辣椒不同紫色程度叶片的光合特性及光响应模型拟合研究

以紫色叶片辣椒‘CS3’与绿色叶片辣椒‘LS1’杂交F_2代分离群体为试验材料,比较研究了从浓紫到纯绿(Z-1、Z-2、Z-3、Z-4、Z-5、Z-6、Z-7)7个不同紫色程度辣椒的光合特性,同时运用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、指数方程模型和直角双曲线修正模型等4种模型进行光响应拟合,并通过比较拟合优度决定系数(R~2)、表观量子效率(α)、最大净光合速率(P_(n,max))、光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)及暗呼吸速率(R_d)等参数,分析了4个模型的差异。结果表明:(1)当光合有效辐射(PAR)达到1 200μmol·m~(-2)·s~(-1)以后,紫色程度较高的辣椒(Z-1、Z-2、Z-3、Z-4、Z-5)的净光合速率—光响应曲线(P_n–PAR)仍然保持着上升趋势,没有出现光饱和或光抑制现象,且气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)迅速增大,胞间CO_2浓度(C_i)和水分利用效率(WUE)均维持在较高的水平;在PAR为2 000μmol·m~(-2)·s~(-1)时,Z-4的P_n最高,为(20.16±0.58)μmol·m~(-2)·s~(-1),Z-5的WUE(CO_2/H_2O)最高,为(2.02±0.01)μmol·μmol~(-1)。(2)4种模型均能较好地拟合不同紫色程度辣椒叶片P_n的光响应曲线,决定系数(R~2)在0.964~1.000之间。比较R~2得出,拟合效果优劣顺序为,直角双曲线修正模型非直角双曲线模型直角双曲线模型指数方程模型,仅直角双曲线修正模型获得了Z-2、Z-4、Z-5、Z-6、Z-7辣椒的LSP。根据直角双曲线修正模型,Z-4的LSP最大,为(2 958.41±923.48)μmol·m~(-2)·s~(-1)。得出结论,(1)紫色辣椒弱光利用能力属于中上水平,对强光具有一定的适应能力,不容易出现光饱和或光抑制现象,光合潜力较大,且暗呼吸消耗较小,有利于积累有机物,在选育耐强光的高产品种方面具有潜在的利用价值;(2)叶片紫色程度浅的辣椒有利于筛选节水型材料;(3)直角双曲线修正模型的拟合结果与实测值更为接近,且能获得更多的光合参数信息,较适用于拟合紫色辣椒光响应曲线。     

黄菇娘光响应与CO_2响应曲线模型的比较

以黄菇娘为试材,采用直角双曲线修正模型、分段函数等5种模型对黄菇娘的光响应及CO2响应曲线进行拟合,研究相关光合参数的变化,比较其拟合效果。结果表明:5种模型中以直角双曲线修正模型、分段函数的拟合效果较好。直角双曲线与非直角双曲线2种模型的LSP、CSP远小于观测值,而Pmax和Amax也远大于观测值。二次多项式的光响应曲线预测值与实测值相对偏离较大,尤其在弱光区域(0~400μmol·m-2·s-1),LCP为负值。     

不同光合-光响应曲线模型对调亏灌溉条件下巨菌草的适应性

以巨菌草为试材，采用盆栽控水试验法，研究了光合-光响应曲线模型-指数模型、直角双曲线模型、非直角双曲线模型及直角双曲线修正模型对巨菌草光合-光响应的适应性，以期为巨菌草合理灌溉及水分亏缺时模型的准确选择提供参考依据。结果表明：光合-光响应曲线会随着调亏灌溉的程度和调亏灌溉处理后处理时间延长而发生变化，亏缺程度和亏缺时间对光合-光响应曲线有叠加效应。模型验证发现，适宜水分亏缺条件下巨菌草的光合-光响应曲线模型为非直角双曲线模型。     

寡照对设施黄瓜叶片光合参数及光响应曲线的影响

以"南杂二号"黄瓜为试材,利用遮光网对黄瓜幼苗连续寡照1、3、5h,均处理3、6、9、12d,研究了寡照条件下黄瓜叶片的光合特性;并利用非直角双曲线模型、指数模型、直角双曲线模型和直角双曲线修正模型4种模型模拟光响应曲线,选择最优的模型来模拟光合参数,以期为设施黄瓜种植光照优化控制提供科学依据。结果表明:直角双曲线修正模型最佳,其次为指数模型,非直角双曲线模型,直角双曲线模型,并利用最优的直角双曲线修正模型的模拟值计算出光合参数;寡照下净光合速率、最大光合速率、光饱和点、表观量子效率、气孔导度均降低,蒸腾速率先升高后降低,光补偿点、气孔限制值升高,水分利用率先减少后增加,连续寡照1、3、5h净光合速率较对照分别降低了23.56%、45.40%、62.60%。     

