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。     

低氮胁迫对耐低氮玉米品种苗期光合及叶绿素荧光特性的影响

【目的】叶绿素荧光参数经常用来评价光合器官的功能和环境压力的影响,不同玉米基因型耐低氮胁迫能力差异较大,与光合及叶绿素荧光特性对低氮胁迫的响应机制有关。本文以耐低氮能力差异较大的4个玉米杂交种为试验材料,研究了低氮胁迫对不同耐低氮性玉米品种苗期光合及叶绿素荧光特性的影响,以期明确耐低氮胁迫玉米品种的光合机制。【方法】采用二因素完全随机设计盆栽试验,因素A为不同耐低氮性玉米品种:‘正红311’、‘成单30’和不耐低氮品种‘先玉508’、‘三北2号’;因素B为不同氮素水平:正常氮CK(霍格兰完全营养液,N 15 mmol/L)、低氮胁迫LN1(N 0.5 mmol/L)、极低氮胁迫LN2(N 0.05 mmol/L)。测定了苗期单株干物质积累量,单株氮素积累量,叶片叶绿素含量与荧光特性,以及光合效率指标。【结果】低氮胁迫下玉米苗期单株干物质积累量、单株氮素积累量、叶片叶绿素含量等生理指标显著下降,但耐低氮品种的下降幅度显著低于不耐低氮品种;低氮胁迫下玉米苗净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)显著降低,胞间CO2浓度(Ci)显著升高,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)的降幅及胞间CO2浓度(Ci)的增幅耐低氮品种均显著低于不耐低氮品种;低氮胁迫下可变荧光(Fv)、最大荧光(Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/F0)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ有效光量子产量(Fv'/Fm')和光化学猝灭系数(q P)等叶绿素荧光特性也均显著降低,耐低氮品种下降幅度显著低于不耐低氮品种;低氮胁迫下耐低氮品种PSⅡ实际光量子产量(ΦPSⅡ)降低,不耐低氮品种有所增加;而耐低氮品种非光化学猝灭系数(NPQ)升高,不耐低氮品种有所降低。【结论】耐低氮玉米品种能够减缓低氮胁迫对植株光合系统的影响,进而保证植株较高的氮素积累,提高叶片叶绿素含量,维持较高的PSⅡ有效光量子产量(Fv'/Fm')和光化学猝灭系数(q P),为光合作用提供充足的光能;从而保持了较高的净光合速率(Pn),保证了耐低氮品种在低氮条件下保持较高的干物质生产。     

初花期喷镧对UV-B辐射增强下紫花苜蓿光合及荧光特性的影响

在温室大棚内采用样方法条播和叶面喷施技术,以紫花苜蓿(Medicago sativa)为试验材料,UV-B辐射增强设5%(T1)和10%(T2)2个梯度,镧(Lanthanum)喷施设30、60和90mg·L-1 3个浓度,以植株上方悬挂灯架但不安装紫外灯管且不喷施镧的处理为对照(CK),研究UV-B辐射增强下喷施镧对紫花苜蓿光合及荧光特性的影响。结果表明:(1)在UV-B辐射增强条件下,紫花苜蓿叶片叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、净光合速率(A)、蒸腾速率(E)、气孔导度(gs)、胞间CO2浓度(Ci)、PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)、光化学淬灭(q P)和非光化学淬灭(NPQ)均低于对照,表观光合电子传递效率(ETR)则高于对照(CK),说明UV-B辐射增强会降低紫花苜蓿叶片的光合特性。(2)喷施镧后,紫花苜蓿初花期、盛花期和成熟期叶片以上各指标均相应高于T_1和T_2处理,其中以在UV-B辐射增强5%条件下喷施30mg·L-1和UV-B辐射增强10%条件下喷施60mg·L~(-1)镧效果显著(P0.05),说明一定浓度的镧可以缓解UV-B辐射增强对紫花苜蓿光合特性造成的伤害,叶片光合作用得以增强;随着生育期的推进,紫花苜蓿叶片可溶性糖和可溶性蛋白含量持续上升,说明UV-B辐射和镧的喷施对紫花苜蓿叶片糖和蛋白的合成有一定促进作用。     

