γ-氨基丁酸对高温胁迫下黑麦草光合特性及碳水化合物代谢的影响

以热敏感品种顶峰(Pinnacle)为试验材料,研究了热胁迫下(35℃/30℃,昼/夜)施用外源γ-氨基丁酸(GABA)对黑麦草生长、光合及叶绿素荧光特性、碳水化合物含量及其代谢关键酶基因表达的影响。结果表明,热胁迫造成黑麦草生长减弱,膜透性增加,光合色素含量下降,光合能力和碳水化合物含量显著降低,糖代谢关键酶(蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶和转化酶)基因在短时间内(5d)表达显著上调,随后下降;外源施用GABA显著缓解了高温对黑麦草生长的抑制作用,提高了高温胁迫下光合色素和碳水化合物含量,净光合速率(Pn)、气孔导率(Gs)、蒸腾速率(Tr)、CO2羧化效率(CE)、最大光合速率(Amax)和光化学效率(Fv/Fm)、Rubisco最大羧化速率(Vcmax)和RuBP再生速率(Jmax)、光化学猝灭系数(qP)、电子传递速率(ETR)和PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)显著升高,而气孔限制值(Ls)、CO2补偿点(CP)和非光化学猝灭系数(NPQ)显著降低。施用外源GABA降低了高温胁迫下叶片气孔和非气孔限制值,缓解了高温对叶片PSⅡ反应中心的抑制,增强了糖代谢关键酶基因表达的水平,提高了碳水化合物含量,因此有效的提高了黑麦草的耐高温能力。     

外源一氧化氮对渗透胁迫下黑麦草幼苗光合和生物发光特性的影响

为了探讨一氧化氮(NO)对渗透胁迫下牧草光合生理响应的调节作用,采用水培方法,研究了外源NO供体硝普钠(SNP)对15% PEG 6000(-0.5 MPa)渗透胁迫下黑麦草幼苗叶片光合色素含量、气体交换参数、叶绿素荧光和生物发光强度的影响。结果表明,在渗透胁迫下,外施100 μmol/L SNP显著提高了黑麦草叶片中光合色素含量、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、气孔限制值(L_s)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)和实际光化学效率(Φ_PSⅡ),明显降低了胞间CO₂浓度(C_i)、PSⅡ激发压(1-q^P) 和非光化学猝灭(NPQ)及超弱发光强度、荧光强度和磷光强度。但SNP的这种效应可被NO的清除剂血红蛋白(Hb)所逆转。而100 μmol/L的 NO_x^-(NO的分解产物)或Na₃Fe(CN)₆ (SNP的相似物或分解产物)对渗透胁迫无显著改善。表明NO可能通过提高光合色素含量和光能利用率,降低生物发光强度,缓解渗透胁迫对黑麦草光合机构的破坏和光合速率的抑制。     

外源脱落酸对干旱胁迫下狗牙根幼苗光合特性的影响

【目的】研究外源脱落酸(ABA)对干旱胁迫下狗牙根(Cynodon dactylon)光合特性的影响,为缓解狗牙根干旱损伤及抗旱栽培提供参考依据。【方法】利用聚乙二醇(Polyethylene glycol-6000,PEG-6000)模拟中度和重度干旱胁迫,研究干旱胁迫和外源ABA(200,500μmol/L)对狗牙根幼苗光合色素、净光合速率、气孔导度和叶绿素荧光参数等光合指标的影响。【结果】干旱胁迫降低了狗牙根叶绿素含量、净光合速率、最大荧光(F_m)、可变荧光(F_v)、电子传递速率(ETR),提高了光化学猝灭(qP)和非光化学猝灭(NPQ)(P<0.05)。外源ABA降低了干旱胁迫对光合的抑制作用,不过其效应与喷施浓度及干旱程度有关。中度干旱胁迫下,喷施500μmol/L ABA使叶绿素含量、PSII最大光化学量子产量(F_v/F_m)、qP显著提高(P<0.05);重度干旱胁迫下,外源500μmol/L ABA提高了狗牙根叶绿素含量、净光合速率和水分利用率,降低了胞间CO_2<...     