不同灌溉条件下葡萄叶片光合特性研究

为探究不同灌溉条件下葡萄叶片光合特性,从葡萄萌芽开始,利用充分灌溉(Full irrigation,FI)、部分根区干燥(Part root-zone irrigation,PRD)、前期干旱(Early deficit,ED)和后期干旱(Late deficit,LD)4种不同的灌溉模式,研究不同灌溉措施对葡萄成熟期叶片光合参数和光合特性的影响。结果表明:FI和ED处理的葡萄叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率高于PRD和LD处理,而水分利用效率则低于后者。FI和PRD处理的光补偿点和暗呼吸速率均低于ED和LD处理,而PRD的光饱和点最小,FI的最大净光合速率最大。直角双曲线修正模型对光合光响应曲线的拟合要优于直角双曲线和非直角双曲线,尤其是对光饱和点的结果来说。通过线性拟合获得的表观量子效率和暗呼吸速率要低于非线性拟合获得的,且非线性拟合所获得的值更接近于实测值。从经济和生态效益2个方面考虑,LD和PRD处理效果更好。     

桃树不同区位叶片SPAD值与叶绿素含量的相关性

采用SPAD-502PLUS叶绿素仪与分光光度法分别测定了桃树不同区位叶片的SPAD值与叶绿素含量,建立SPAD值与叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素的二次方函数、线性函数、对数函数及乘幂函数的拟合方程,并根据决定系数(R~2)确定最佳拟合曲线,以探讨SPAD值与叶绿素含量之间的关系。结果表明:桃树叶片SPAD值与叶绿素a、叶绿素b及总叶绿素含量间均存在极显著正相关关系。SPAD值与叶绿素a含量的最优函数模型为y=0.537-0.002X+0.001X~2(R~2=0.643);SPAD值与叶绿素b含量最优函数模型为y=5.893-0.309X+0.004X~2(R~2=0.635);SPAD值与叶绿素总量的最优函数模型为y=0.179X-5.248(R~2=0.598)。通过对不同区位叶片SPAD值与叶绿素含量实测值与预测值的统计检验发现,总叶绿素含量的实测值与预测值间不存在显著差异,可以通过回归方程来预测桃树叶片叶绿素的绝对含量。     

选择性光技术对‘阳光玫瑰’葡萄光合特性和果实品质的影响

【目的】研究选择性光技术对葡萄叶片光合特性及果实品质的影响。【方法】以‘阳光玫瑰’葡萄为材料,利用Li-6400光合测定仪测定不同生长期叶片的光合响应曲线,并应用直角双曲线修正模型对其进行拟合。通过利用粉红色荧光薄膜和网罩处理研究选择性光技术对葡萄叶片光合特性及果实品质的影响。测定红膜、红网对‘阳光玫瑰’葡萄叶片不同生长期的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和胞间二氧化碳浓度(Ci)等光合生理指标以及对果实纵径、横径、单果质量、可溶性固形物和可滴定酸含量等果实品质的影响。【结果】与对照相比,红膜、红网处理对不同时期葡萄的Pn、Gs和Tr都有明显促进作用,降低了Ci;红膜、红网处理可以提高果实纵、横径和单果质量,可促进葡萄提早成熟。果实品质红网与红膜差异不大,显著高于对照。【结论】葡萄选择性光技术可以提高‘阳光玫瑰’葡萄的光合能力和果实品质,有利于葡萄生长。     

外源一氧化氮对盐胁迫下山葡萄叶片叶绿素荧光特性的影响

采用营养液水培试验,研究了外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)处理对盐胁迫下山葡萄‘双丰’1a生扦插苗叶片叶绿素荧光特性的影响。结果表明:外源NO提高了盐胁迫下山葡萄叶片PSⅡ的最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP),降低了PSⅡ的激发能压力(1-qP);另外,在一定程度上提高了盐胁迫下最大潜在电子传递速率(rETRm)、半饱和光强(Ik)和快速光曲线的初始斜率(α)。表明外源NO通过减少过剩激发能的压力,提高了光合电子传递效率,减轻不可逆光抑制,进而缓解盐胁迫对山葡萄光合机构的伤害,提高其耐盐性。     

