盐胁迫对玉米幼苗的伤害与盐导致的渗透胁迫的关系

[目的]分析不同浓度的短期盐胁迫对玉米幼苗的生理伤害与盐导致的渗透胁迫的关系.[方法]以华农5号玉米为模式植物,设置5个盐浓度梯度(50、100、150、200、300 mmol/L),以0 mmol/L浓度处理作为对照,处理24h之后开始测量各项生理指标,连续测量5d.[结果]在低浓度盐胁迫下,玉米幼苗的各项生理指标与对照相比并没有明显的下降.当盐浓度达到150 mmol/L时,玉米幼苗出现严重的水分亏缺.玉米叶片叶绿素含量与幼苗水分含量变化基本一致,叶绿素含量在盐浓度达到150 mmol/L时出现明显下降.光系统Ⅱ的明显变化则出现在300 mmol/L盐处理组.[结论]低盐胁迫对玉米水分吸收的影响不大.玉米幼苗对盐的耐受浓度在150mmol/L左右,盐浓度达到150 mmol/L时幼苗开始出现明显的胁迫特征,各种水分生理指标下降,叶绿素含量降低.光系统Ⅱ耐盐能力较强,对盐的耐受浓度高达200 mmol/L,在盐浓度达到300 mmol/L时才出现明显伤害.     

保水剂对干旱胁迫槟榔幼苗生理特征的影响

[目的]探讨不同剂量保水剂对干旱胁迫槟榔幼苗生理特征的影响,为槟榔节水抗旱栽培提供理论依据.[方法]以盆栽热研一号槟榔幼苗为材料,在干旱条件下施用0.1%~0.4%保水剂20d后,测定不同处理槟榔幼苗叶片的相对水含量、可溶性蛋白含量、丙二醛(MDA)含量、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性,分析槟榔幼苗叶绿素荧光参数、光能利用和耗散指标的变化情况.[结果]在干旱胁迫下,施用0.1%~0.4%保水剂可有效提高槟榔幼苗叶片的相对水含量、叶绿素和可溶性蛋白含量及SOD和POD活性;当保水剂施用剂量为0.3%时,槟榔幼苗叶片的相对水含量、可溶性蛋白含量和叶绿素含量最高,MDA含量最低,POD活性最高;槟榔叶片的叶绿素荧光参数光系统II(PSII)最大光能转化效率(Fv/Fm)和PSII实际光化学量子产量[Y(II)]在保水剂施用剂量为0.3%时最大,光化学猝灭系数(qP)随保水剂施用剂量的增大而增加,非光化学猝灭系数(NPQ)随保水剂剂量的增大呈先下降后上升的变化趋势.[结论]施用保水剂可有效提高干旱胁迫槟榔幼苗叶片的渗透调节物质含量及其抗氧化酶活性,保障光合作用顺利进行,缓解干旱胁迫对槟榔幼苗的伤害,以施用0.3%保水剂的效果最佳.     

NaCl胁迫对以茄子为砧木的番茄嫁接苗叶绿素含量及其荧光参数的影响

在NaC l胁迫下,对以茄子为砧木的番茄嫁接苗和番茄自根苗的叶绿素含量及叶绿素荧光参数进行了比较。结果表明:以茄子为砧木的番茄嫁接苗叶片叶绿素含量(ch1)、PSⅡ的实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)均显著高于自根苗;最大光化学效率Fv/Fm高于自根苗;非光化学猝灭系数(qN)显著低于自根苗。以上结果表明,嫁接苗的耐盐性优于自根苗。     

玉米幼苗不同叶位叶片叶绿素含量和荧光参数特性研究

以玉米幼苗刚好完全展开的1～5叶位叶片为材料,通过检测叶绿素含量和荧光参数特性,研究玉米不同叶位叶片的光化学活性.结果表明:随着叶位的上升,叶绿素含量逐渐增加;与第1,2位叶比,第4,5位叶具有更高的Fv/ Fm和ETo/RC,即第4,5位叶具有更强的光化学活性.     