黑麦草对NaHCO3胁迫的光合生理响应

为了探讨牧草对碱胁迫的光合生理响应,采用营养液砂培方法,研究了不同浓度NaHCO₃(0,50,100,150,200 mmol/L)胁迫对黑麦草幼苗叶片光合色素含量、气体交换参数、叶绿素荧光和叶黄素循环的影响。结果表明,1)随着NaHCO₃浓度增大,叶绿素和类胡萝卜素含量逐渐降低,叶绿素a/b不断提高,净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)和气孔限制值(L_s)下降,胞间CO₂浓度(C_i)升高,表明非气孔限制是碱胁迫下P_n降低的主要因素。2)PSⅡ初始荧光(F_o)随NaHCO₃浓度提高明显上升,最大荧光(F_m)、最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(Φ_PSⅡ)和光化学猝灭(q_P)显著下降,非光化学猝灭(NPQ)呈增加趋势。3)随着NaHCO₃浓度提高,天线转化效率(F_v′/F_m′)降低,激发能在2个光系统间的分配不平衡性(β/α－1)增大,叶片吸收的光能中用于光反应的比例(P)下降,而天线热耗散的比例(D)增加,叶黄素循环脱环氧化状态(A+Z)/(V+A+Z)呈先升后降趋势,表明依赖叶黄素循环的天线热耗散是碱胁迫下黑麦草耗散过剩光能的主要途径。     

干旱胁迫下γ-氨基丁酸保护玉米幼苗光合系统的生理响应

为明确干旱胁迫下γ-氨基丁酸(GABA)保护玉米幼苗光合系统的生理响应,以郑单958为试验材料,依据玉米幼苗生长数据,选择1 mmol·L^-1为γ-氨基丁酸(GABA)供试浓度,设置空白对照(CK)、1 mmol·L^-1 GABA(G)、20%聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫(D)、20%聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫和1 mmol·L^-1 GABA(DG)4个处理开展玉米水培试验。结果表明:不同浓度GABA能缓解干旱胁迫的抑制作用,使玉米幼苗恢复生长,其中1 mmol·L^-1 GABA效果最好。干旱胁迫下,外源施用1 mmol·L^-1 GABA能显著提高叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,减少丙二醛(MDA)、超氧阴离子($O_{2}^{-}$)和过氧化氢(H₂O₂)积累,降低叶片相对电导率。此外,外源GABA能显著提高干旱胁迫下叶片内可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量,从而提高细胞保水能力。外源施用GABA能显著降低叶片干旱胁迫下初始荧光(F₀),提高暗适应下最大可变荧光(F_v)、最大荧光(F_m)和最大光量子效率(F_v/F_m),从而降低叶片光化学损伤。在干旱胁迫第5天,与D处理相比,DG处理SPAD数值、净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)和气孔导度(G_s)分别提高8.25%、7.69%、9.13%和7.38%,胞间CO₂浓度(C_i)降低2.93%。因此,外源GABA能通过降低叶片的氧化损伤和提高细胞保水能力来改善叶片对干旱胁迫的适应能力,从而保护玉米幼苗光合系统。     

苜蓿茎点霉对紫花苜蓿光合生理的影响

苜蓿茎点霉侵染紫花苜蓿后严重影响其产量和质量。本研究采用植物生长室盆栽法,利用光合作用测量系统研究苜蓿茎点霉对紫花苜蓿叶片光合生理的影响。结果表明, 除侵染第27天外,苜蓿茎点霉使紫花苜蓿叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)降低,对胞间二氧化碳浓度(C_i)在侵染前期影响不大。在侵染至23 d,紫花苜蓿叶片光化学量子效率(F_v/F_m)、PSⅡ反应中心激发能捕获效率(F_v'/F_m')、PSⅡ反应中心电荷分离实际量子效率(Φ_PSⅡ)、电子传递速率(ETR)、光化学猝灭系数(qP)和非光化学淬灭系数(qN)显著降低。光补偿点 (LCP)、CO₂补偿点(CCP)和羧化效率(CE)降低。表明苜蓿茎点霉通过降低紫花苜蓿叶片中光合电子传递率捕获效率、非光化学猝灭系数(qN)和羧化效率(CE),而产生光抑制,使CO₂的同化作用降低,影响紫花苜蓿的生长发育。     

