观赏狼尾草光合特性的研究

用Li-6400便携式光合分析仪测定了观赏狼尾草(Pennisetum alopecuroides L.Spreng)的光合特性。试验结果显示:狼尾草的光合日进程呈“单峰型”,无“午休”现象,最大净光合速率为21.8μmol CO2m-2s-1,出现在13:00。狼尾草的光饱和点为1200μmolm-2s-1,光补偿点为15μmolm-2s-1,表观量子效率为0.05743;CO2饱和点为600μmolmol-1,补偿点在5μmolmol-1左右,羧化效率CE=0.2349。所有数据表明该狼尾草具有典型的C4植物的特性。     

低温对弱光影响甜椒光合作用的胁迫效应

以弱光耐受性不同的甜椒(Capsicumannuum L.)幼苗为材料,研究弱光低温逆境下及其恢复过程中叶片光合特性、PSⅡ光化学活性和吸收光能分配的变化。结果表明,弱光低温及弱光适温处理均导致甜椒净光合速率(Pn)、PSⅡ光化学效率(ФPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)明显下降,PSⅡ光化学反应中心能量(P)显著减少,天线耗散(D),尤其是反应中心能量耗散(Ex)显著增加。弱光低温或弱光适温处理下Pn的下降是非气孔限制的结果,低温降低了植株的弱光耐受性。光温逆境解除后,甜椒光合碳同化的恢复滞后于PSⅡ光化学效率的恢复,并且弱光下不同试材对低温的耐受性有所不同。     

缺钾对水稻不同品种光合和能量耗散的影响

试验测定了钾敏感型(二九丰)和钾钝感型(原丰早)两个水稻品种在缺钾处理41.d后其剑叶的生长、光合光响应曲线、叶绿素荧光参数光响应曲线和暗弛豫动力学曲线。结果表明,缺钾降低了水稻剑叶的光合作用,显著抑制了生长。但是缺钾条件下导致两个水稻品种净光合速率(Pn)下降的主导因子并不相同。在缺钾条件下,原丰早(YFZ)剑叶的Pn随气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)的下降而下降,但叶绿素荧光参数和叶绿素含量几乎没有变化,说明其Pn下降主要归于气孔的限制。缺钾处理41.d后,二九丰(EJF)在低光强下[500mol/(m2.s)],Pn随Gs和Ci下降,但在更强的光强下,Pn和Gs继续下降,而Ci开始上升,并在1200mol/(m2.s)处超越了对照,说明此时主导因子不单受气孔限制,还受非气孔因子限制;它的光饱和点从1200mol/(m2.s)下降到大约500mol/(m2.s);同时,其荧光参数Fv/Fm、ФPSII、qP和ETR随光强上升而迅速下降,而L(PFD)、E和PP迅速增加,NPQ在1200mol/(m2.s)光强下上升,但是在高光强下却迅速降低,甚至低于对照,而且Fm、Fv/Fm下降,Fo上升,均说明缺钾处理可能使光合机构受到了伤害,发生了光抑制。对非光化学猝灭的分析得到其中间组分qNm可能起了更大的能量耗散作用,部分激发能从PSⅡ转移到PSⅠ,降低了PSⅡ耗散能量的压力。以上结果表明,两品种对钾敏感性不同极可能也与缺钾条件下光保护能力的差异有关。     

水稻镁原卟啉Ⅸ甲基转移酶突变对光系统Ⅱ的影响

镁原卟啉Ⅸ甲基转移酶(Chl M)是叶绿素合成途径中的关键限速酶之一,在植株生长发育过程中发挥着重要作用。为研究Chl M对植物光合特性的影响,以水稻突变体chlm及其野生型为材料,对叶片中的叶绿素含量、叶绿体超微结构、叶绿素荧光特性及光合系统相关基因的表达进行分析。结果表明,突变体chlm叶片中叶绿素a和叶绿素b的含量显著下降,基粒类囊体发育异常,叶绿素荧光强度降低,单位面积上PSⅡ的光能吸收、光能捕获、电子传递、热耗散等光合能量流减少,PSⅡ反应中心的数量和性能降低,以单位面积为基础的PSⅡ性能指数随之下降;但突变体chlm中PSⅡ相关的放氧复合体、电子传递链等有效光合机构未受到明显损伤,能量流的各量子产额也未受到明显影响,IP相最大幅度和基于吸收光能的PSⅡ性能指数均有所提升。此外,突变体chlm中PSⅡ相关基因的表达调控并无异常。综上,突变体chlm叶片中光合作用的能量流降低了,但其光系统Ⅱ机构仍能较高效地将所吸收的光能用于光合作用。本研究结果为突变体chlm的进一步应用提供了一定的理论依据。     