盐胁迫对珠美海棠幼苗光合特性的影响

为研究盐胁迫对珠美海棠幼苗光合特性的影响,以珠美海棠(Malus zumi)盆栽幼苗为试验材料,测定它们在不同浓度NaCl胁迫下的光合参数和叶绿体色素含量及叶绿素荧光特性的变化。结果表明,盐胁迫下,珠美海棠幼苗的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、PSⅡ的潜在活性(Fv/F0)、PSⅡ实际光化学量子产量、叶绿素b都呈先上升后下降的趋势,胞间CO2浓度(Ci)呈先下降后上升的趋势,叶绿素a和类胡萝卜素均呈下降趋势。低盐浓度(50 mmol·L-1)下,光合相关参数值和叶绿素b含量均有所提高,说明珠美海棠幼苗对盐胁迫有一定适应能力;随着盐浓度升高,珠美海棠幼苗的光合参数、蒸腾速率、叶绿素含量有所降低,表明其光系统受到影响,进而使其光合性能降低。     

采用叶绿素成像技术测定细叶榕(Ficus microcarpa L.)叶片对聚乙二醇模拟的水分胁迫的响应

[目的]采用叶绿素成像技术测定细叶榕(Ficus microcarpa L.)叶片对聚乙二醇模拟的水分胁迫的响应。[方法]人工模拟水分胁迫下检测细叶榕、垂叶榕和极端耐旱的欧洲夹竹桃离体叶片,并用叶绿素荧光成像技术同时提取单片叶多个部位进行检测和分析。[结果]细叶榕、垂叶榕和夹竹桃对脱水响应的结果表明:①叶片各测定部位之间的光合反应中心最大光能转换效率(Fv/Fm)和非光化学猝灭(NPQ)的值较小,而电子传递速率(ETR)、PSII真实光化效率(ΦPSII)、光化学猝灭(qP)则有较大的差异;②水分胁迫下叶片不同部位的这种离散性更加明显;③抗逆性强的离散程度明显变小。[结论]为叶绿素成像技术进一步应用于植物对干旱胁迫的响应研究奠定了基础。     

循环干旱锻炼对在干旱胁迫下烟草植株光合参数及叶绿素荧光参数的影响

[目的]研究循环干旱锻炼对在干旱胁迫下烟草植株叶片光合参数及叶绿素荧光参数的响应差异,从一个侧面了解干旱锻炼提高烟草抗旱性的机制。[方法]通过对漂浮育苗的烟草幼苗进行控水—半萎蔫—复水—恢复的循环干旱锻炼及后续干旱胁迫,测定烟草光合参数及叶绿素荧光参数。[结果]循环干旱锻炼后烟草植株在随后的干旱胁迫下烟叶净光合速率(Pn)、PSⅡ最大光化学量子效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学量子效率(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(qP)比未锻炼的对照高,而非光化学淬灭系数(NPQ)下降。[结论]循环干旱锻炼提高了烟草植株光合系统对干旱胁迫的适应能力。     

外源硝酸钙对盐胁迫黄瓜幼苗生长和光合作用的影响

以较耐盐黄瓜品种新泰密刺为试材,采用营养液栽培,研究了叶面喷施Ca(NO3)2对盐胁迫(65 mmol/L NaCl)下黄瓜幼苗生长、叶片叶绿素含量、光合及叶绿素荧光参数的影响。结果表明,外源Ca(NO3)2显著提高了盐胁迫下黄瓜幼苗的干鲜重和叶片叶绿素含量;Ca(NO3)2也提高了盐胁迫下黄瓜叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、PSⅡ实际光化学效率(ФPSⅡ)、光条件下最大光化学效率(F'v/F'm)和光化学淬灭系数(qP),而对胞间CO2浓度(Ci)、暗条件下最大化学效率(Fv/Fm)和非光化学淬灭系数(qN)没有显著影响。这些结果说明外源Ca(NO3)2可能通过提高叶绿素含量和调节气孔限制,以缓解盐胁迫对黄瓜幼苗光化学效率的抑制,进而提高植株耐盐胁迫能力,促进其生长。     

