干旱对甜菜叶丛期光系统Ⅱ及光合作用的影响

为探索甜菜(Beta vulgaris)叶丛期叶片光合机构和功能对干旱胁迫的响应机制,以抗旱性相对不同的品种“XJT9907”(旱敏感型)和“XJT9916”(耐旱型)为材料,在甜菜叶丛期控水为45%～50%田间持水量持续7 d时,利用植物效率分析仪(Handy-PEA)测定各处理叶片的叶绿素a荧光诱导动力学曲线(OJIP曲线),同时通过JIP-test数据分析方法,获得有关光系统Ⅱ (PSⅡ)标准化数据、比活性参数、性能指数、总性能指数和能量分配比率。结果表明：1)干旱胁迫增加了XJT9907和XJT9916叶片可变荧光强度,降低叶片电子传递效率(ΨEO, φEO, φRO);2)降低单位面积光能的吸收、捕获、耗散和传递(ABS/CSO, DIO/CSO, ETO/CSO, REO/CSO),其中对耐旱型品种XJT9916的影响较小;3)降低了PSⅡ单元之间的能量连通性和光系统之间的电子传递能力;4) PSⅡ放氧复合体(OEC)失活和PSⅡ受体侧与供体侧电子之间的不平衡;5) XJT9907和XJT9916叶片净光合速率分别降低32.2 %和10.3 %;6) 耐旱型品种XJT9916通过较强的能量耗散(DIO/CSO, DIO/RC)防止了能量被过度激发,致使叶片的净光合速率降低幅度低于旱敏感型XJT9907。XJT9907和XJT9916甜菜叶丛期土壤含水量为45%～50%田间持水量时,叶片光合系统光化学活性降低,电子传递反应和Calvin-Benson循环之间平衡失调,光合机构稳定性和光能利用效率降低,导致叶片光抑制,从而降低了叶片的光合能力。由此可知,干旱胁迫下甜菜光合能力的降低与PSⅡ功能下调有关,与Fv/Fm相比,性能指数PItotal可作为筛选抗旱基因型品种的敏感性指标。     

滴灌模式下旱后复水对甜菜叶丛期光合光响应特性的影响

为探索甜菜叶丛期叶片光合生理特性及光响应特征参数对旱后复水的响应机制,以旱敏感型品种‘XJT9907’和耐旱型品种‘XJT9916’为材料,在甜菜叶丛期控水为45%~50%田间持水量持续7 d时,复水达70%~75%田间持水量(对照,CK)48 h后,测定其叶片光合生理指标,采用非直角双曲线模型进行叶片净光合速率(P_n)与光强非线性拟合,并计算其光响应特征参数。结果表明,甜菜叶丛期干旱胁迫显著降低甜菜叶片的叶绿素相对含量(SPAD)、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)和蒸腾速率(T_r)。复水后,两种品种的叶片SPAD值、P_n、G_s、C_i和T_r虽均有所提高,但XJT9916品种光合生理参数值明显高于XJT9907,且均未超过正常供水水平,表现出一定的补偿效应。旱后复水处理下,XJT9907和XJT9916品种叶片光响应特征参数最大净光合速率(P_nmax)分别比CK低17.1%和6.2%,表观量子效率(AQY)分别比CK低12.2%和6.5%,暗呼吸速率(Rd)分别比CK低14.9%和19.1%,光饱和点(LSP)分别比CK低14.1%和19.6%,而光补偿点(LCP)显著高于CK,分别高17.6%和15.4%,其光能利用区间较窄,光能利用效率降低。综合来看,当甜菜叶丛期土壤含水量为田间持水量的45%~50%时对其叶片光合潜能的发挥不利,其叶片光合能力减弱,复水后光合能力仍无法恢复到正常水平。耐旱型甜菜XJT9916品种光合作用旱后复水恢复能力更强。     

干旱脱水对狗牙根叶片光合机构的影响北大核心CSCD

狗牙根(Cynodon dactylon L.)作为应用广泛的草坪草时常会遭遇极度干旱胁迫从而造成叶片脱水。本文采用快速叶绿素荧光以及820nm光吸收技术,研究了脱水胁迫对狗牙根叶片光合机构包括光系统2(PSⅡ)和光系统1(PSⅠ)光化学活性的影响。研究结果表明脱水导致狗牙根叶片叶绿素降解,严重伤害狗牙根叶片光合活性。随着脱水程度的加重,PSI和PSⅡ活性的受损程度增加,其中,PSⅠ活性(ΔI/Io)的下降在时间上先于PSⅡ活性(Fv/Fm和Ψo)的下降,且PSⅠ活性下降程度大于PSⅡ活性下降程度。这说明PSⅠ活性较PSⅡ活性对脱水更敏感。以光能吸收为基础的光合性能指数(PIABS)准确灵敏地反映了狗牙根叶片光合电子传递链对脱水的响应,可作为狗牙根耐旱品种培育及鉴定的一种快速有效的检测指标。     