硅对盐胁迫下黑麦草幼苗活性氧代谢和光合参数的影响

为了探讨外源硅提高多年生黑麦草抗盐性的效应,采用水培试验,研究了外源硅对NaCl胁迫下多年生黑麦草幼苗活性氧代谢和光合作用的影响.结果表明,硅不仅能显著降低NaCl胁迫下多年生黑麦草幼苗根和叶片中丙二醛(MDA)和过氧化氢(H2O2)的含量及超氧阴离子(O2·)产生速率,提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性及谷胱甘肽(GSH)含量,还能提高NaCl胁迫下叶片的叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr),降低胞间CO2浓度(Ci)和叶绿素初始荧光(Fo),减缓NaCl胁迫导致的叶片PSII潜在光化学活性(Fv/Fo)、最大光化学效率(Fv/Fm)、光合电子传递量子效率(ΦPSII)、光化学狡灭系数(qP)和非光化学狡灭系数(NPQ)的下降,表明外源硅能提高盐胁迫下多年生黑麦草幼苗活性氧的清除能力,保护光合机构.改善光合功能,从而增强植株的耐盐性.     

浦绿对多年生黑麦草耐热性及坪用性能的影响

为探讨浦绿对多年生黑麦草（Lolium perenne）耐热性的影响,以热敏感品种‘顶峰’（Pinnacle）为材料,研究了浦绿（1.95 mL·L^-1）预处理对热胁迫下（35℃/30℃,昼/夜）多年生黑麦草的草层高度和草坪质量、叶片细胞膜稳定性、丙二醛（Malondialdehyde,MDA）和叶绿素（Chlorophyll,Chl）含量、叶绿素荧光参数和气体交换参数、抗氧化酶活性及其基因表达的影响。结果表明,高温抑制了黑麦草的生长,显著降低了叶片Chl含量、草坪质量和叶片光合碳同化能力,提高了叶片电导率、MDA含量和抗氧化酶活性。浦绿预处理显著降低了黑麦草草层高度,提高了热胁迫下叶片Chl含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、光化学猝灭系数、电子传递速率和PSⅡ实际光化学效率,降低了非光化学猝灭系数,增加了叶片抗氧化酶基因的表达和酶活性,降低了叶片气孔和非气孔限制,缓解了高温对叶片PSⅡ反应中心的抑制,从而提高了黑麦草的耐高温能力。综上所述,浦绿可有效提高多年生黑麦草的耐热性,从而提高其坪用性能。     

外源γ-氨基丁酸对高温胁迫下黑麦草抗氧化防御系统及激素代谢的影响

以热敏感多年生黑麦草(Lolium perenne)品种‘顶峰’(Pinnacle)为试验材料,分析了外源施用γ-氨基丁酸(GABA)对高温(35℃/30℃,昼/夜)胁迫下黑麦草生长、根系活力、电导率、叶绿素含量、活性氧(reactive oxygen species, ROS)代谢、抗氧化酶活性及其基因表达、内源激素脱落酸(abscisci acid, ABA)、吲哚乙酸(indole-3-actic acid,IAA)、赤霉素(gibbrellic acid, GA3)和玉米素核甘(zeatin riboside, ZR)代谢的影响。结果表明,高温胁迫处理下多年生黑麦草生长减缓,电导率增加,叶绿素含量和根系活力显著下降,ROS和抗氧化酶活性升高,抑制生长类激素ABA含量升高,而生长促进类激素IAA、GA3和ZR含量均下降;高温胁迫下外源施用GABA处理显著促进了植株生长,提高了草坪质量、根系活力和叶绿素含量,生长促进类激素IAA、GA3和ZR的含量以及抗氧化酶基因的表达量与酶活性显著高于未施用GABA的处理。外源施用GABA能有效提高黑麦草的耐高温能力,这主要与GABA诱导增加了抗氧化防御和维持较高的促进生长类激素IAA、GA3和ZR有关,因此,外源施用GABA对冷季型草坪草的越夏管理具有重要的理论和现实意义。     

