镁对槟榔幼苗光合特性和叶绿体超微结构的影响

【目的】研究不同供镁水平对槟榔幼苗叶片叶绿体超微结构及光合特性的影响，为槟榔的平衡施肥矫治技术和高产优质栽培提供理论依据。【方法】以三叶龄‘热研1号’槟榔幼苗为试材进行了沙培试验。采用1/2 MS完全营养液，即对照处理Mg浓度为0.75 mmol/L，缺Mg (–Mg) 和高Mg (+Mg) 处理分别为不添加Mg和添加Mg 2.25 mmol/L。幼苗生长5个月后，取样测定槟榔幼苗非结构性碳水化合物含量、蔗糖合成酶 (SS) 和蔗糖磷酸合成酶 (SPS) 活性、叶绿素荧光动力学参数，观测叶绿体超微结构。【结果】1) 缺镁处理导致槟榔叶绿素相对含量 (SPAD)、光系统Ⅱ (PSⅡ) 的最大光化学效率F_v/F_m、实际光化学效率Y(Ⅱ)和光化学淬灭系数qP显著降低，而高镁处理组与对照差异不显著；2) 缺镁处理槟榔叶片的可溶性糖、蔗糖含量较对照均显著升高，而淀粉含量显著降低；高镁处理组淀粉含量显著高于对照组，但可溶性糖和蔗糖含量差异不显著；3) 缺镁胁迫致使叶绿体膜解体，基粒片层大部分消失，类囊体片层结构断裂，噬锇颗粒数目增多；高镁处理时叶绿体发生变形，叶绿体膜模糊，基粒片层部分消失，噬锇颗粒和淀粉粒增多。【结论】缺镁胁迫下，槟榔幼苗叶绿体超微结构发生变异，叶绿素合成及碳代谢受阻，光合效率降低，而高镁处理对槟榔叶片的影响显著小于缺镁处理。     

一个新的玉米黄化突变体的初步研究

对新发现的玉米黄化突变体的形态特征进行观察,发现突变体茎秆纤细,叶片细长。光合色素含量测定结果表明,突变体叶绿素a(cla),叶绿素b(clb),类胡萝卜素(caro)和总叶绿素(chl)含量均极显著低于正常自交系,caro/chl显著高于正常自交系,推测突变体为总叶绿素缺乏型突变。用透射电镜对叶绿体超微结构进行观察,发现突变体叶绿体内部有较多嗜锇颗粒,叶绿体结构松散紊乱,基质片层间隙大,有扩张趋势,但基粒数目及垛叠层数在突变体与正常自交系间无明显差异,叶绿体数目在突变体与正常自交系间无显著差异。说明该突变体叶色改变可能与光合色素含量的减少及叶绿体基质片层的结构有关或与叶绿体内大量嗜锇颗粒的存在有关。     

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。     

外源NO对NaCl胁迫下山葡萄叶片叶绿素荧光和抗氧化酶活性的影响

为探究NO对山葡萄耐盐性影响的生理机制,以1年生双丰山葡萄扦插苗为试材,采用营养液栽培方法,研究了外源NO供体硝普钠(SNP)处理对50 mmol·L-1 NaCl胁迫下山葡萄叶片叶绿素含量、叶绿素荧光参数和抗氧化酶活性的影响.结果表明,外源NO能显著提升盐胁迫下山葡萄叶片超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,减少丙二醛(MDA)的产生和积累,保护光合机构免受活性氧伤害,从而提高叶片叶绿素含量;另一方面,外源NO使盐胁迫下山葡萄叶片的PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(qP)和保护性热耗散(ΦNPQ)升高,而初始荧光(Fo)和非调节性能量耗散(ΦNO)显著下降,表明外源NO通过保护性热耗散机制缓解盐胁迫引起的光抑制,增强光合电子传递效率,进而维持PSⅡ的正常功能,最终提高了山葡萄耐盐性.     

酸雨对勋章菊保护酶活性及叶绿素荧光参数的影响

采用盆栽方法,以不同pH值(5.6、4.5、3.5、2.5)的模拟酸雨胁迫试验,探讨其对勋章菊(Gazania Hybrids)叶片质膜透性、MDA含量、保护酶活性、叶绿素含量及叶绿素荧光参数的影响.结果表明,随pH值的降低,勋章菊叶片质膜透性和MDA含量呈逐渐升高的趋势,且二者呈显著正相关;SOD、CAT和POD活性呈先升高后下降的单峰曲线变化,其中SOD、CAT和POD活性最大值均出现在pH4.5处理;叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b的含量、叶绿素a/b、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ的潜在活性(Fv/Fo)、PSⅡ实际光化学量子产量(Φps.Ⅱ)、光化学淬灭系数(qP)均随pH值的降低而下降,非光化学淬灭系数(qN)随pH值的降低而升高.模拟酸雨对勋章菊叶片隐形伤害的阈值为pH≤3.5,表明勋章菊对酸雨具有较强的耐受性,可作为酸雨危害较严重地区的园林绿化地被植物之一.     