干旱脱水对狗牙根叶片光合机构的影响

狗牙根（Cynodon dactylon L.）作为应用广泛的草坪草时常会遭遇极度干旱胁迫从而造成叶片脱水。本文采用快速叶绿素荧光以及820 nm光吸收技术,研究了脱水胁迫对狗牙根叶片光合机构包括光系统2（PSⅡ）和光系统1（PSⅠ）光化学活性的影响。研究结果表明脱水导致狗牙根叶片叶绿素降解,严重伤害狗牙根叶片光合活性。随着脱水程度的加重,PSI和PSⅡ活性的受损程度增加,其中,PSⅠ活性（ΔI/Io）的下降在时间上先于PSⅡ活性（Fv/Fm和Ψo）的下降,且PSⅠ活性下降程度大于PSⅡ活性下降程度。这说明PSⅠ活性较PSⅡ活性对脱水更敏感。以光能吸收为基础的光合性能指数（PI_ABS）准确灵敏地反映了狗牙根叶片光合电子传递链对脱水的响应,可作为狗牙根耐旱品种培育及鉴定的一种快速有效的检测指标。     

酸胁迫对夏枯草叶绿素荧光特性和根系抗氧化酶活性的影响

为了阐明夏枯草幼苗对酸性环境的耐受性,采用不同pH值(pH=4.5、4.0、3.5、3.0)的Hoagland营养液模拟酸胁迫环境,研究酸胁迫对夏枯草幼苗叶绿素荧光特性及根系抗氧化酶活性的影响。结果表明,随着pH值下降,代表供体与受体侧参数的K点相对可变荧光(W_K)、J点相对可变荧光(V_J)和电子受体Q_A~-被还原的最大速率(dV/dt_o)逐渐升高,光系统Ⅱ(PSⅡ)电子传递的量子效率(φE_o)降低;表示单位反应中心吸收(ABS/RC)、捕获(TR_o/RC)、热耗散(DI_o/RC)的能量逐渐增加;用于电子传递的能量(ET_o/RC)逐渐下降;表示PSⅡ的最大光化学效率(F_v/F_m)、吸收光能为基础的光合性能指数(PI_(abs))、表征光系统Ⅰ(PSⅠ)的最大氧化还原活性(ΔI/I_o)及PSⅡ与PSⅠ协调性(Φ_(PSⅠ/PSⅡ))随酸胁迫程度增加逐渐下降。夏枯草根系超氧化物歧化酶(SOD)与过氧化物酶(POD)活性呈下降趋势,而根系抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性先升高后降低;夏枯草叶片可溶性糖、脯氨酸含量逐渐上升。酸胁迫下,夏枯草PSⅡ反应中心受损,电子传递受阻,光系统性能及PSⅡ与PSⅠ的协调性降低,根系SOD与POD活性受到抑制,在pH 3.0处理下表现较为明显。夏枯草通过提高单位反应中心的热耗散能力来减少过剩光能对叶片光合机构的破坏,通过提高根系APX抗氧化酶及叶片渗透调节物质含量来减少酸胁迫带来的伤害。     

盐胁迫对高羊茅叶片光系统活性的影响

以高羊茅为材料,利用气体交换、叶绿素荧光猝灭以及快速叶绿素荧光诱导动力学曲线分析(O-J-I-P test)等手段,研究了300mmol/L盐胁迫对高羊茅叶片光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)光化学活性以及光合作用的影响.结果表明.300mmol/L盐胁迫没有伤害高羊茅叶片的PSⅡ和PSⅠ的活性,其净光合速率的降低是由气孔导度降低引起的,光合速率降低后诱导实际光化学效率(φPSⅡ)下降,叶黄素循环在保护高羊茅光合机构免受过剩激发能伤害过程中起重要作用,盐胁迫下叶片中渗透调节物质的增加有助于维持细胞膜的稳定性而进一步保护PSⅡ免受盐胁迫.     

