黄龙病对柑橘叶片同化物积累和矿质养分运输的影响

【目的】探究感染黄龙病柑橘叶片中光合产物积累、矿质元素运转与病菌侵染的内在联系，为通过营养调节防控黄龙病提供理论基础。【方法】柑橘样品采集于位于广西阳朔的中国柑橘黄龙病研究中心，选取柑橘园中长势一致的健康、染病柑橘植株各6株，取中部有6～8个叶片的枝条为试材，分析叶片病原菌数量、叶片温度，枝条同化物运输及分配。采用X射线荧光光谱（XRF）离子显影、定量电感耦合等离子体质谱（ICPMS）法测定叶片养分分布及含量。【结果】韧皮部杆菌(C. Las)侵染柑橘叶片后，主要定殖于叶片中的筛管、伴胞附近(即叶中脉)，叶中脉中病菌扩增阈值循环数(cycle threshold,Ct值)显著下降。与健康柑橘叶片相比，染病叶片斑驳黄化，叶绿素含量显著降低，叶片温度显著升高；病叶叶肉、叶中脉、韧皮部中淀粉、可溶性总糖、果糖显著高于健康叶片。营养元素在叶片各部位的聚集发生显著变化，Ca、Fe在叶肉明显聚集，K在叶中脉明显聚集，Zn、Cu、Mn在叶肉明显减少。叶肉中Ca与Cu、Cu与Zn呈显著正相关，叶中脉中Ca与Mn、Cu呈显著负相关，线性混合效应模型中病原菌浓度对K、Ca、Fe、Cu、Mn、Zn影响显著，...     

适用于小样本显微图像数据集的柑橘黄龙病快速诊断模型

为了探究柑橘黄龙病病原菌对宿主叶片主脉显微结构的影响并建立基于叶片主脉显微图像的快速诊断方法,该研究以健康、染病未显症、染病显症和缺镁四类柑橘叶片主叶脉的显微图像为研究对象,提出了一个适用于小样本显微图像数据集的增强特征的无监督训练柑橘黄龙病检测模型（Enhanced Huanglongbing Unsupervised Pre-training Detect Transformer,E-HLBUP-DETR）。该模型首先采用无监督训练结合迁移学习构成上游网络（unsupervised pre-training model）,再利用Yolact模型设计出增强特征网络（Enhanced Feature Network,EFN）与DETR(Detect Transformer)相结合构成下游网络,最终建立E-HLBUP-DETR诊断模型。研究结果表明,E-HLBUP-DETR模型检测的准确率可达96.2%,能够解决采用小规模数据集训练的模型存在过拟合和准确率低的问题。相较于未改进的DETR模型,E-HLBUP-DETR具有更高的检测准确率,识别准确率也优于CNN架构ResNext的92.1%与MobileNet的76.3%。研究结果可为显微尺度下柑橘黄龙病的早期快速诊断提供技术支持。     

外源硫化氢对盐胁迫下加工番茄幼苗光合参数及叶绿素荧光特性的影响

为探究外源硫化氢(H_2S)对盐胁迫下加工番茄幼苗光合作用和光合荧光参数的影响,以耐盐性不同的2个加工番茄KT-7(耐盐性强)和KT-32(耐盐性弱)为材料,采用分光光度法、CIRAS-3型光合仪和Imaging-PAM调制荧光成像系统分别测定光合色素含量、光合参数和叶绿素荧光参数。结果表明,外源H_2S提高了盐胁迫下加工番茄幼苗的生长及叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素含量、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、叶片蒸腾速率(Tr)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)和PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ);降低了胞间CO_2浓度(Ci)、PSⅡ调节性能量耗散的量子产额[Y(NPQ)]和非光化学猝灭系数(NPQ);而PSⅡ非调节性能量耗散的量子产额[Y(NO)]稳定在较低水平。此外,外源H_2S对KT-32的缓解效应强于KT-7。综上所述,外源H_2S通过提高加工番茄幼苗叶片的光合色素量和光合电子传递效率,有效地缓解盐胁迫对加工番茄叶片PSⅡ的伤害。本研究结果为探究外源H_2S增强加工番茄耐盐性研究提供了科学依据。     