耐弱光基因型马铃薯在遮阴条件下的光合和荧光特性分析

为探寻遮阴对马铃薯光合和荧光特性及吸收光能分配的影响,本研究采用大田试验,以马铃薯不耐弱光品种‘丽薯6号’和耐弱光品种‘中薯20’为材料,出苗后用遮光率70%的黑色遮阳网进行遮阴处理(T),以自然光照为对照(CK),测定了遮阴30 d后马铃薯叶片的光合作用、光响应曲线、CO_2响应曲线、光诱导曲线和叶绿素荧光参数的变化。结果表明:1)遮阴后净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、最大净光合速率(P_(max))、光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)较CK显著下降;‘中薯20’的P_n、P_(max)、LSP较高,LCP和暗呼吸速率(R_d)较低。2)不同基因型CO_2响应参数无显著差异,但‘中薯20’的最大羧化速率(V_(cmax))和最大电子传递速率(Jmax)较高,CO_2补偿点(CCP)较低。3)高光诱导过程中,‘中薯20’反应较快,光合能力较强。4)初始荧光(F_o)、最大荧光(F_m)、最大光化学量子效率(F_v/F_m)较CK显著增加,PSⅡ实际光化学量子效率(?F/F_m′)、表观电子传递速率(ETR)和光化学猝灭系数(qP)较CK显著下降,非光化学猝灭系数(NPQ)呈增加趋势。5)非光化学热耗散(ФNPQ)和荧光耗散途径(Фf,d)比例显著增加,光化学猝灭耗散途径(ФPSⅡ)比例显著减少,主要以增加热耗散为主。遮阴后,耐弱光基因型‘中薯20’的NPQ和ФNPQ均高于不耐弱光的‘丽薯6号’,说明‘中薯20’的光合机构保护能力更强。综合分析表明,遮阴后耐弱光基因型马铃薯具有较高的净光合速率、较低的光补偿点、较低的CO_2补偿点、较快的光诱导反应速度和较高的非光化学热耗散能力。     

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。     

重金属Cd2+对结缕草叶片光合特性的影响

用水培法研究了重金属Cd2+胁迫对结缕草叶片光合气体交换、叶绿素荧光参数、光能分配及叶绿素含量的影响。结果表明,Cd2+胁迫下,除胞间CO₂浓度（Ci）外,结缕草叶片净光合速率（Pn）、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)均较对照降低,差异显著;最小初始荧光(F0)、最大荧光(Fm)、光下最大荧光(Fm′)、光下最小荧光(F0′)、稳态荧光(Fs)、最大量子产量(Fv/Fm)、实际量子产量(Fv′/Fm′)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、相对电子传递速率(rETR)、光化学猝灭系数(qp)等均较对照显著降低,而20d时处理叶片的非光化学猝灭系数(NPQ)较对照显著升高;在光能分配方面,除PSⅡ反应中心的过剩激发能C值无显著性变化,Cd2+胁迫显著降低了结缕草叶片PSⅡ光化学反应消耗的光能A值,显著提高了通过天线热耗散消耗的光能B值;尽管叶绿素与类胡萝卜素含量无显著变化,但30 d的Cd2+胁迫仍使二者含量降低。     

强光胁迫下外源NO对霍山石斛叶绿素荧光的影响

以兼性景天酸代谢CAM植物霍山石斛为材料,研究了强光胁迫条件下,外源一氧化氮(NO)对霍山石斛叶绿素荧光参数的影响。结果表明:在强光胁迫下,0.1mmol/L硝普钠(SNP,NO供体)处理显著缓解强光对霍山石斛光合系统Ⅱ(PSⅡ)的抑制,霍山石斛PSⅡ荧光参数潜在光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数qL、非光化学猝灭系数NPQ和ΦNPQ下降缓慢,且非光化学猝灭系数ΦNO值较低,PSⅡ反应中心恢复较快,说明该处理缓解了光抑制的发生,保护了光合机构免受强光胁迫的伤害,而经0.5mmol/L SNP处理后,霍山石斛的Fv/Fm、ΦpsⅡ、qL、NPQ和ΦNPQ下降程度增加,ΦNO也较高,恢复较慢,表明该处理加剧了PSⅡ反应中心光抑制的发生。可见,高浓度(0.5mmol/L)SNP处理可加剧光抑制的发生,而低浓度(0.1mmol/L)SNP处理可缓解强光对石斛的胁迫作用。     