吐丝期干旱对夏玉米叶绿素荧光特性和产量的影响

【目的】探讨吐丝期干旱胁迫造成夏玉米减产的叶绿素荧光生理机制,为夏玉米抗旱栽培提供理论依据。【方法】以夏玉米品种郑单958和先玉335为试验材料,利用具有遮雨棚的抗旱池,设充分灌水［CK,0～20 cm土层含水量为田间最大持水量的（75±5）%］和吐丝期干旱胁迫［0～20 cm土层含水量为田间最大持水量的（45±5）%］2个处理。测定吐丝期（0 d）及吐丝后10、20和40 d穗位叶叶片SPAD值及叶绿素荧光参数,调查成熟后穗部性状及产量。【结果】吐丝期干旱胁迫显著降低了夏玉米吐丝期及吐丝后的叶片SPAD值,以吐丝后20 d降幅最大,分别为15.38%（郑单958）和17.65%（先玉335）。干旱胁迫下,2个夏玉米品种穗位叶光系统Ⅱ（PSⅡ）最大光化学效率（F_v/F_m）和PSⅡ潜在活性（F_v/F_o）均显著下降（P<0.05,下同）,且随着干旱胁迫时间延长而加剧,以吐丝后20 d降幅最大,分别达0.036和0.574（郑单958）、0.039和0.593（先玉335）。同时,干旱胁迫还降低了穗位叶光合性能综合指数（PI_ABS）,影响程度随着干旱胁迫时间的延长而加剧,以吐丝后20 d胁迫强度最大,分别降低12.30%（郑单958）和16.87%（先玉335）。此外,在干旱胁迫结束恢复供水后,干旱胁迫处理吐丝后40 d的叶片叶绿素含量和叶绿素荧光参数仍低于CK,但与CK间差距缩小。干旱胁迫增加了2个夏玉米品种秃尖长,显著降低了穗粒数和千粒重,最终导致郑单958和先玉335分别显著减产10.29%和11.83%。【结论】吐丝期干旱胁迫对夏玉米穗位叶叶绿素造成了不可逆的损伤,导致叶片SPAD值、F_v/F_m、F_v/F_o和PI_ABS显著下降,限制叶片光合作用,造成减产。     

干旱胁迫对花生光合色素含量、叶绿素荧光参数及根系活力的影响

为研究花生幼苗对干旱胁迫的响应机制，以商花5号为试验材料，采用盆栽的方式研究不同强度的干旱胁迫（土壤相对含水量75%、55%、40%、25%）对花生幼苗光合色素含量、叶绿素荧光参数及根系活力的影响。结果表明：在轻度干旱（土壤相对含水量55%）胁迫下，花生幼苗叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b和类胡萝卜素含量均与对照适宜墒情（土壤相对含水量75%）差异不显著（P>0.05），但在中度干旱（土壤相对含水量40%）和重度干旱（土壤相对含水量25%）胁迫下上述指标均显著降低。随着干旱胁迫强度的增加，花生叶片初始荧光（Fo）呈现逐渐升高的变化趋势，而最大荧光（Fm）、最大光化学效率（Fv/Fm）和光化学猝灭系数（qP）呈现逐渐降低的变化规律。轻度干旱胁迫对花生幼苗根系活力影响不显著（P>0.05），而中度和重度干旱胁迫能够显著降低花生幼苗根系活力（P<0.05）。     