Cs对菠菜叶片光合作用影响的研究

为了揭示Cs对植物光合作用的影响机理,本文采用不同浓度的CsCl(0、1、5、10、20 mmol·L-1)和石英砂培处理菠菜幼苗15 d,分析测定了Cs在菠菜中的积累分布以及Cs对菠菜叶片叶绿素含量、光合气体交换参数、叶绿素荧光参数、类囊体膜电子传递速率、类囊体膜吸收光谱和77k低温荧光光谱的影响.结果表明:Cs处理显著降低菠菜叶片的叶绿素含量;随着Cs处理浓度的增加,尤其在处理浓度大于10 mmol·L-1时,叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)以及蒸腾速率(Tr)显著下降;叶片叶绿素荧光参数分析表明,Cs处理浓度大于10 mmol· L-1时,光系统Ⅱ(PSⅡ)反应中心遭到破坏;类囊体膜电子传递活性分析表明高浓度Cs处理抑制PSⅡ放氧侧的电子传递活性;类囊体膜室温吸收光谱和77K低温荧光光谱分析表明高浓度Cs会破坏类囊体膜的结构,导致叶绿素的结合状态受损,从而使类囊体膜光能的吸收、传递和分配受到抑制,并且会导致类囊体膜上PSⅡ和PSⅠ的色素蛋白发生不同程度的降解.本研究可为Cs污染的植物修复提供一定理论依据.     

氮素对玉米灌浆期叶片光合性能的影响

以玉米自交系齐319(Q319)为材料,采用单株盆栽种植方式,借助叶绿素荧光快速诱导动力学曲线和820 nm光吸收曲线,研究了氮素对玉米灌浆期叶片光合性能的影响。2年研究结果表明,在本试验条件下,氮素对Q319灌浆期叶片叶绿素含量无明显提高作用,但其净光合速率(Pn)和单株干物质积累量、子粒产量显著增加。JIP-test分析表明,氮素显著提高了叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)反应中心电子供体侧和受体侧性能;显著提高了Q319 PSⅡ反应中心电子受体侧之后的电子传递链性能,增强了电子由PSⅡ向PSⅠ的分配,从而显著地提高了PSⅡ与PSⅠ之间的协调性。可以认为,施氮后灌浆期叶片叶绿素含量的变化不是Pn提高的主要原因,而两个光系统性能的改善及二者间协调性的提高增强了光合电子传递链的性能是灌浆期Pn升高与成熟期产量增加的主要原因。     

不同水分与养分水平对玉米叶绿素荧光特性的影响

通过对玉米拔节期叶片叶绿素荧光参数的测定，发现这些参数均受诸如水分、光热、养分等外界条件的影响。水分对叶绿素荧光参数的影响非常显著，随着水分的降低，玉米叶片的基础荧光增大，而可变荧光、PSⅡ光化学效率及PSⅡ潜在活性显著降低，因此，只要选择合适的测定时间，加快测定速度，叶绿素荧光可作为研究判断玉米水分胁迫程度的理想指标。     

水分胁迫对茶树叶片叶绿素荧光特性的影响

以"铁观音"和"福鼎大白茶"两个茶树品种为试验材料,研究水分胁迫对茶树叶片叶绿素荧光特性的影响.结果表明:水分胁迫下,茶树叶片的基础荧光(Fo)显著升高,最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、PSⅡ原初光能转化效率(Fv/Fm)、PSⅡ的潜在活性(Fv/Fo)显著下降,表明水分胁迫使茶树叶片PSⅡ反应中心受到伤害;水分胁迫还可降低茶树的光化学反应速率(Prate),缩短荧光上升时间(T1/2),抑制PSⅡ反应中心电子的传递(ETR降低),导致天线色素热耗散速率(Drate)、非光化学猝灭(qN)和光合功能相对限制值(LPFD)升高,光化学猝灭(qP)和PSⅡ实际光化学效率(Yield)显著下降.比较水分胁迫下"铁观音"和"福鼎大白茶"叶片叶绿素荧光变化发现,"铁观音"PSⅡ反应中心的胁迫耐性较强,叶片光化学效率较高.     