黑暗中脱水对‘ 金太阳’ 杏离体叶片PSI和PSII功能的影响

以6年生'金太阳'杏(Prunus armeniaca L. 'Jin Taiyang')叶片为试材,通过同时测定叶绿素荧光快速诱导动力学曲线和对820 nm光的吸收曲线,分析了黑暗脱水条件下,杏叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)和光系统Ⅰ(PSⅠ)功能的变化及相互影响.结果表明,叶片在黑暗中脱水能对光合结构造成严重伤害.黑暗脱水对PSⅡ供体侧的影响不明显.在相对含水量(RWC)降到59%时,快速叶绿素荧光诱导动力学曲线和820 nm光吸收曲线的形状已有非常明显的变化,但对PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和反映PSⅠ活性的△I/Io的影响较小.这说明RWC大于59%时,PSⅡ供应电子的能力和PSⅠ接受电子的能力可以保持相互匹配,即PSⅡ和PSⅠ的活性之间是协调的.RWC低于59%时,PSⅠ与PSⅡ之间的上述协调关系被打破,△I/Io的下降早而且大于Fv/Fm的变化,表明叶片脱水对PSⅠ的伤害比PSⅡ严重.与Fv/Fm相比,以吸收光能为基础的光合性能指数(PIABS)可以较全面地反映两个光系统间光合电子传递的变化.     

低温胁迫对甜瓜幼苗叶绿素含量及荧光参数的影响

采用人工控温的办法,研究了30℃/20℃、21℃/12℃、15℃/8℃(昼/夜)3个温度条件下甜瓜的光合色素含量和叶绿素荧光参数.结果表明:低温条件造成了甜瓜幼苗叶绿素含量下降,并且随着温度的下降情况加剧;叶绿素荧光分析表明,在不同的低温胁迫下,甜瓜幼苗Fv/Fm、Fv/Fo和qP下降,qN升高,15℃/8℃条件下最为严重.说明低温胁迫使甜瓜叶光系统PSⅡ活性中心受损;低温使光化学反应的相对份额FPSⅡ下降,表明温度胁迫使光舍电子传递过程受抑制,光合电子传递速率下降.     

大叶桢楠和小叶桢楠光合生理特性比较

以2年生大叶桢楠(Phoebe zhennan f. elliptical)和小叶桢楠(P. zhennan f. oblong)实生苗为试验材料,比较其夏季光合色素含量、叶绿素荧光参数、光合—光响应曲线、气体交换参数和光合日变化。结果表明:(1)两种桢楠叶绿素a/b(Chl. a/b)无显著差异,分别为2.617和2.651,属于耐阴植物。(2)大叶桢楠的初始荧光(F_o)、实际光量子效率(Φ_(PSⅡ))、光化学猝灭系数(qP)和最大荧光(F_m)都显著高于小叶桢楠,二者最大光化学量子产量(F_v/F_m)无显著差异。(3)大叶桢楠光饱和点(506.00μmol·m~(-2)·s~(-1))和光补偿点(29.25μmol·m~(-2)·s~(-1))显著高于小叶桢楠(431.00和16.20μmol·m~(-2)·s~(-1)),说明大叶桢楠对强光利用能力稍强,对光适应范围更广,小叶桢楠对弱光利用能力强,更耐阴。(4)夏季两种桢楠净光合速率(P_n)日变化均呈"双峰型"曲线,最高峰出现在上午10时左右,大叶桢楠峰值(7.52μmol·m~(-2)·s~(-1))显著高于小叶桢楠(5.41μmol·m~(-2)·s~(-1)),且均出现"光合午休"现象,主要为非气孔限制所致。     

盐碱胁迫对两个葡萄品种光合作用-光响应特性的影响

在3种不同盐碱胁迫:低度、中度、重度盐碱胁迫条件下,分析了葡萄品种“克瑞森”和“青提”2 a生叶片的光合作用-光响应特性、叶绿素含量及长势情况.结果表明:“克瑞森”、“青提”光合作用-光响应曲线符合非直角双曲线模型.盐碱胁迫没有降低2个葡萄品种的光合能力,而是增强其光合能力,表观量子效率AQY值的上升表明盐碱胁迫下2个葡萄品种对光的响应敏感性较强,对弱光的利用能力较高.净光合速率(Pn)、暗呼吸速率(Rd)、叶绿素含量及长势情况说明“青提”较“克瑞森”具有更强的盐碱适应性能力.同时,2种葡萄在受到盐碱胁迫后其净光合速率的降低不是由于气孔的关闭引起CO2供应不足造成的,而是受强光下光抑制的加强等非气孔限制因素的影响,包括叶肉阻力增大、羧化酶活性和RuBP再生速率降低等.     