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。     

外源褪黑素对干旱胁迫下烟草幼苗光合碳同化和内源激素的影响

为明确外源褪黑素(MT)对干旱胁迫下烟草幼苗生长缓解的生理机制。以抗旱性不同的两个烤烟品种‘豫烟6号’(Y6,耐旱型)和‘豫烟10号’(Y10,敏感型)为材料,研究了喷施0. 2 mmol·L~(-1)外源MT对干旱胁迫下烟草幼苗生长、叶片叶绿素荧光参数、光合碳同化酶活性、碳水化合物和内源激素含量的影响。结果表明,干旱胁迫下,两个烟草品种幼苗的生长均受到不同程度的抑制,且Y10的变化幅度大于Y6;外源褪黑素能有效增加干旱胁迫下烟草幼苗的株高、茎粗、生物量,降低根冠比,提高PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))和光化学猝灭系数(qP),降低非光化学猝灭系数(NPQ),提高景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶(SBPase)和核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco)活性,增加可溶性总糖、蔗糖、果糖、生长素(IAA)、赤霉素(GA)和玉米素核苷(ZR)含量,减少淀粉和脱落酸(ABA)含量,且对抗旱性弱的‘豫烟10号’作用效果更强。说明外源MT能够通过增强光合碳同化酶活性,调节叶片内源激素和碳水化合物的代谢,从而缓解干旱胁迫对光合机构的伤害,增强烟草幼苗的抗旱性。     

高丹草叶片PSⅡ光化学活性的抗旱优势

本试验利用快速叶绿素荧光诱导动力学分析技术研究了高丹草(Sorghum bicolor×S.sudanense)和苏丹草(S.sudanense)叶片PSⅡ光化学活性对干旱的响应。结果表明,随着干旱的加剧,高丹草和苏丹草幼苗叶片PSⅡ的最大光化学效率(Fv/Fm)和效能指数(PIABS)明显降低,特别是PIABS的降低幅度明显大于Fv/Fm,即干旱下两种牧草幼苗叶片的PSⅡ光化学活性降低,但不同干旱程度下高丹草幼苗叶片的PSⅡ光化学活性明显高于苏丹草。分析原因可以发现:干旱下高丹草幼苗叶片OJIP曲线上0.15和0.3 ms时(L点和K点)的相对可变荧光VL和VK增加幅度明显小于苏丹草,即干旱条件下对高丹草幼苗叶片PSⅡ电子供体侧放氧复合体OCE活性和类囊体聚合状态的影响明显小于苏丹草,这对于电子传递链上的电子供应及电子传递的稳定性起到了重要的作用。另外,干旱下两种牧草幼苗叶片OJIP曲线上2和30 ms时(J点和I点)的相对可变荧光VJ和VI明显增加,即干旱导致PSⅡ光化学活性降低还与PSⅡ电子受体侧电子由QA向QB传递受阻以及PQ库接受电子能力的降低有关。但干旱下高丹草和苏丹草幼苗叶片仅VJ差异明显,而VI却无明显差异,这说明干旱下高丹草幼苗叶片电子传递体QB接受电子的能力明显高于苏丹草,从而使干旱下高丹草幼苗叶片PSⅡ受体侧电子传递能力高于苏丹草。     

施用化肥和农家肥缓解盐碱地桑树光合午休PSⅡ光抑制

本研究利用快相叶绿素荧光技术分析盐碱地施用化肥和农家肥对中午时段桑树(Morus alba)叶片PSⅡ功能的影响。结果表明,在中午时段,盐碱地生长的桑树叶片的最大光化学效率(Fv/Fm)和以光吸收为基础的光合性能指数(PIABS)分别仅为0.69和0.19,光合午休时桑树叶片发生了明显的光抑制现象,而施用化肥和农家肥均可提高桑树叶片的Fv/Fm和PIABS值,且施用农家肥的效果优于化肥。为分析施用化肥和农家肥缓解盐碱地桑树光合午休PSⅡ光抑制的原因,将OJIP曲线标准化,结果表明,施用化肥和农家肥相对增加了光合午休时桑树叶片PSⅡ电子受体侧QA向QB的电子传递能力,其原因与施用化肥和农家肥相对增强了PSⅡ受体侧QB和PQ电子库的接受电子能力有关,特别是施用农家肥与施用化肥相比,在二者均增加了PQ库容量的前提下,施用农家肥还相对增加了电子传递体QB的电子接受能力,降低了QA-的积累量。施用化肥和农家肥还相对增加了盐碱地桑树叶片光合午休时PSⅡ电子供体侧放氧复合体OEC的活性,以维持水裂解功能的正常进行和光合电子的正常供应。另外,施用化肥和农家肥还有效降低了叶绿体内类囊体的解离程度,增加其与PSⅡ蛋白复合体的附着力,以维持正常的PSⅡ的光化学活性。与化肥相比,施农家肥对缓解盐碱地桑树叶片光合午休光抑制程度方面的优势主要体现在促进桑树叶片PSⅡ受体侧电子传递方面,而对桑树叶片OEC活性和类囊体膜状态方面的影响与施化肥的差异较小。     