魔芋叶绿素荧光参数日变化的研究

以花魔芋为材料,研究其植株叶片叶绿素荧光参数的日变化。结果表明,魔芋初始荧光(Fo)随时间变化表现上升的日变化趋势;最大荧光(Fm)与最大光合效率(Fv/Fm)均则呈现连续下降的趋势。表明在一天中,魔芋叶片中PSⅡ反应中心可能出现可逆性失活或破坏,魔芋叶片光保护作用的调节机制弱。     

遮荫下氮肥用量对雪茄外包皮烟叶光合特性的调控效应

通过遮荫条件下的盆栽试验,测定分析了4个氮肥处理的雪茄外包皮烟叶片的叶绿素含量、净光合速率和叶绿素荧光动力学参数,探讨了不同氮肥用量对雪茄外包皮烟叶光合特性的调控效应。结果表明,随着氮肥用量的增加,烟叶的叶绿素含量增加,叶片的PS.II最大光化学效率和潜在活性,PSⅡ的实际光化学效率以及荧光光化学猝灭系数(qP)都有增加的趋势,最终导致叶片净光合速率的提高。试验还表明,适当的增施氮肥有利于改善叶片的光合功能,提高叶片的净光合速率,但过量氮肥则不利于光合能力的改善,更不利于荧光动力学参数的优化。     

低温胁迫对玉米幼苗叶绿素荧光诱导动力学的影响

为了探讨低温胁迫对玉米幼苗叶片光化学反应的影响机制,本研究基于叶绿素荧光动力学原理,对常温(25℃)和低温处理(0℃)的玉米幼苗叶片进行测量,分别获得快速叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP曲线)和荧光参数,并应用JIP-test法进行比较分析。结果表明:相比于常温处理,低温胁迫下玉米叶片最大荧光(Fm)和光系统Ⅱ(PSⅡ)潜在光化学效率(FV/FO)分别减少55.3%和65.9%,而初始荧光(FO)基本没有变化;对O-P相的荧光参数进行标准化的WOJ和WJI增大,但WIP减小; J和I相的相对可变荧光Vj和Vi表现相反,Vj增加19.7%而Vi减少16.4%;反映PSⅡ供体侧活性的FK占振幅FO-FJ的比例WK增加44.7%,放氧复合体的组分OEC减少13.1%;反映PSⅡ受体侧电子传递活性的参数Sm、MO、N分别增加210%、49.6%、294%;表示量子产额或能量分配的φPo、ψO、φEO分别减少24.9%、6.82%、29.7%,φDO增加141%;反映单位反应中心活性的参数ABS/RC、TRO/RC、ETO/RC、DIO/RC分别增加70.4%、24.7%、16.1%、328%,而单位面积有活性反应中心密度RC/CSO减少37.4%;表示光合性能的参数PIABS、PICSm分别减少81.6%、90.6%。综合分析玉米叶片光合过程对低温胁迫敏感,其表现的低温逆境防御保护机制是:PSⅡ供体侧的放氧复合体损伤,导致PSⅡ供体侧提供电子的能力下降,反应中心失活数量上升,而单个反应中心的效率增强,多余能量以热量形式散失,减少活性氧(ROS)的产生;低温胁迫造成的玉米叶片PSⅡ供体侧损伤,将抑制电子的传递,进而影响光合能力。     

基于日光诱导叶绿素荧光的柑橘黄龙病原位诊断

柑橘黄龙病（Huanglongbing, HLB）是柑橘生产中的毁灭性病害,柑橘植株遭到黄龙病菌侵染后光合能力发生变化而后表现出相应的黄化症状。及早实现HLB的原位快速诊断是防控HLB的重要手段。为探究黄龙病菌侵染柑橘叶片的光合响应机制并实现HLB的原位诊断,该研究分析了健康（Healthy）、未显症HLB（asymptomatic HLB, aHLB）、显症HLB（symptomatic HLB, sHLB）以及黄斑病（Macular,症状与黄龙病相似）柑橘叶片的光合参数与光合色素含量差异。利用光谱技术与日光诱导叶绿素荧光（Sun-induced Chlorophyll Fluorescence, SIF）技术分析了4种类型柑橘叶片的反射率光谱与SIF光谱差异。采用竞争自适应重加权采样（Competitive Adaptive Reweighted Sampling, CARS）算法结合反射率光谱筛选出特征波段,采用SIF光谱的峰值位置（687和741 nm）构建了上行（Upward, Up）和下行（Downward, Dw）SIF产量指数（Up687, Up741, Dw687, Dw741, Up687/741, Dw687/741）。进一步分别利用特征波段的反射率和SIF产量指数,结合K最邻近（K-nearest Neighbor, KNN）分类算法构建了柑橘黄龙病的诊断模型。结果表明,黄龙病菌的侵染使柑橘叶片的光合作用明显减弱,在未显症时期已经表现出来,证明了SIF技术在诊断早期HLB的优势。基于特征波段反射率的KNN模型对未显症HLB和显症HLB的诊断精度为72.7%和75.6%,健康叶片和黄斑病叶片分别为82.2%和64.1%,而基于687和741 nm波长处的上行比值SIF产量指数Up687/741构建的KNN模型对未显症HLB和显症HLB的诊断精度为84.8%和91.1%,健康和黄斑病叶片分别为88.9%和82.1%,均优于反射率光谱模型。结果证明了SIF技术用于诊断柑橘HLB的潜力,为实现柑橘HLB的田间原位、快速、早期诊断提供了可能。     