外源褪黑素对臭氧胁迫下‘赤霞珠’葡萄叶片光合作用的影响

以盆栽‘赤霞珠’葡萄为试验材料,浇施浓度为100 nmol·L~(-1)的外源褪黑素(melatonin)后,在110 n L·L~(-1)臭氧浓度胁迫下,测定葡萄叶片气体交换参数和叶绿素荧光快速诱导动力学曲线,并结合叶绿素荧光淬灭分析葡萄叶片光合性能的变化。结果表明:浇施褪黑素提高了臭氧胁迫下叶绿素a、b和类胡萝卜素的含量以及叶绿素a/b的比值,提高了叶片净光合速率(P_n)和叶片单位面积有活性反应中心的数量(RC/CSm),以及捕获的激子将电子传递到Q_A以后的其他电子受体的概率(Ψ_o),从而缓解了臭氧胁迫下的光抑制程度。结论:外源褪黑素缓解了臭氧胁迫下葡萄叶片叶绿素的降解,通过调节光系统的能量分配,缓解了臭氧胁迫对光合作用的伤害。     

干旱胁迫对甜樱桃吉塞拉砧木光合的影响

以甜樱桃吉塞拉系列砧木-吉塞拉6号(G6)、吉塞拉5号(G5)、Y1和B5的1 a生盆栽实生苗为试材,检测了其在干旱处理下的光合和叶绿素荧光参数。结果表明:干旱胁迫影响了吉塞拉砧木的叶绿素含量、光合参数和叶绿素荧光参数,各试材的净光合速率(Pn)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、实际原初光能转化效率(ΦPSⅡ)和表观电子传递速率(ETR)随胁迫程度的加重显著下降。干旱胁迫对吉塞拉砧木光合影响的效应既有品种间差异,又有处理间差异,轻度干旱促进了G5和B5的光合,而重度干旱胁迫对4种吉塞拉砧木的光合均产生抑制作用。     

扁桃叶绿素荧光特性的研究

以盆栽扁桃(AmygdaluscommunisL.)为试材,运用叶绿素荧光技术,在自然光下测定了3个扁桃品种的叶绿素荧光特性。结果表明,参试品种间的叶绿素荧光参数值存在差异。非拉各乃斯(Ferragnes)和索坡诺娃(Sopernova)的最大光能转换效率(Fv/Fm)、光化学猝灭系数(qP)均高,且正午过后恢复较快,不仅能较强地吸收光能,同时还具有较高的光系统活性和光能转化效率,能将所吸收的光能有效地转化为化学能,提高光合电子传递速率。     

弱光条件下辣椒幼苗叶片的气体交换和叶绿素荧光特性

在人工气候室内, 研究了人工模拟弱光处理(75～100μmol·m^-2 ·s^-1 , 对照光强450～500μmol·m^-2 ·s^-1 ) 对不同基因型辣椒(Capsicum annuum L. ) 叶片光合作用气体交换、叶绿素荧光参数以及叶绿素含量的影响。结果表明, 弱光逆境下生长的辣椒幼苗净光合速率( Pn) 、暗呼吸速率(Rd) 、夜间呼吸速率(Rn) 不同程度下降, PSⅡ实际光化学效率( ФPSⅡ) 、光合电子传递速率( ETR) 和光化学猝灭系数( qP) 降低, 激发能向光化学反应分配的比例减少, 热耗散增加, 而弱光对PSⅡ的最大光化学效率( Fv/Fm) 无显著影响。辣椒叶片ФPSⅡ及ETR对光强( PPFD) 的响应曲线表明, ФPSⅡ随PPFD的升高而下降, 弱光下生长的叶片下降幅度较对照正常光照下的叶片大; 弱光下生长叶片的的电子传递速率的光饱和点低于正常光照下的叶片, 相应的饱和电子传递速率也较低。弱光处理使辣椒功能叶片SPAD值降低, 叶绿素合成受到抑制。弱光耐受性较好的材料, 如‘伏地尖’和‘上海圆椒’在弱光下Pn下降较少,并且有着相对较高的Fv/Fm以及ETR值。     