Ca2＋对镉胁迫下玉米幼苗生长、光合特征和 PSⅡ功能的影响

为探究钙(Ca~(2+))对玉米镉(Cd)胁迫的缓解作用,采用盆栽试验,研究了根部施加外源Ca~(2+)对Cd胁迫下玉米幼苗生长、光合特征及叶绿素荧光参数等生理指标的影响。结果显示,与对照(CK)相比,100mg/L的Cd处理显著降低了玉米幼苗株高、根、地上部生物量以及玉米叶片叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量。同时,净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、电子传递速率(ETR)、PSⅡ激发能捕获效率(F_v′/F_m′)、光化学淬灭系数(qP)和PSⅡ实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))显著下降,而非光化学淬灭系数(NPQ)和胞间CO_2浓度(C_i)较CK显著上升。外源施加Ca~(2+)可以有效增加镉胁迫下幼苗生物量的积累,明显提高叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量,升高P_n,G_s,T_r,F_v/F_m,ETR,F_v′/F_m′,降低NPQ和C_i,增加幼苗生物量积累,Ca~(2+)浓度为7.5~10.0mmol/L时各指标变化幅度最明显,缓解胁迫的效果最佳。研究结果表明,Cd胁迫使玉米幼苗叶片PSⅡ原初光能转化效率降低,电子传递受到抑制,净光合速率降低。适宜浓度的外源Ca~(2+)能有效缓解Cd对光合机构的伤害,增强幼苗叶片对光的捕获能力,促进光合作用,增加幼苗的生物量,增强玉米幼苗对Cd胁迫的抗性。     

高粱-苏丹草杂交种的生长特性和光合功能研究

研究了高丹草(Sorghum bicolor×S.sudanense)和苏丹草(Sorghum sudanense (Piper) Stapf.)的生长特性、叶片叶绿素荧光特性及激发能的分配对干旱的响应。结果表明:高丹草的株高、根系长度和干物质积累等明显优于苏丹草,干旱下高丹草地上部相对含水率高于苏丹草。干旱降低了2种牧草叶片的PSⅡ反应中心活性和反应中心开放程度,电子传递速率降低,但高丹草叶片在重度干旱下的电子传递速率高于苏丹草,光抑制程度明显低于苏丹草。干旱下2种牧草叶片的PSⅡ反应中心吸收的光能用于光化学反应的量子产额(Ф_PSⅡ)和依赖于叶黄素循环的能量耗散的量子产额(Ф_NPQ)所占比例呈现降低趋势,但重度干旱下高丹草叶片的Ф_PSⅡ和Ф_NPQ明显高于苏丹草,而 PSⅡ反应中心的热耗散量子产额(Ф_NF)所占比例低于苏丹草,说明高丹草叶片在重度干旱下叶片以叶黄素循环为主的光保护机制在防御光破坏方面发挥着重要作用,从而保证了PSⅡ反应中心的正常生理功能,减轻了高丹草在重度干旱下的光抑制程度。     