过量铁胁迫对豌豆幼苗光合特性和叶绿体膜的影响

研究了水培条件下过量铁胁迫对豌豆（Pisum sativum）幼苗光合特性和叶绿体膜组分及流动性的影响。结果表明,随着铁浓度的升高,幼苗净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)、水分利用效率（WUE）和羧化效率(CE)呈现不同程度的下降;叶绿素含量以及最大荧光(Fm)、最大光化学速率(Fv/Fm)、潜在光化学速率(Fv/Fo)、光合电子传递速率(ETR)、最大量子产额(Yield)以及光化学猝灭系数(qP)都逐渐下降,而初始荧光（Fo）与非光化学猝灭系数（qN）则逐渐上升;同时,过量铁胁迫造成叶片叶绿体膜饱和脂肪酸含量下降,不饱和脂肪酸含量相对增加,进而引起膜流动性的急剧升高。可见过量铁胁迫除导致幼苗光合作用的气孔抑制外,还直接伤害了光合机构,引起光能原初捕获能力和光能同化效率的降低,同时也造成了叶绿体膜不饱和度增加使得膜功能下降,引起幼苗光合能力的下降。     

高温胁迫对黑麦草生长及生理代谢的影响

以两个耐热性差异较大的多年生黑麦草品种首相(Premier,耐热性强)和顶峰(Pinnacle,耐热性弱)为试验材料,分析了人工模拟昼夜温度为适温(25 ℃/20 ℃)和高温(35 ℃/30 ℃)两种温度条件下,高温胁迫对黑麦草生长、叶片细胞膜稳定性、叶绿素含量、光合作用、内源激素(ABA、IAA,GA₃和ZR)以及碳水化合物(可溶性糖、淀粉、果聚糖)代谢的影响。结果表明,高温胁迫条件下黑麦草生长减缓,叶片电导率升高,叶绿素含量和光合作用显著下降,内源激素脱落酸(ABA)含量升高,而生长素(IAA)、赤霉素(GA₃)和细胞分裂素(ZR)含量均下降,但是在耐热性强的品种中的变化程度均小于耐热性弱的品种;高温胁迫下碳水化合物中的可溶性糖含量随处理时间的延长呈先升高随后下降的趋势,淀粉含量在两个品种中均呈不同程度的下降,果聚糖含量在耐热性强的品种中升高,在耐热性弱的品种中先升高随后下降。高温胁迫下黑麦草叶片中积累或维持较高的内源激素(ABA、GA₃、IAA、ZR)和碳水化合物(可溶性糖和果聚糖)可能是耐热性较强的主要原因,这些内源激素或碳水化合物的积累或维持有助于黑麦草细胞内渗透平衡和细胞膜稳定性,保护光合器官免受损害以维持光合能力,延缓因高温和呼吸增强导致的叶片的枯黄衰老,从而提高了黑麦草的耐高温能力。     

遮荫处理对葛根光合及抗氧化特性的影响

设置3个光照强度,研究葛根在引种栽培中对光环境变化的响应和适应性。结果显示,叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量和光合色素总量随遮荫程度的增加呈上升趋势,但叶绿素a/b变化则相反;葛根净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)随遮荫程度的增加呈下降趋势,而胞间CO₂浓度(C_i)则随之上升;葛根叶绿素荧光参数初始荧光(F₀)、最大荧光(F_m)、可变荧光(F_v)、光合效率潜能(F_v/F₀)、最大光化学效率(F_v/F_m)和PSⅡ实际光化学效率(Φ_PSⅡ)均随遮荫程度的增加而升高。随遮荫程度的增加,葛根叶片可溶性糖、可溶性蛋白和游离氨基酸含量降低,而丙二醛含量和电导率上升;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)等抗氧化酶活性随遮荫程度的增加呈下降趋势。综合可见,严重遮荫在一定程度上对葛根生长造成胁迫,引种栽培中要防止光照强度过低对葛根的不利影响。     