谷子对拔节期弱光胁迫的光合生理响应

为阐述拔节期弱光胁迫降低谷子产量的光合生理机制,以张杂谷5号和晋谷21号为研究对象,在拔节期分别进行30%、60%和85%的遮阴处理15 d,以不遮阴作为对照,探究谷子叶片的光合色素含量、光合特性、叶绿素荧光参数及产量对其的响应规律。结果表明,遮阴处理降低了2个品种谷子叶片的光合色素含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、表观光合电子传递速率(ETR)、PSⅡ实际光化学量子产量(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(q P)、非调节性能量耗散量子产量[Y(NO)]、穗长、穗重、穗粒重和产量,却显著提高了胞间CO2浓度(Ci)和调节性能量耗散量子产量[Y(NPQ)]。张杂谷5号的表观光合电子传递速率(ETR)、PSⅡ实际光化学量子产量(ΦPSⅡ)和产量在遮阴30%时显著下降,而晋谷21号在遮阴程度超过60%时才显著变化。总之,拔节期弱光胁迫下,谷子叶片的光合色素含量降低,捕捉利用光能的能力减弱,PSⅡ光化学活性降低,光合作用变弱,最终影响产量;张杂谷5号比晋谷21号对弱光胁迫更为敏感。本研究结果为拔节期通过改善谷子叶片的光合功能来增强抗弱光胁迫以达到稳产指明了方向,并为选育耐弱光胁迫谷子提供了依据。     

施氮对旱地不同抗旱性小麦叶片光合色素含量与荧光特性的影响

在田间试验条件下,研究了不同抗旱性小麦品种全生育期叶片光合色素含量和叶绿素荧光参数的关系及其氮素响应。结果表明,光合色素各组分含量随施氮量增加有明显的升高趋势,品种间差异又因生育时期而不同;施氮显著提高了拔节期实际光化学效率(ФPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)、扬花期和灌浆期的最大光化学效率(Fv/Fm),降低了全生育期非光化学猝灭系数(qN)。提高叶绿素a含量能显著提高叶片ФPSⅡ、Fv/Fm、qP和降低qN;叶绿素b含量的升高能显著增强热耗散,增加类胡萝卜素含量则促进水地品种叶片光能的光合碳同化作用和旱地品种的热耗散。拔节期对照处理的旱地品种的ФPSⅡ和qN显著高于水地品种,在该时期品种抗旱性差异表现较为明显,能够通过提高光合机构实际光化学效率和热耗散来增强光合机构对干旱的适应能力。     

北方烟区水肥一体化对烤烟生长、根系形态、生理及光合特性的影响

干旱抑制北方烟区烤烟的生长发育,造成烟叶产量、质量下降。为探讨北方烟区水肥一体化对烤烟田间生长、根系形态生理和光合特性的影响,以‘云烟87’为试验材料,研究了烤烟农艺性状、干物质积累量、根系形态和生理活性、光合作用、叶绿素荧光特性以及烤后烟叶经济性状在水肥一体化和沟灌常规施肥2个不同处理下的差异。结果显示,与沟灌常规施肥处理相比,水肥一体化能够促进烤烟生长发育,使田间农艺性状表现良好。水肥一体化能够明显提高根系和地上部干物质积累量,降低根冠比,显著增加根系体积、总吸收面积、活跃吸收面和比表面积以及根系活力、ATPase等相关根系形态和生理活性(P0.05)。在水肥一体化下,烤烟叶片的光合作用指标净光合速率(P_n)、气孔导度(Gs)、胞间CO_2浓度(C_i)和水分利用效率(WUE)以及叶绿素荧光参数PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学量子效率(ΦPSⅡ)和光化学淬灭系数(q_p)均显著高于沟灌常规施肥(P0.05),而蒸腾速率(T_r)、非光化学淬灭系数(NPQ)则明显较低(P0.05);同时,其烤后烟叶的经济性状显著高于沟灌常规施肥处理(P0.05)。研究表明,水肥一体化可以创造良好的根系形态,提高根系生理活性,增强光合作用和光能利用效率,从而促进烤烟生长发育,有助于提高烤后烟叶的经济性状。     