光辐射强度对侧柏油松幼苗光合特性与水分利用效率的影响

 探讨不同土壤水分条件下光辐射强度对侧柏和油松苗木光合特性与水分利用效率的影响规律,可为林木栽培和管理提供科学依据。在黄土半干旱区,采用人工控制土壤水分的方法,利用模拟光源研究了侧柏和油松苗木的净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率和胞间CO2浓度随模拟光辐射增强的变化规律。结果表明:在模拟光辐射为0～2200μmol/（m2.s）的范围内,侧柏和油松叶片的净光合速率、蒸腾速率和水分利用效率均随光辐射强度的增强而增大,但光辐射强度进一步增强,侧柏和油松净光合速率和水分利用效率呈下降趋势;在同样土壤水分条件下,侧柏净光合速率、蒸腾速率和水分利用效率高于油松,侧柏光饱和点高于油松,而侧柏光补偿点低于油松,侧柏光能利用率高于油松;随着土壤水分的增加,侧柏与油松净光合速率、蒸腾速率和胞间CO2浓度升高,而水分利用效率降低。在土壤含水量为7.90%、13.00%和19.99%条件下,侧柏光饱和点分别为1275、1 450和1 675μmol/（m2.s）,光补偿点分别为4225和13μmol/（m2.s）,由光饱和点对应最大净光合速率分别为3.04、4.06和5.53μmol/（m2.s）;在土壤含水量为7.83%1、3.04%与20.15%条件下,油松光饱和点分别为11001、325和1500μmol/（m2.s）,光补偿点分别为60.30和23μmol/（m2.s）,由光饱和点对应最大净光合速率分别为1.08、3.35和4.36μmol/（m2.s）。     

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。     

空间环境对小麦叶绿素荧光及光合特性的影响

以小麦品种西农1043、陕253为材料,经空间诱变处理后将种子在地面种植,测定小麦功能叶片的叶绿素荧光参数和光合特性的变化。研究表明:空间诱变处理后,2个供试材料的PSⅡ原初光能转化效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/F0)、光化学猝灭系数(qP)均比对照低,同时处理的净光合速率也低于对照,非光化学猝灭(qN)较对照有所升高。表明小麦种子经过空间诱变处理后,光合系统的发育受到一定程度的影响,光合电子传递、光合原初反映过程受到抑制,光合作用能力下降,植株形态受到影响,千粒重有所下降。     

头花蓼光合特性及叶绿素荧光对林下光照生境变化的响应

为探索头花蓼(Polygonum capitatum)对林下光照环境变化的适应性,研究了种植于针阔混交林下的林窗(FG,Forest gap)、林荫(FC,Forest canopy)、林窗-林荫过渡区(FT,Forest transition zone)3种光照生境下的头花蓼光合特性和叶绿素荧光参数,并分析了其对光强变化的响应。结果表明:3种生境的头花蓼表观量子效率(AQY)以FG(0.028)和FC(0.023)较高,FT(0.019)最低。各生境间的光补偿点相差不大(35.00~66.77μmol/(m~2·s)),植株的光饱和点表现为FG生境(808.45μmol/(m~2·s))远小于FT(1 201.43μmol/(m~2·s))和FC(1 780.42μmol/(m~2·s)),最大净光合速率表现为FG(6.24μmol/(m~2·s))低于FT(8.86μmol/(m~2·s))和FC(13.72μmol/(m~2·s)),暗呼吸速率为FG(1.97μmol/(m~2·s))高于FT(0.80μmol/(m~2·s))和FC(1.67μmol/(m~2·s))。FC生境的头花蓼叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)的最大光化学效率(Fv/Fm,0.803)和潜在光化学(Fv/F0,4.08)均高于FG(0.801,0.402)和FT(0.785,3.65)。林下头花蓼PSⅡ光化学效率(φPSⅡ)、光化学淬灭系数(qP)随光强增加而下降,但电子传递速率(ETR)和非光化学淬灭(NPQ)则随光强增加而增大。林下头花蓼通过降低暗呼吸速率、提高净合速率和光化学效率等途径来适应林下弱光环境,同时在强光下以降低qP和增加NPQ途径来避免强光损伤,具有较强的光照适应性。     

盐池沙地不同土壤水分条件下沙柳的光响应研究

在半干旱的盐池沙区,运用Li-6400便携式光合测定系统,测定了3 a生沙柳在不同水分条件下叶片光合和蒸腾作用的光响应特性.结果表明;0～2 000μmol/(m2·s)PAR范围内,沙柳在土壤水分为2%,4%,8%,12%时的光饱和点分别为1 340,1 520,1 550和1 633 μmol/(m2·s),随土壤含水量的增大而增大;Tr随PAR的增高不断增大;最大Pn分别为8.7,9.1,9.47和19.52 μmol/(m2·s);维持较高的Pn,即净光合速率达到最大的80%时,最低光照强度均在500μmol/(m2·s)以上;既保证较高的光能利用效率又维持较高的水分利用效率的光强600～1 500 μmol/(m2·s).沙柳平均Pn随着土壤含水量的增大而增大,而平均WUE在土壤含水量为8%时达到最大值,因此,沙柳的光能利用效率和水分利用效率都比较好的SWC应该为8%左右.     