土壤紧实胁迫对黄瓜碳水化合物代谢的影响

用容重分别为1.25 g/cm3(疏松土壤,即对照)和1.55 g/cm3(紧实土壤)的土壤进行盆栽试验,研究了土壤紧实胁迫对“津春4号”黄瓜(Cucumis sativusL.)不同生育期叶片和根系碳水化合物代谢的影响,以探讨土壤紧实胁迫对黄瓜生长产生影响的机理.结果表明,在土壤紧实胁迫条件下,黄瓜不同生育期叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均显著下降,胞间CO2浓度(Ci)显著升高,光合作用受到抑制;叶片中蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性显著降低,蔗糖合成酶(SS)、酸性转化酶(AI)和中性转化酶(NI)活性显著增强,蔗糖、葡萄糖、果糖和淀粉含量显著增加,蔗糖的合成与输出受到抑制;不同生育期根系SPS、AI和NI活性显著下降,而SS活性显著增强,蔗糖、葡萄糖和果糖含量显著增加,淀粉含量基本不变.这表明,土壤紧实胁迫抑制了黄瓜叶片中同化物的合成和输出,降低了碳水化合物向根系中的输入,阻碍了根系对碳水化合物的利用,使植株矮小,产量下降.     

钾对小麦茎和叶鞘碳水化合物含量及子粒淀粉积累的影响

田间条件下研究了钾素对冬小麦品种鲁麦22茎和叶鞘中碳水化合物含量变化以及灌浆过程中子粒淀粉积累的影响。结果表明,钾素有利于提高茎中果聚糖、蔗糖、果糖和葡萄糖在灌浆期间的积累,促进了灌浆后期果聚糖的降解及蔗糖、果糖和葡萄糖的输出。其中以K2处理的作用为最大;有利于提高灌浆过程中叶鞘果聚糖、果糖、蔗糖和葡萄糖的积累,但提高幅度小于茎中的提高幅度;同时钾素亦提高了灌浆期间子粒中可溶性总糖和蔗糖的供应,加速了淀粉积累速率,其中以K2处理为最高,最终获得了最高的产量(9411 15kg/hm2)和最大的钾素生产效率。     

高温胁迫下外源褪黑素对黄瓜幼苗光合作用及叶绿素荧光的影响

以"津春4号"黄瓜品种为试验材料,采用喷施外源褪黑素(melatonin,MT)的方法,研究了MT对高温胁迫下黄瓜幼苗叶片光合作用和叶绿素荧光参数的影响.结果表明:高温处理后黄瓜幼苗叶片净光合速率(Pn)降低,气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)却增大,但随外源MT处理浓度的增加,黄瓜幼苗叶片内P...     

柑橘黄龙病高光谱早期鉴别及病情分级

为实现柑橘黄龙病的早期、快速确诊,有效阻止病害蔓延,达到早期防治、保障柑橘生产的目的,该文研究基于高光谱成像的柑橘黄龙病早期无损检测及病情分级,并对多种预处理方法的建模结果进行探讨。试验获取370～1 000 nm健康、不同染病程度及缺锌共5类柑橘叶片的高光谱图像,用遥感图像处理平台(environment for visualizing images,ENVI)得到各类样本感兴趣区域的光谱反射率平均值。运用一阶微分、移动窗口拟和多项式平滑(savitzky-golay,SG)进行数据处理,结合偏最小二乘判别分析(partial least squares-discriminate analysis,PLS-DA)构建黄龙病的早期鉴别及病情分级模型。结果表明:建立的3个判别模型,验证集相关系数均不低于0.9548。其中,经SG平滑及一阶微分预处理所建立的模型分类效果最佳,总体预测准确率达96.4%,预测均方根误差0.1344。该研究为柑橘病害早期诊断和预警提供了新方法,也为黄龙病病害程度遥感监测提供了基础。     