太阳辐射减弱对冬小麦灌浆期叶绿素荧光及气体交换的影响

以冬小麦为供试材料,在大田试验条件下研究了模拟太阳辐射减弱对冬小麦旗叶光合色素、叶绿素荧光参数及气体交换的影响。试验中设计了15%、20%、40%、60%和100%（CK）自然太阳总辐射5种太阳总辐射处理,同时采用Diving-PAM叶绿素荧光仪和LCpro＋光合仪测定了不同灌浆阶段作物叶绿素荧光及气体交换参数的动态变化。结果表明,太阳辐射减弱效应显著提高了冬小麦各灌浆期的叶绿素、叶黄素含量,但降低了Chla/Chlb和光合速率（Pn）。Fv/Fm、qP、Y（NO）、（1-qP）/NPQ及实际光量子效率（Yield）均随太阳辐射强度下降而呈现下降的趋势,而NPQ、Y（NPQ）和L（PFD）呈上升趋势。可见,太阳辐射减弱时冬小麦叶片会下调PSⅡ原初光化学反应的电子传递效率来适应光能不足的逆境胁迫（光化学猝灭系数qP的下降）,同时降低电子递体（PQ）的活性（量子效率Yield降低）,增加叶片热耗散,导致光合能力降低。     

盛铃期补施钾肥对不同群体棉花光合特性和产量品质的影响

在大田条件下,采用随机区组设计,研究了中期(7月28日)补施75.kg/hm2钾肥对去叶枝常规密度群体和留叶枝稀植大棵群体后期棉花叶片光合特性和产量品质的影响。结果表明,两种不同类型棉花群体中期补施钾肥,均能延缓叶片衰老,保持生育后期有较高的叶面积,并能显著提高棉花生育后期主茎叶片叶绿素含量、光合效率、PSⅡ潜在光化学活性FV/FO、实际光化学效率ФPSⅡ和气孔导度Cs;显著降低非光化学猝灭系数(NPQ),从而提高了后期群体和叶片对光能的利用;有效地增加了总铃数和铃重,使子棉产量提高8.9%～9.3%,纤维比强度增强。     

施氮量对超高产小麦开花期旗叶光合功能的影响

在田间条件下,采用开放式气路测定了小麦旗叶的光合功能的相关指标,研究了施氮量对超高产小麦旗叶开花期荧光动力学参数的影响。结果表明,氮素对超高产小麦开花期的荧光动力学参数和光合特性有较大的调节作用。随着光照时间的延长,小麦旗叶的荧光参数ΦPSII（作用光存在时PSII实际的光化学量子效率）、qP（光化学猝灭系数）、F’v/F’m（开放的PSII反应中心的激发能捕获效率）、NPQ（非光化学猝灭系数）、ETR（电子传递速率）逐渐上升并在20 min左右趋于稳定,与光合同步;但在高氮条件下ΦPSII和qP反而较低氮处理的降低。表明在合理的施氮范围内,施氮能通过提高F’v/F’m、NPQ、ETR来增强光合机构对环境的适应能力,进而保护光合器官。在本试验条件下,超高产麦田的适宜施氮量为N 300 kg/hm2。     