弱光烟草幼苗低温后不同光强下叶片的光能利用特点

为探明我国北方烟草移栽期温度和光强等限制因素对烟草光合作用的影响,本试验通过模拟我国北方早春烟草移栽期的光温条件,分别设置低温+弱光(8±2℃,200μmol·m~(-2)·s~(-1))和低温+强光(8±2℃,1 000μmol·m~(-2)·s~(-1))处理,以常温弱光(25℃,200μmol·m~(-2)·s~(-1))为对照(CK),研究了烟草叶片在低温胁迫后不同光强下的光合及叶绿素荧光参数光响应特点。结果表明,与CK相比,处理组烟草叶片的光合碳同化能力显著下降,表现为表观量子效率(AQY)、暗呼吸速率(Rd)和光能利用生态幅降低以及光饱合时的最大净光合速率(Pmax)降低,其中,低温+强光处理对烟草叶片光合气体交换参数的抑制作用显著大于低温+弱光处理;烟草叶片吸收光能用于光化学反应的比例显著下降,但烟草叶片的PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)均维持在0.8以上。低温+弱光下烟草叶片主要通过将光能分配到依赖于类囊体膜两侧质子梯度的叶黄素循环(ФNPQ增加)以保护PSⅡ免受过剩光能的破坏,但低温+强光下烟草叶片的ФNPQ虽显著大于CK,但较低温+弱光处理却显著降低,此时,烟草叶片主要将过剩光能以荧光和热能的形式进行耗散(Фf,D增加)。综上所述,低温后强光是导致烟草叶片光合能力受到抑制的重要诱导因素之一。该研究结果为烤烟移栽期的合理调控提供了基础数据。     

水稻黄叶突变体的剑叶衰老与保护酶活性关系的研究

以野生型龙特甫B为对照,研究了其黄叶突变体黄玉B剑叶衰老与抗氧化酶活性的关系。结果表明,在花后5~25d,黄玉B剑叶的叶绿素、蛋白质含量的降低以及丙二醛(MDA)的增加幅度明显比龙特甫B慢,其酶促防御系统的保护酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性变化小,相对稳定,清除衰老过程中产生的活性氧自由基的能力强。本文还对水稻衰老生理指标判断的方法进行了探讨。     

钙对低温高光锻炼下烤烟幼苗光合的促进效应

以烤烟品种龙江911为材料,研究了喷施CaCl2对烤烟幼苗低温高光锻炼过程中光合和叶绿素荧光特性的影响.结果表明:低温高光锻炼过程中,烤烟幼苗的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、最大光化学效率(Fv/Fm)和实际光化学效率(φPSⅡ)均明显低于未锻炼幼苗,说明低温高光锻炼虽然能够增强烤烟幼苗的抗逆性,但却降低了其光...     

旺长期烤烟叶片的叶绿素荧光特性与激发能分配

以烤烟品种龙江911为试验材料,研究了烤烟植株上、中、下3个部位叶片实际光化学效率(ΦPSⅡ)和PSⅡ最大光能转化效率(Fv/Fm)的日变化,以及激发能的分配特性。结果表明,烤烟叶片Fv/Fm和实际光化学效率(ΦPSⅡ)中午降低,PSⅡ功能下调,有明显的光抑制。在光合有效辐射(PPFD)逐渐增强过程中,Fv/Fm和ΦPSⅡ降低,非光化学猝灭(NPQ)增加,激发能由PSⅠ向PSⅡ分配的比例增加,说明引起烤烟光抑制的原因除了NPQ之外,分配给PSⅡ能量增加是光抑制非常重要的因素。PPFD逐渐减小时,光抑制逐渐减缓,光化学效率恢复,激发能分配不平衡性系数(β/α-1)下降,PSⅡ能量负荷减轻,失活的PSⅡ恢复活性。     