Noninvasive evaluation of the degree of ripeness in grape berries (vitis vinifera L. Cv. Bacchus and silvaner) by chlorophyll fluorescence

The use of chlorophyll fluorescence measurements to noninvasively evaluate degrees of ripeness was investigated in berries at various stages of ripening from two white grapevine cultivars (Vitis vinifera L. Cv. Bacchus and Silvaner). Berries were characterized by diameter, weight, and density and by concentrations of fructose, glucose, sucrose, and total sugars, as well as fructose/glucose ratios, and also by chlorophyll fluorescence at F(0) and F(M) levels and the fluorescence ratio F(V)/F(M). Pearson product moment correlation analysis on data from both cultivars revealed clear negative associations between F(0) and concentrations of fructose, glucose, and total sugars, and fructose/glucose ratios (correlation coefficient < -0.89). Curvilinear trend-lines were established for plots of F(0) versus concentrations of fructose, glucose, and total sugars, but a linear relationship between F(0) and fructose/glucose ratios was found: the corresponding coefficients of determination were always >0.82. Therefore, chlorophyll fluorescence measurements are well-suited to determine noninvasively sugar accumulation in grape berries during ripening.     

缺磷胁迫下草甘膦对抗草甘膦大豆幼苗光合作用和叶绿素荧光参数的影响1

为探明缺磷胁迫下草甘膦对抗草甘膦大豆（RR1）幼苗叶片光合作用和叶绿素荧光参数的影响,采用溶液培养方法,在大豆长出真叶时进行缺磷胁迫,第二复叶完全展开时进行草甘膦处理,5d后测定各生理指标。结果表明, 相对于正常供磷条件的清水处理,缺磷胁迫下4.98 mL/L草甘膦处理的大豆叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）、最大荧光（Fm）、PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）、PSⅡ的有效量子产量［Y(Ⅱ)］、PSⅡ非调节性能量耗散的量子产量［Y(NO)］、最大电子传递速率（ETRmax）和半饱和光强（Ik）均呈下降趋势。而气孔限制值（Ls）、叶绿素a（Chl a）、叶绿素b（Chl b）、叶绿素a/b（Chl a/b）、类胡萝卜素（Car）、总叶绿素（Chl）含量和PSⅡ调节性能量耗散的量子产量［Y(NPQ)］均呈升高趋势。说明缺磷胁迫条件下喷施草甘膦显著降低了抗草甘膦大豆的光合速率。缺磷引起的气孔因素可能是导致RR大豆光合速率下降的主要原因,而光合速率的下降导致其PSⅡ反应中心的开放程度降低,活性减弱,参与CO2固定的电子较少,光化学效率较低。     

谷胱甘肽对自毒作用下辣椒叶片光合特性的影响

以当地辣椒(Capsicum annuum L.)主栽品种"陇椒5号"和"七寸红"为试材,研究自毒作用下不同浓度外源谷胱甘肽(GSH)对辣椒幼苗叶绿素含量、光合参数和叶绿素荧光参数的影响,以探讨GSH对辣椒自毒作用的缓解效果和生理作用机制。结果表明:单一叶浸提液处理(CK2)后,2个品种辣椒叶片的叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、PSII最大光化学效率(Fv/Fm)、PSII有效光能转化效率(Fv’/Fm’)和实际光化学效率(ФPSII)均较清水处理(CK1)降低,初始荧光(Fo)升高,胞间CO2浓度(Ci)则先升后降。说明辣椒叶浸提液引起的自毒作用导致光合作用的下降主要是由于非气孔因素引起的。含有不同浓度GSH的叶浸提液处理后,叶绿素含量、Pn、Gs、Tr、Fv/Fm、Fv’/Fm’和ФPSII与单一辣椒叶浸提液处理相比均有一定程度的回升,Ci和Fo均较叶浸提液处理的降低。说明外源GSH能够提高自毒作用下辣椒幼苗叶片CO2的利用率,降低非气孔因素的伤害,进而缓解自毒物质对辣椒幼苗的毒害。研究表明,适合缓解陇椒5号和七寸红自毒作用的GSH浓度分别为50和30mg.L-1。