土壤含水量对狗牙根叶片生理生态指标的影响

采用盆栽控水试验,研究了不同土壤含水量（水淹,23%,18%,13%,8%）对我国雅砻江库区重要植物物种狗牙根叶片光合色素、SOD活性、POD活性、脯氨酸和MDA含量变化的影响。结果表明:与对照（23%）相比,狗牙根受到淹水胁迫时叶绿素a,b的含量和光合效率有所下降,丙二醛含量有所升高,但是抗氧化酶活性以及脯氨酸含量的增大提高了植物对淹水胁迫的抵抗力。随着土壤含水量的减少,叶绿素a和b的含量、光合速率、SOD、POD活性和丙二醛含量先升高,随后逐渐降低。SOD和POD活性在8%时存在最低值,分别为33.10U/gFW和3.87U/gFW。Carotenoid/Chlorophyll（Car/Chl）比值在18%时达到最低值0.22,然后增大。脯氨酸（Pro）含量随胁迫程度呈明显的增大趋势,并在8%达到最大值0.31μg/gFW,说明干旱条件时狗牙根通过提高类胡萝卜素和脯氨酸含量来改善渗透调节能力,增强对干旱胁迫的抵抗能力和适应力。但严重的干旱胁迫（8%）导致了植物叶片的损伤。     

花铃期受涝棉花的高光谱-光合特征及关系模型

为探索高光谱监测涝害棉花叶片光合参数的可行性,利用灌排可控的试验田模拟花铃期受不同程度涝害情形,分析了涝害对棉花倒四叶光合参数及高光谱参数的影响规律,评价了利用叶片光化学反射指数(photochemical reflectance index, PRI)和荧光比值指数(fluorescence ratio indices, FRI)拟合光合参数的效果。结果表明:花铃期受涝倒四叶净光合速率下降的主导限制因素随涝害持续时间而变化,涝害<3 d是叶片固定碳的能力下降,涝害3~6 d以气孔限制为主,涝害≥6 d由叶片气孔限制和非气孔限制共同造成。花铃期受涝1 d时实际光化学效率、表观光合电子传递速率(apparent photosynthetic electron transfer rate, ETR)和光化学淬灭系数就显著降低,非光化学淬灭系数(photochemical quenching coefficient, NPQ)显著升高,受涝3 d时初始荧光显著升高,最大光化学效率到受涝6 d时才显著降低。天线热耗能和非光化学耗能增加率、光化学耗能降低率分别与受涝天数呈显著对数、一元二次、幂函数关系。涝害3 d左右时倒四叶PRI显著下降、而FRI=R600/R690、FRI=R740/R800显著提高。综合考虑决定系数、归一化均方根误差和光谱参数对涝害的敏感性,建立的基于PRI的用于拟合净光合速率、气孔导度、初始荧光、最大光化学效率动态的模型可用于监测花铃期涝害棉花倒四叶光合参数动态。     

土壤相对含水量对不同茬口番茄叶片PSⅡ光化学活性和光能分配影响

为探明不同茬口番茄光合特性对土壤水分响应机制,采用盆栽方式研究50%、65%和80%土壤水分处理对冬春两茬番茄叶片PSⅡ光化学活性和光能分配的影响。结果表明,随着土壤相对含水量减少,春茬番茄叶片的叶绿素含量下降,电解质渗透率增加,叶片最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、电子传递速率(ETR)、光化学猝灭系数(q P)和吸收光能用于进行光化学反应份额(P)降低,非光化学猝灭(NPQ)、双光系统间激发能分配不平衡偏离系数(β/α-1)、天线热耗散份额(D)和非光化学猝灭量子产量[Y(NO)]显著升高,表明叶片用于PSⅡ反应中心的光化学活性降低,用于非化学反应的能量增加,叶片发生光抑制和光损伤程度增加,且与水分亏缺程度呈显著正相关,春茬番茄以80%土壤含水量表现较好。冬茬番茄以50%水分处理的F_v/F_m、ΦPSⅡ、ETR、q P和P较低,但生长中后期时,65%水分处理的F_v/F_m、ΦPSⅡ、ETR、q P和P却显著高于80%处理,与充足供水相比,轻度水分胁迫下的番茄叶片的光抑制发生程度较轻。综上可知,春茬番茄以80%水分处理的叶片光化学活性较高,而冬茬番茄以65%水分处理表现较好。本研究结果为不同茬口番茄生产的合理灌溉提供了理论依据。