两个玉米品种维管束鞘叶绿体的非光化学淬灭对干旱胁迫的响应

【目的】光系统II的非光化学叶绿素荧光淬灭是高等植物响应环境变化最快速的光保护机制,玉米具备叶肉和维管束鞘2种叶绿体结构,本研究通过比较2个玉米品种的光合耐旱能力,探究维管束鞘叶绿体的非光化学淬灭对玉米耐旱性的意义。【方法】以成单30和仲玉3号2个玉米品种为研究材料,设置土壤相对含水量为70%—80%田间持水量（FWC）（充足浇水,对照）、50%—60% FWC（中度干旱胁迫）和35%—45% FWC（重度干旱胁迫）3个土壤水分梯度处理。测定玉米叶片的水分状况、叶绿素含量、活性氧积累、质膜透性和气体交换等参数;应用叶绿素荧光动力学显微成像观测,比较玉米叶肉和维管束鞘叶绿体的叶绿素荧光参数Fv/Fm和NPQ;通过免疫印迹法,分析玉米叶肉和维管束鞘细胞光系统II亚基S（PsbS）稳态水平的变化差异;采用蓝-绿胶温和电泳分离,检测玉米光系统II蛋白复合体的水平。【结果】干旱胁迫导致叶片气孔导度和蒸腾速率下降,2个玉米品种间没有明显差异。但成单30在重度干旱下表现出更好的水分状况、更低的活性氧损伤以及更高的光合速率。玉米叶肉和维管束鞘叶绿体的NPQ水平及PsbS蛋白含量受干旱诱导明显上升,维管束鞘中的上升更显著,成单30表现尤为突出。不同于仲玉3号光系统II蛋白复合体水平的下降,重度干旱胁迫后,成单30的捕光蛋白三聚体水平在叶肉和维管束鞘细胞中均有所升高。【结论】2个玉米品种的光合机构对干旱胁迫的气孔响应能力相当,但相较仲玉3号,成单30的维管束鞘叶绿体具备更优越的非光化学淬灭能力,这对其更强的非气孔限制的光合耐旱性具有积极意义。     

土壤干旱过程对裸果木荧光特性及渗透调节物质的影响

以2年生裸果木盆栽幼苗为试验材料,在土壤干旱过程中,监测叶片荧光参数和渗透调节物质的含量,揭示裸果木幼苗对水分变化的生理响应机制,以期为裸果木抗旱机理的研究提供理论依据。结果表明,初始荧光(F_o)和非光化学猝灭(NPQ-Lss)系数随土壤水分含量的减少而持续上升;最大荧光(F_m)、原初光能潜在活性(F_v/F_o)、光化学最大量子产量(F_v/F_m)、光化学猝灭(qP-Lss)系数和稳态光量子效率(QY-Lss)随土壤水分含量的减少而呈现下降的趋势;荧光衰减率(Rfd-Lss)在土壤相对含水量达到23.23%时迅速下降。土壤水分含量减少时,叶片PSⅡ反应中心的活性降低,光合作用的原初反应过程受抑制,但叶片能通过显著提高NPQ-Lss,消耗过剩的光能来减轻干旱对光合机构的伤害。随着土壤干旱程度的逐渐加剧,脯氨酸(proline,Pro)含量显著积累,增加幅度却逐渐减小;可溶性蛋白(soluble protein,SP)含量先下降,当土壤相对含水量低于31.38%时开始显著增加;可溶性糖(soluble sugar,SS)含量持续增加。在干旱过程中,裸果木叶片能够通过积累Pro、SS和SP,来降低渗透势,起到一定的抗旱作用。     

两种C4作物不同叶位光合及叶绿素荧光特性比较

为探明同为C4植物的玉米和高粱抽雄期叶片光合生理的差异,对两种植物不同叶位相对叶绿素含量、光合生理特性、叶绿素荧光特性参数进行比较研究。结果表明:在该生育期,玉米上部叶位叶片SPAD值显著(P<0.05)高于高粱,下、中部叶位差异不显著(P>0.05);玉米不同叶位净光合速率(Pn)、水分利用效率(WUE)和光能利用效率(LUE)等光合参数显著高于高粱,不同叶位上玉米表现较强的光响应能力,玉米不同叶位羧化速率(CE)和CO2饱和点(Cisat)分别比高粱高13.29%和29.33%;对比不同叶位实际光化学效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭(qP),玉米显著高于高粱,但初始光能转化效率(Fv/Fm)差异不显著(P>0.05)。由此可见,玉米的光合适应性能强于高粱,其光合系统对环境有效光合辐射利用能力高于高粱。     