低钾对水稻不同叶位叶片光合特性及抗氧化系统的影响

研究了低钾条件下钾敏感型水稻品种"二九丰"不同叶位叶片的气体交换、荧光参数、色素和活性氧及抗氧化酶活性的变化。结果表明,随着叶位降低,对照和低钾处理的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、叶绿素(Chl)、类胡萝卜素(Car)、PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学量子产量(ΦPSⅡ)、表观电子传递速率(ETR)、可溶性蛋白(SP)含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性均显著下降,而胞间CO2浓度(Ci)、激发压(1-qP)、非光化学猝灭(qN)、超氧化物自由基(O2.-)产生速率、过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量却急剧升高。与对照相比,低钾胁迫加速了各叶位Pn的下降和Ci的上升,而Gs并无降低,说明Pn的降低主要是由非气孔引起的。低钾胁迫还明显降低Fv/Fm、ΦPSⅡ、ETR、Chl和SP含量、Chl/Car比率、及SOD和POD活性,促进了(1-qP)、O2.-产生速率、H2O2和MDA含量的升高。这些结果均说明低钾胁迫引起了PSⅡ光化学效率降低和能量耗散的不平衡,从而导致了叶片的早衰。相关性分析表明,PSⅡ的激发压的升高与Pn、Chl和SP的含量及SOD和POD活性呈极显著负相关,与O2.-产生速率、H2O2和MDA含量呈极显著的正相关。据此推测,激发压的升高可能介导了水稻在低钾条件下叶片早衰的起始过程。     

水稻叶色突变对虫害发生影响的研究初报

为明确叶色标记水稻在生产中可能引起的虫害发生变化,本试验在使用和不使用农药防治的情况下,以常规品种嘉禾218为对照,对龙特甫B及其2个叶色突变系黄玉B、翠玉B田间虫害情况进行了调查.龙特甫B为正常绿叶籼稻品种,黄玉B、翠玉B全生育期分别表现黄色和翠绿色,在苗期、分蘖期和抽穗期,黄玉B较龙特甫B的叶绿素含量分别下降58.O%,48.4%和40.8%,翠玉B则分别下降39.5%,36.0%和29.5%.结果表明,秧田期2个叶色突变体上的稻蓟马虫量显著高于其亲本龙特甫B;本田期灰飞虱和褐飞虱的虫口数在不同材料间或差异不显著,或存在显著差异,但没有一定的规律性.但是,2个突变体受稻纵卷叶螟的危害显著轻于龙特甫B,表现为盛发期突变体受稻纵卷叶螟危害产生的虫苞数显著少于龙特甫B,而龙特甫B与嘉禾218之间没有显著差异;相反,2个突变体植株上白背飞虱的虫量显著大于龙特甫B,龙特甫B也显著大于嘉禾218.根据植株的农艺性状和叶绿素含量,以及虫害发生动态变化,笔者推测,造成叶色标记水稻稻纵卷叶螟危害变轻的原因可能与植株叶绿素含量下降,影响幼虫生长发育有关,但引起白背飞虱虫口增加的原因尚需进一步研究.本试验为首次对叶色标记水稻虫害发生情况进行研究,所得结果不但对完善叶色标记水稻生产体系具有指导意义,同时对研究害虫与水稻叶色之间的关系也具有理论价值.     

冬小麦光合特性对CO2浓度与土壤含水量的响应机制

光合作用是衡量植物对环境响应的重要指标,通过光响应曲线拟合量化光合特征,可从生理机制方面揭示出植物在不同生长环境下自身的调节与适应机制。本文利用Li-6400便携式光合仪测定了冬小麦在4种不同处理条件下灌浆期旗叶的光响应曲线,采用直角双曲线模型(RHM)、非直角双曲线模型(NRHM)、直角双曲线修正模型(RHMM)、指数模型(EM)和指数改进模型(MEM)对光响应数据进行拟合,分析了不同CO_2浓度和土壤含水量对冬小麦光合特征的影响。结果表明,直角双曲线修正模型对各处理下冬小麦光响应曲线和光响应曲线参数的拟合值都与实测值较为接近,拟合效果最好;随着CO_2浓度升高,各水分处理下冬小麦表观量子效率(α)、光饱和点(LSP)和最大净光合速率(P_(nmax))增大,光补偿点(LCP)和暗呼吸(R_d)降低,即CO_2浓度升高能有效增加冬小麦的光能转化率和光能利用范围,提高冬小麦的光合能力;随着土壤含水量的降低,冬小麦光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(R_d)升高,但表观量子效率(α)、光饱和点(LSP)和最大净光合速率(Pnmax)降低,即冬小麦虽然能通过提高初始光合效率抵消一部分干旱胁迫的影响,但干旱胁迫仍会降低冬小麦光合能力;此外,CO_2浓度的增加能抵消部分冬小麦因干旱胁迫引起的光合能力降低。     

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。