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。     

模拟SO2湿沉降对桑树幼苗生长和光系统Ⅱ的影响

为探明SO_2湿沉降对桑树(Morus alba)幼苗生长和叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)的影响,本研究利用Na2SO3和NaHSO3的混合液(浓度比为3∶1)模拟SO_2湿沉降,连续处理两年龄的桑树幼苗28d。结果表明,经浓度为50和100mmol·L~(-1)的混合液处理后,桑树幼苗的叶片出现明显的灼烧伤斑,叶片光合能力显著低于对照(P0.05),株高、分枝数、叶片数也明显比对照低。而20mmol·L~(-1)模拟SO_2湿沉降显著提高了桑树幼苗叶片光合能力(P0.05),增加了株高、分枝数和叶片数(P0.05),促进了桑树的生长。快速叶绿素荧光动力学参数分析表明,50和100mmol·L~(-1)混合液处理桑树幼苗,PSⅡ单位反应中心吸收的能量(ABS/RC)、反应中心消耗的能量(DIo/RC)和反应中心用于还原QA的能量(TRo/RC)与对照差异不显著(P0.05),而反应中心用于电子传递的能量(ETo/RC)、照光2 ms时有活性反应中心的开放程度(Ψo)值和吸收光能用QA-以后的电子传递的量子产额(φEo)值均较对照略有下降(P0.05),同时非光化学淬灭的最大量子产额(φDo)值则上升(P0.05),说明50和100mmol·L~(-1) SO_2湿沉降并未影响PSⅡ反应中心对光能的吸收,过剩的光能用于非光化学淬灭,光合性能指数PIABS显著下降(P0.05),是因为PSⅡ中电子传递到受到了抑制。本研究结果证明,浓度≤20mmol·L~(-1)SO_2湿沉降有利于PSⅡ功能和活性提高,提高了桑树光合速率,促进了桑树生长。     

低温胁迫对紫花苜蓿叶片叶绿素荧光特性的影响

以经过抗寒锻炼的盆栽不同抗寒紫花苜蓿(Medicago sativa L.)品种为材料,分别在室温和低温处理后(-8℃)测定不同秋眠型紫花苜蓿品种的叶绿素荧光参数,分析低温对不同苜蓿品种的冷害指数和叶绿素荧光参数的影响。结果表明:在低温胁迫后非秋眠型Dona Ana和Pierce的PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)显著降低,电子传递速率(ETR)减慢,实际光化学量子产量(Y)下降,叶片受低温胁迫较重;秋眠型Vernal和5246各荧光参数变化不大,而非秋眠型CUF101、极非秋眠型UC-1465非光化学淬灭(NPQ)值显著升高(P<0.05),其他的参数变化较小。低温胁迫很轻时,非光化学淬灭系数NPQ升高,说明耗散过剩的光能具有保护光合机构的作用。因此紫花苜蓿各荧光参数的变化与其抗寒特性密切相关。     

水分胁迫和复水对紫花苜蓿幼苗叶绿素荧光特性的影响

利用PEG-6000模拟水分胁迫(ψs=-0.2MPa,胁迫时间:48 h,复水48 h),研究了紫花苜蓿(Medicago sativa L)品种陇东苜蓿和阿尔冈金叶片叶绿素荧光特性和光合色素含量的变化,旨在探讨紫花苜蓿水分胁迫条件下的光合反应机制.结果表明:光化学淬灭系数(qP)和PSII线性电子传递的有效量子产额(YIELD)以及非光化学淬灭系数(qN)和表观光合电子传递效率(ETR)在胁迫前后随光合有效辐射(PAR)的变化规律分别可用公式:Y=aLn(X) b(Y:qP或YIELD,X:PAR,X≠0)和Y=aX2 bX c(Y:qN或ETR,X:PAR)来表示;在受到干旱胁迫后,PSII最大光能转化效率(Fv/Fm)、PSII潜在活性(Fv/Fo)和光合色素含量均明显低于对照,在任意光强下的qP、YIELD和ETR值也极显著低于对照的相应值,qN值则极显著高于对照的相应值;同时,和对照相比,qN和ETR光响应曲线顶点所对应的光强值在受到胁迫后亦明显下降,表明光抑制初始点的降低和最大光保护能力的减弱,甚至光抑制的提前到来.干旱胁迫使得PSⅡ反应中心结构和功能遭到破坏而部分关闭,光合电子传递受阻,光能利用与光化学转化与能力下降,吸收的光能更多的以热能形式耗散.复水后,虽然有光保护机制的存在,但除陇东苜蓿光合色素含量及阿尔冈金类胡萝卜素外,各参数均未能恢复到对照水平,因此旱后复水不能完全解除干旱对PSII反应中心所带来的伤害.紫花苜蓿幼苗对干旱胁迫较为敏感.供试品种相比,陇东苜蓿耐旱性优于阿尔冈金.     