缺氮对槟榔幼苗叶片光合特性的影响

以‘热研一号’槟榔幼苗为试验材料，通过缺氮处理，观测槟榔苗生长状态；测定槟榔苗的生物量、叶绿素含量、叶绿素荧光参数，并结合气体交换指标,分析缺氮胁迫对槟榔幼苗叶片光合特性的影响。结果显示，与对照（CK）相比，缺氮胁迫下，槟榔苗地上部矮小，叶片发黄，生物量降低但差异不显著；而地下部根系发达，根冠比显著升高。缺氮处理的槟榔苗各叶序叶片叶绿素a、b含量均显著低于对照，且叶绿素b含量降低幅度更大。缺氮胁迫还导致槟榔苗各叶序叶片的光合速率、蒸腾速率、气孔导度、最大光化学效率（Fv/Fm）、实际光化学效率Y（Ⅱ）、光化学淬灭参数qP等均显著下降，而细胞间CO₂浓度、非光化学淬灭参数NPQ显著上升。缺氮胁迫还导致槟榔苗各叶序叶片的叶肉细胞密度显著低于对照。结果表明，缺氮胁迫使槟榔苗叶片叶绿素合成受到抑制，PSⅡ反应中心活性下降，光合效率降低，导致整株生物量下降；在缺氮条件下，槟榔苗会通过调整地上部与地下部的生物量的分配以维持根系与地上部的生长平衡，同时槟榔苗可通过采取降低叶绿素b在光合色素中的比例以及提高叶片厚度和上表皮细胞厚度等策略来增强热耗散机制，从而适应热带高温、强光的生存环境。     

外源ALA和Spd对低温弱光下辣椒幼苗光合作用 及抗氧化系统的影响

【目的】探讨外源5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid, ALA)和亚精胺（Spd）对低温弱光下辣椒幼苗叶片影响及相关生理机理。【方法】以辣椒幼苗为试材,利用人工气候室模拟低温(15℃/5℃)（昼/夜)弱光（20—30 μmol•m-2•s-1）逆境,通过叶面喷施0.5 mg•L-1 ALA和0.5 mmol•L-1 Spd,研究Spd 和ALA对辣椒耐低温弱光的影响。【结果】ALA和Spd处理可减缓持续低温弱光下辣椒幼苗光系统II(PSII)最大光化学效率(Fv/Fm)、PSII实际光化学效率(ΦPSII)、光化学猝灭系数qP和PSII反应中心光能捕获效率(Fv''/Fm'')的下降,同时显著提高了辣椒幼苗叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）,并且显著提高了叶片超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）抗氧化酶活性,同时减缓辣椒幼苗MDA含量和细胞膜透性的持续增大。可溶性蛋白质和脯氨酸（Pro）含量与耐性呈正相关。【结论】ALA和Spd能够提高低温弱光下辣椒幼苗的耐冷性与激活了辣椒的防御系统及保护了细胞膜系统有关;同时通过提高植株SOD、POD和CAT活性来促进辣椒幼苗活性氧代谢,从而保护细胞光合性能。     

