μmol·m^-2·s^-1降到1.92 μmol·m^-2·s^-1,减少了87%。单位体积小室内的总净光合速率大小主要取决于叶面积密度,部分取决于P_n。G_s三维分布与P_n相似,而LUE分布与辐射相反,中下部高,上部低。根据光合机理模型、树冠内辐射和叶面积三维分布可模拟出苹果三维树冠内叶片的P_n、G_s和LUE分布,该模型参数少,可方便用于其它果树三维光合模型构建和果树整形修剪研究。     

水-水循环在生姜叶片耗散过剩光能中的作用

为探讨水-水循环对生姜叶片的光保护作用,通过对生姜采取叶面喷施10 mmol·L-1碘乙酰胺(IA)与遮光50%交互处理,研究了自然强光+清水(T1)、遮光50%+清水(T2)、自然强光+10 mmol·L-1IA(T3)、遮光50%+10 mmol·L-1IA(T4)对生姜叶片叶绿素荧光参数、Mehler反应及超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的影响.结果表明:处理过程中,T3、T4处理生姜叶片光合速率及最大光化学效率均持续降低,至处理9 d时,光合速率分别较处理前降低了64%和33.2%,最大光化学效率分别降低了16.5%和10.9%,Mehler反应分别升高了139.4%和72.6%,且SOD和APX活性显著增强,而T1、T2则无显著变化.处理6 d时,一天内各处理生姜叶片光合速率、最大光化学效率在午间均显著降低,叶片的Mehler反应及SOD、APX活性在午间均显著增强,但以T3变幅较大,T4次之,T1、T2较小.可见,外源IA抑制生姜叶片光合速率后,Mehler反应及活性氧清除酶活性增强,表明水-水循环在耗散生姜叶片过剩光能中起重要作用.     

水分胁迫对小麦叶绿体激发能分配和光系统Ⅱ原初光能转换效率的影响

利用荧光发射光谱技术及荧光诱导动力学技术研究了水分胁迫对小麦叶绿体激发能分配和光系统Ⅱ原初光能转换效率的影响。结果表明,水分胁迫阻碍了激发能向光系统Ⅱ的传递,降低了光系统Ⅱ的原初光能转换效率。     

热带雨林剑叶凤尾蕨(Pteris ensiformis)对光强变化的适应

野外调查表明剑叶凤尾蕨能适应不同的光环境,本研究测定剑叶凤尾蕨在两种不同光环境下的适应能力,在热带雨林林下和林窗生长40d后,林下生长的剑叶凤尾蕨比林窗生长的植株有较多的叶片数,大的冠幅,高的叶绿素含量和表观量子效率。同时。林下生长的剑叶凤尾蕨有高的光化学效率和较低的非光化学耗散能力,这说明低光植物表现出有较高的能量转换能力,而两种光强生长的剑叶凤尾蕨最大光合放氧速率相似。这可能与在高光下的非辐射耗散的提高和光合机构的损伤有关,研究结果表明,剑叶凤尾蕨通过光合器官的调整对不同光强的适应。以促进剑叶凤尾蕨在不同光环境的生长能力。     

两种杂交杨品系光合系统Ⅱ叶绿素荧光特征

比较研究伊犁地区两种典型杨树苗大叶杨（大叶钻天杨P.balsanifera Linn（Da））和伊犁杨5号（P.euramerieana cv（I-467））对太阳辐射光能的利用和耗散特性。光照条件下光合系统Ⅱ反应中心（PSⅡ）的最大光化学效率（Fv′/Fm′）、实际光化学效率（ΦPSⅡ）和光合功能的相对限制（L（PDF））的分析表明,高的光合有效辐射强度（PAR）会导致光合作用的光抑制,但并不造成PSⅡ反应中心的不可逆破坏。淬灭分析表明,Da的光化学淬灭系数（qP）大于I-467,非光化学淬灭（NPQ）则相反（p〈0.05）。Da的NPQ显著小于I-467的,意味着I-467将PSⅡ反应中心吸收的过剩光能以热耗散等非光化学过程消耗的能力大于Da,因而相应降低了用于qP的份额。两种杨树的NPQ日变化趋势很相似;Fv′/Fm′和ΦPSⅡ的日变化趋势相似。Da的PSⅡ天线色素吸收光能中分配于光化学反应平均的相对份额（P）高于I-467,在较低的PAR环境中Da比I-467能更好的利用光能;Da用于天线热能耗散的相对份额（D）则小于I-467,两者具有极显著差异（p〈0.01）。Da的ΦPSⅡ比I-467大,是因为PSⅡ天线色素吸收的光能中分配于P或光化学淬灭的比例较大,而分配于D或非光化学过程的比例较小的缘故,反应中心的ΦPSⅡ也较Da小。在有效的利用光能方面,Da比I-467更适宜在新疆伊犁地区大面积推广栽植。     

不同供镁水平对两菊芋品种幼苗生物量、光合和叶绿素荧光特性的影响

采用砂培方式研究了不同供镁水平对南芋1号(Nanyu No.1)和青芋2号(Qingyu No.2)幼苗生物量、光合特性和叶绿素荧光特性的影响。结果表明:缺镁使菊芋叶片叶绿素含量显著降低,干物质积累减少,净光合速率、蒸腾速率和光合电子传递速率显著下降、CO2同化受抑制,同时Fv/Fm、ΦPSII、qP和qN也显著下降,加重了叶片受到光抑制的程度;随着供镁水平的增加,菊芋的干物质积累,叶绿素含量,光合参数和各系列荧光参数均呈现先增加后降低的趋势;南芋1号和青芋2号在镁离子浓度分别为3和6mmol.L-1,叶片的净光合速率、Fo、Fm、Fo’、Fm’、Fv/Fm、ΦPSII、ETR达到最高值,叶绿素a、b及总叶绿素含量也最多,干物质积累量最大;南芋1号的各系列荧光参数、光合参数、叶绿素含量和干物质积累量均显著高于青芋2号。     

粤北石灰岩山地主要造林树种的生理生态学特性

本文是在调查粤北石灰岩山地植被的基础上,选出8种植物进行光能利用效率和蒸腾系数等生理生态学特性研究,并与非石灰岩山地较速生的荷木、藜蒴作比较,以筛选出适合石灰岩山地造林绿化的树种。结果表明,任豆、香椿与荷木、藜蒴的平均净光合速率(gCO2·m-2·d-1)分别为19.92,13.10,9.04和8.11;对光合有效辐射的利用效率(%)分别为4.21,4.59,2.71和2.52;蒸腾速率(gH2O·m-2·d-1)分别为2191,1266,1499和1133;蒸腾系数(gH2O·gDM-1)分别为164,144,244和209．说明任豆、香椿比荷木、藜蒴速生,光能利用效率、水分利用效率高,生态适应性强。光皮树、阴香的生长速度与荷木、藜蒴相似。菜豆树、桂花、铁榄、板栗的生长速度比荷木、藜蒴慢,但除板栗外都比较耐荫,对石灰岩山地环境也有较强的生态适应性。