水分对柠条萌蘖株和未平茬株光合参数及调渗物质的影响

对柠条Caragana korshinskii平茬后的萌蘖株和未平茬的对照株在夏季旺盛生长期进行了水分处理,并研究了浇水前后萌蘖株和对照株光合参数及调渗物质的变化。浇水前,萌蘖株具有较高的水势 (LWP)、光合速率(A)、气孔导度(G)、蒸腾速率(E)、光系统II最大光化学量子效率(Fv/Fm)和光系统II实际量子产率(△F/Fm′);而对照株相应指标较低,但对照株光化学猝灭系数（NPQ）,脯氨酸(Pro)、 丙二醛(MDA)含量较高。浇水后,对照株LWP、A、G、E、Fv/Fm、△F/Fm′均有不同程度的上升,而NPQ值和Pro、MAD的含量下降。浇水对萌蘖株和对照株叶绿素(Chla+b)含量影响不显著,且浇水前后萌蘖株均高于对照株。结果表明：萌蘖株在生长季所受干旱胁迫较小,植物将更多的光能以光合作用的形式利用,植物生长迅速;而对照株所受干旱胁迫的影响较为严重,光合速率低,植物将更多的光能以热的形式消耗,导致植物生长缓慢。     

外源褪黑素对干旱胁迫下烤烟幼苗生长的缓解效应与生理机制研究

为探究外源褪黑素(MT)在增强烤烟干旱胁迫耐受性中的作用,以耐旱型的‘豫烟6号’和干旱敏感型的‘豫烟10号’为材料,利用15%的聚乙二醇(PEG-6000)模拟中度干旱环境,研究干旱胁迫条件下叶面喷施不同浓度的MT(0,0.1,0.2,0.4mmol·L^-1)对烤烟幼苗的生长、叶绿素含量、光合特性、叶绿素荧光、抗氧化酶活性及活性氧代谢的影响。结果表明:干旱胁迫下外源MT处理可显著增加烤烟幼苗的总根长、总根表面积、根平均直径和根尖数;提高叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP),减缓叶片中胞间CO2浓度(Ci)和非光化学猝灭系数(NPQ)的升高,有效减轻干旱胁迫对烤烟幼苗叶片光合作用的气孔限制和非气孔限制;提高叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,增强烟苗的抗氧化性能;降低丙二醛(MDA)含量和O2-^·产生速率,有效缓解干旱胁迫对膜的伤害,增强烟苗耐受性;其中干旱敏感型品种‘豫烟10号’变化幅度大于耐旱型品种‘豫烟6号’;随着外源MT浓度的增加,2个烤烟品种幼苗的生长指标均表现出先升高后降低的趋势,以叶面喷施0.2mmol·L^-1的MT对烟苗生长的促进效果最佳。因此,在干旱胁迫下,叶面喷施适宜浓度的MT能提高烟草幼苗对光能的捕获与转换,增强光合作用,促进烟苗的生长;并能够通过增强烟苗的抗氧化能力,缓解氧化伤害,从而增强烟草幼苗对干旱逆境的适应性,且对干旱敏感型品种‘豫烟10号’的效果更为显著。     

铅胁迫对滇白前生长、光合作用及叶绿素荧光的影响

为探讨铅胁迫对滇白前（Silene viscidula）生长、光合作用和叶绿素荧光的影响,本研究采用盆栽试验,对不同铅胁迫下（0,600,1 200,1 800,2 400和3 000 mg·kg^-1）滇白前的生长指标（株高、叶宽、萌条数和根长）、光合指标（根系活力、叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度）和叶绿素荧光参数（初始荧光、最大荧光、可变荧光、最大光化学效率、潜在活性）进行了测定。结果表明：滇白前初始荧光,胞间二氧化碳浓度随铅浓度增大呈先降后升的趋势,生长指标、光合指标和叶绿素荧光等其他参数随处理浓度升高呈先升后降的趋势;除初始荧光,胞间二氧化碳浓度外,中、低浓度（≤ 2 400 mg·kg^-1）铅处理下,滇白前生长指标、光合指标和叶绿素荧光等其他参数显著高于或略低于对照（0 mg·kg^-1）,而在高浓度（3 000 mg·kg^-1）处理下,这些指标都小于对照。滇白前对铅具有较强的耐性,能用于土壤铅污染修复。