γ-氨基丁酸对盐胁迫下番茄活性氧代谢及叶绿素荧光参数的影响

 【目的】探讨外源γ-氨基丁酸(GABA)对提高番茄耐盐性的作用。【方法】采用营养液水培法,以番茄‘金棚1号’为材料,研究外源添加GABA(5 mmol?L-1)对NaCl(50 mmol?L-1)胁迫下番茄幼苗的生长、活性氧代谢、叶绿素含量、净光合速率(Pn)及叶绿素荧光参数的影响。【结果】在正常营养液中添加GABA对番茄幼苗的生长、APX、AsA、H2O2、MDA影响不大,但显著提高了SOD、POD、CAT、GR活性及 的积累;此外,叶绿素含量、Pn、最大光化学效率(Fv/Fm)和非光化学猝灭系数(NPQ)没有发生显著变化,而Chla/b、光合电子传递速率(ETR)、光系统Ⅱ实际量子效率(фPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)明显提高;NaCl胁迫下,外源GABA明显提高了番茄叶片生长速率、SOD、POD、APX、GR的活性以及AsA、GSH含量,减少了 、H2O2和膜脂过氧化产物MDA的积累,但对CAT影响不明显;外源添加GABA处理显著提高了盐胁迫下叶绿素含量、Pn、Fv/Fm、ETR、фPSⅡ和qP,而NPQ显著降低,维持较高的光系统Ⅱ活性。【结论】NaCl胁迫下,外源添加GABA通过促进抗氧化酶活性和抗氧化剂含量的提高,降低H2O2和MDA的积累,保护了细胞膜结构的稳定性,从而减轻盐胁迫对番茄光系统Ⅱ的伤害,增强番茄的耐盐性。     

采用叶绿素成像技术测定细叶榕(Ficus microcarpa L.)叶片对聚乙二醇模拟的水分胁迫的响应(英文)

[目的]采用叶绿素成像技术测定细叶榕(Ficus microcarpaL.)叶片对聚乙二醇模拟的水分胁迫的响应。[方法]人工模拟水分胁迫下检测细叶榕、垂叶榕和极端耐旱的欧洲夹竹桃离体叶片,并用叶绿素荧光成像技术同时提取单片叶多个部位进行检测和分析。[结果]细叶榕、垂叶榕和夹竹桃对脱水响应的结果表明:①叶片各测定部位之间的光合反应中心最大光能转换效率(Fv/Fm)和非光化学猝灭(NPQ)的值较小,而电子传递速率(ETR)、PSII真实光化效率(ΦPSI)I、光化学猝灭(qP)则有较大的差异;②水分胁迫下叶片不同部位的这种离散性更加明显;③抗逆性强的离散程度明显变小。[结论]为叶绿素成像技术进一步应用于植物对干旱胁迫的响应研究奠定了基础。     

Characteristics of Photosystem II Behavior in Cotton （Gossypium hirsutum L.） Bract and Capsule Wall

Though bract and capsule wall of boll in cotton （Gossypium hirsutum L.） have different photosynthetic capacities, the features of photosystem II （PS II） in these organs are scarce. In this paper, chlorophyll a lfuorescence emission was measured to investigate the difference in the photosynthetic apparatus of dark-acclimated （JIP-test） and light-acclimated （light-saturation pulse method） bract and capsule wall. Compared with leaves, the oxygen evolving system of non-foliar organs had lower efifciency. The pool size of PS II electron acceptor of non-foliar organs was small, and the photochemical activity of leaves was higher than that of the bract and capsule wall. In regard to the photosystem I （PS I） electron acceptor side, the pool size of end electron acceptors of leaves was larger, and the quantum yield of electron transport from QA （PS II primary plastoquinone acceptor） further than the PS I electron acceptors of leaves was higher than that of bract and capsule wall. In all green organs, the actual quantum yield of photochemistry decreased with light. The thermal dissipation fraction of light absorbed by the PS II antennae was the highest in bract and the lowest in capsule wall relative to leaves. Compared with leaves, capsule wall was characterized by less constitutive thermal dissipation and via dissipation as lfuorescence emission. These results suggested that lower PS II photochemical activity in non-foliar organs may be result from limitations at the donor side of PS II and the acceptor sides of both photosystems.     