除草剂草甘膦对葡萄光合作用及叶绿素荧光特性的影响

以葡萄品种"梅洛"为试材,采用不同稀释比例草甘膦(1∶160、1∶140、1∶120、1∶100、1∶80)对盆栽葡萄进行叶面喷施处理,3、6、9、14d后测定葡萄叶片中叶绿素含量,处理14d后测定叶片中叶绿素荧光参数及气体交换参数指标,研究了除草剂草甘膦对葡萄的光合作用及叶绿素荧光特性的影响。结果表明:叶绿素a、叶绿素b及叶绿素总含量随着草甘膦浓度的增加、处理时间的延长而减少;葡萄叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)及PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、潜在光化学效率(Fv/Fo)、实际光化学效率(Ф_(PSⅡ))和光化学荧光猝灭系数(qP),均随草甘膦浓度的增加而减小;胞间CO_2浓度(Ci)和非光化学荧光猝灭系数(qN)均随草甘膦浓度的增加而增加。除草剂草甘膦显著影响了葡萄的光合特性,草甘膦浓度越大影响程度越大,呈正相关关系;在草甘膦胁迫下葡萄叶片发生了光抑制,PSⅡ被破坏,光合电子传递受阻。     

盐胁迫对葡萄砧木‘3309C’叶片光抑制的影响

探讨氯化钠盐胁迫对葡萄砧木‘3309C’叶片光系统Ⅰ(PSI)和光系统Ⅱ(PSII)活性的影响,为滨海盐碱地葡萄栽培提供理论参考。以1年生葡萄砧木‘3309C’为试材,通过同时测定葡萄叶片叶绿素荧光快速诱导动力学曲线和P700^+再还原动力学曲线,结合叶绿素荧光淬灭分析,探讨了持续盐胁迫(100 mmol/L)对葡萄砧木叶片PSI和PSII活性的影响。随着盐处理时间的延长,PSII最大光化学效率逐渐降低,PSII放氧复合体受破坏的程度和反应中心电子传递受阻程度均明显增大,最大荧光显著降低,盐胁迫导致葡萄叶片PSII与PSI间激发能分配严重偏离平衡,最大光氧化P700显著降低,且发生降低时间明显早于PSII最大光化学效率。P700^+再还原动力学曲线分析表明持续盐胁迫下葡萄叶片P700^+再还原半衰期逐渐增大,环式电子传递受阻。持续盐胁迫导致葡萄砧木叶片2个光系统激发能分配严重偏离平衡状态,抑制了光系统活性,更多的能量被用来进行热耗散,而围绕PSI的环式电子传递活性的降低则进一步加剧了葡萄叶片光系统的光抑制程度。     

纳米SiO_2对草莓光合特性及果实品质的影响

以"章姬"草莓为试验材料,研究喷施不同浓度的纳米SiO_2(0、100、300、500 mg·L~(-1))对草莓光合特性的影响,比较不同浓度纳米SiO_2处理下草莓的光合-光响应、CO_2响应曲线和果实品质之间的差异。结果表明:各处理均能促进草莓最大净光合速率(An_(max))和光合能力(Pn_(max))的提高,使光补偿点(LCP)、CO_2补偿点(CCP)和光呼吸速率降低,初始羧化效率(α)和CO_2饱和点(CSP)上升,增强草莓对环境的适应能力,其中300 mg·L~(-1)处理对草莓光合的促进作用最好。叶绿素荧光参数(ΦPSⅡ、F_v/F_m、qP)均在300 mg·L~(-1)浓度处理下最大,而F_v′/F_m′在100 mg·L~(-1)处理下最大,其它处理间差异不显著。喷施不同浓度的纳米SiO_2处理均显著提高了果实可溶性固形物含量和可溶性糖含量,降低了可滴定酸含量,糖酸比显著高于对照,300 mg·L~(-1)处理最佳。300 mg·L~(-1)和500 mg·L~(-1)的纳米SiO_2处理显著提高了维生素C含量。适量喷施纳米SiO_2可以增强草莓对光的利用效率,改善光合性能,提高果实品质。     

高温胁迫下银杏离体枝条叶片的叶绿素荧光特性

为探明高温胁迫对银杏叶片光合过程的影响,本研究中离体银杏枝条被置于不同温度(25、30、35、40和45℃)下处理,随即对其叶绿素荧光参数进行监测.结果显示,40℃以上高温胁迫下,银杏叶片的光系统Ⅱ(PSⅡ)潜在光化学效率(Fv/Fo)、最大光化学效率(Fv/Fm)显著下降;最大荧光(Fm)、最大相对电子传递速率(rETRmax)、PSⅡ实际光化学效率(Yield)、光化学淬灭系数(qP)均显著下降;而初始荧光(Fo)和非光化学淬灭系数(NPQ)在40℃以上高温胁迫下显著上升.银杏离体枝条叶片光合作用对温度变化较敏感,推测高温可能伤害了光合机构,从而对光能的吸收、转换与光合电子传递都有显著的影响.银杏离体枝条叶片的叶绿素荧光动力学参数对高温的敏感性,可能有助于快速筛选和培育耐高温的银杏品种.