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(5 d)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(P_n)、气孔导率(G_s)、蒸腾速率(T_r)、CO₂羧化效率(CE)、最大光合速率(A_max)和光化学效率(F_v/F_m)、Rubisco最大羧化速率(V_cmax)和RuBP再生速率(J_max)、光化学猝灭系数(qP)、电子传递速率(ETR)和PSⅡ实际光化学效率(Φ_PSⅡ)显著升高,而气孔限制值(L_s)、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。     

土壤菲胁迫对高丹草幼苗生长和叶片叶绿素荧光特性的影响

通过研究土壤菲胁迫对高丹草（Sorghum bicolor×S.sudanense）幼苗生长及叶绿素荧光特性以及光能分配参数的影响,探讨了土壤菲胁迫下高丹草幼苗的光保护机制。结果表明：低于50mg·kg^-1的土壤菲浓度对高丹草幼苗生长及光合作用的抑制作用较小,当浓度大于50mg·kg^-1时,幼苗生长随着菲浓度的增加受到明显抑制,且对地下部的抑制作用大于地上部。幼苗叶片叶绿素含量随土壤菲浓度增加而降低,且叶绿素a相对于叶绿素b对土壤菲胁迫更敏感。土壤菲胁迫降低了PSⅡ反应中心活性和电子传递能力,导致其光能利用能力降低,特别是对高光强的利用能力下降。最大光化学效率（F_v/F_m）的变化幅度较小,即幼苗叶片未发生明显的光抑制现象。土壤菲胁迫明显改变了高丹草幼苗叶片PSⅡ反应中心光能分配参数,用于光化学反应的量子产额（Y_PSⅡ）降低,而依赖于类囊体膜两侧质子梯度叶黄素循环的量子产额（Y_NPQ）增加,即幼苗叶片启动了依赖于叶黄素循环的非辐射能量耗散机制来保护PSⅡ的正常生理功能,降低光合电子传递链上的压力,另外失活PSⅡ反应中心的热耗散量子产额（Y_NF）仅在土壤菲浓度达300mg·kg^-1时有小幅增加,说明土壤菲胁迫仅仅造成PSⅡ反应中心活性的降低,并未使PSⅡ反应中心大量失活。     

外源褪黑素对干旱胁迫下烟草幼苗光合碳同化和内源激素的影响

为明确外源褪黑素（MT）对干旱胁迫下烟草幼苗生长缓解的生理机制。以抗旱性不同的两个烤烟品种‘豫烟6号’（Y6,耐旱型）和‘豫烟10号’（Y10,敏感型）为材料,研究了喷施0.2 mmol·L^-1外源MT对干旱胁迫下烟草幼苗生长、叶片叶绿素荧光参数、光合碳同化酶活性、碳水化合物和内源激素含量的影响。结果表明,干旱胁迫下,两个烟草品种幼苗的生长均受到不同程度的抑制,且Y10的变化幅度大于Y6;外源褪黑素能有效增加干旱胁迫下烟草幼苗的株高、茎粗、生物量,降低根冠比,提高PSⅡ最大光化学效率（F_v/F_m）、实际光化学效率（Φ_PSⅡ）和光化学猝灭系数（qP）,降低非光化学猝灭系数（NPQ）,提高景天庚酮糖-1, 7-二磷酸酶（SBPase）和核酮糖-1, 5-二磷酸羧化酶（Rubisco）活性,增加可溶性总糖、蔗糖、果糖、生长素（IAA）、赤霉素（GA）和玉米素核苷（ZR）含量,减少淀粉和脱落酸（ABA）含量,且对抗旱性弱的‘豫烟10号’作用效果更强。说明外源MT能够通过增强光合碳同化酶活性,调节叶片内源激素和碳水化合物的代谢,从而缓解干旱胁迫对光合机构的伤害,增强烟草幼苗的抗旱性。     

乌兰布和沙漠油蒿叶片PSⅡ叶绿素荧光动力学参数及其光响应曲线动态

本研究以内蒙古磴口原生油蒿(Artemisia ordosica)为对象,分析了7–9月生长期油蒿比叶面积、叶片氮含量、叶片PSⅡ荧光动力学参数及快速光响应曲线光合生理指标动态变化。结果表明,油蒿比叶面积(specific leaf area,SLA)在8月达到最大值,9月显著降低(P 0.05),叶氮含量(N_(mass))呈现相反的变化趋势;油蒿的初始荧光(F_o)、最大荧光(F_m)以及最大光化学效率(F_v/F_m)在保持相对稳定;光下最小荧光产量(F_o′)和最大荧光产量(F_m′)以8月最高,9月显著下降(P 0.05);光合电子传递量子效率(ΦPSⅡ)及光化学猝灭(qP)随着光强的增加而降低,非光化学猝灭(NPQ)和光合电子传递速率(ETR)随光强的增加而增加;同光强作用下,油蒿叶片ETR和NPQ以9月最高,而8月最低。表明油蒿叶片具有相对较高的光能捕获和光抑制自我保护能力。