模拟酸雨对大叶黄杨叶片叶绿素荧光参数的影响

为了明确酸雨对大叶黄杨叶片荧光参数的影响,在拱棚条件下,以2年生大叶黄杨(Euonymus japonicus)为试材,采用人工喷洒的方法,以pH为7.0的模拟雨水为对照,研究了不同pH值(1.0、2.0、3.0、4.0、5.0)的模拟酸雨对大叶黄杨叶片的叶绿素相对含量和叶绿素荧光特性的影响。结果表明:随着酸雨浓度pH值降低,大叶黄杨叶片的叶绿素含量呈现下降的趋势;叶绿素荧光参数非光化学猝灭系数(qN)呈先上升后下降趋势;光化学猝灭系数(qP)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ电子传递量子效率(ΦPSII)、表观光合电子传递速率(ETR)呈现下降趋势。当模拟酸雨pH≤2.0时,会对大叶黄杨的叶片造成严重的损伤,破坏叶绿体结构,直接影响了光合作用中的电子传递,导致光合电子传递过程中受到损害和抑制。     

Responsibility of non-stomatal limitations for the reduction of photosynthesis—response of photosynthesis and antioxidant enzyme characteristics in alfalfa (Medicago sativa L.) seedlings to water stress and rehydration

Water stress by polyethylene glycol (PEG)-6000 solution (ψ _s = 0.2 MPa, stress time: 48 h, rehydration time: 48 h) was performed in leaves of two alfalfa cultivar (Long-Dong and Algonquin) seedlings. Gas exchange parameters, chlorophyll fluorescence parameters, activity of antioxidant enzyme and photosynthetic pigment concentrations were measured to investigate the available photosynthetic and antioxidant enzyme response to variable water conditions as well as stomatal and non-stomatal limitations to photosynthesis. The results showed that non-stomatal limitations were responsible for the reduction of photosynthesis during water stress. At the beginning of water stress (12 h), water was lost and then the stomata closed rapidly, which resulted in a decrease of transpiration, net photosynthesis and CO₂ diffusion. Therefore, when intercellular CO₂ concentration and carboxylation efficiency decrease, water use efficiency and value of stomatal limitation would increase. However, the decline of net photosynthetic rate was faster than transpiration rate. At the same time, the maximal photochemical efficiency, potential activity of PSII reaction center and photochemical quenching of chlorophyll fluorescence declined significantly, the activity of antioxidant enzyme increased rapidly and the photosynthetic pigment concentrations changed slightly. The results also indicated that, at the initial period of stress, neither oxidative stress nor membrane lipid peroxidation was induced, nor were photosynthetic structures damaged, but photosynthetic functions were partly inhibited. Therefore, the stomatal limitation and non-stomatal limitations had the same responsibility for the reduction of photosynthesis. At the mid-late stage of water stress, net photosynthetic rate, stomatal conductance, maximal photochemical efficiency, potential activity of PSII reaction center and photochemical quenching of chlorophyll fluorescence decreased linearly with the decline of the relative water content. And the relative electron transport rate, the effective quantum yield of PSII photochemistry and photosynthetic pigment concentrations declined continually. The activity of antioxidant enzymes maintained at a higher level but malondialdehyde accumulated gradually with prolonging of water stress. Simultaneously, the non-photochemical quenching of chlorophyll fluorescence increased obviously after water stress for 24 h. The remarkable decline of light saturated point of photosynthetic electron transport, that is, the initial point of photo-inhibition, was observed in advance. Therefore, non-stomatal limitations dominated the changes of a series of physiological and biochemical reactions during mid-late period of water stress. After 48 h rehydration, all the parameters except intercellular CO₂ concentration in Long-Dong recovered obviously but incompletely, which resulted from severe oxidative injury and photo-inhibition induced by water stress even though photo-protection was triggered during water stress in alfalfa leaves. Alfalfa seedlings were sensitive to water stress and there were certain differences between cultivars.