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。     

玉米-大豆带状间作对大豆生长、光合荧光特性及产量的影响

为了探究玉米-大豆间作对大豆生长策略、光合荧光特性及产量的影响,以大豆品种中黄39为试材,采用玉米-大豆带状间作和大豆净作2种不同的种植模式,研究间作下大豆的形态、物质分配及光合荧光参数的变化规律。结果表明,间作大豆植株的株高在四节期(V4期)、始荚期(R3期)和鼓粒期(R6期)分别比净作增加22.47%、47.33%和32.72%。在V4期,间作大豆除株高显著高于净作外,大豆茎粗、主茎节数、茎叶柄生物量和叶绿素含量在净作和间作下均差异不显著。在R3和R6期,间作大豆植株的茎、柄生物量显著增加,但叶生物量、叶绿素a含量、叶绿素总含量及净光合速率(Pn)显著低于净作大豆。对于叶绿素荧光参数,间作大豆叶片非光化学淬灭系数(NPQ)在V4、R3和R6期分别显著高出净作大豆12.2%、5.04%和7.2%,而间作大豆叶片的PSII实际的光化学量子效率(F'q/F'm)、光化学淬灭系数(q P)和PSII反应中心潜在的激发能捕获效率(F_v/F_m)与净作大豆相比差异不显著。在产量构成因素中,间作大豆的单株荚数、单株粒数、百粒重及单株产量均显著低于净作,分别降低27.78%、12.33%、20.72%。间作下玉米对大豆生育后期的生长、光合特性的影响直接导致大豆产量及构成因素的下降。因此,在玉米-大豆带状间作种植模式下,要提高间作大豆产量,需降低大豆生育后期玉米荫蔽程度。本研究结果为间作大豆栽培及高产提供了一定的依据。     

遮阴和施氮对冬小麦旗叶光合特性及产量的影响

为了探明弱光条件下小麦光合速率降低的原因,为黄淮海麦区小麦生产中合理施氮和高产高效栽培提供理论依据,通过田间试验研究了拔节期至成熟期弱光胁迫(透光率为50%的黑色遮阳网遮阴)和氮素水平[N0,0 kg(N)×hm~(-2);N1,120 kg(N)×hm~(-2);N2,240 kg(N)×hm~(-2)]对冬小麦旗叶光合特性及产量的影响。结果表明:冬小麦拔节期至成熟期长期遮阴,导致旗叶叶绿素含量、PSⅡ荧光光化学猝灭系数(q P)和实际光化学量子产量(ΦPSII)在3个施氮水平下均显著增加,其中以N2施氮水平下增幅最大,同时显著降低了叶绿素a/b和荧光非光化学猝灭系数(q N),进而提高了旗叶光化学效率,降低了热能耗散,提高光能利用率。在开花期至灌浆中期,由于光能不足造成小麦旗叶净光合速率Pn降低,而在灌浆后期,遮阴处理较正常光照能维持较高的叶绿素含量和光能转化效率,从而Pn高于正常光照。在相同光照条件下,随施氮量增加,小麦旗叶净光合速率Pn、叶绿素含量、PSⅡ荧光光化学猝灭系数(q P)和实际光化学量子产量(ΦPSⅡ)显著提高,这有利于植株充分利用光能,增强光合作用。弱光导致穗数、穗粒数及千粒重显著降低(P0.05),穗粒数降低幅度最大(13%~46.8%),千粒重降低幅度最小(3.4%~8.5%),穗数的降低幅度为8.6%~22.5%,严重影响氮肥的增产效应。遮阴和施氮水平间交互显著影响了叶绿素含量、穗粒数和产量,但对其他指标影响并不显著。综合而言,增施氮肥缓解了弱光胁迫对光合作用的不利影响,遮阴条件下施氮处理(N1、N2)净光合速率Pn较对照(N0)增幅为11.5%~27.4%,其中以N2[240 kg(N)×hm~(-2)]水平增幅最大。在不同施氮水平下,遮阴处理均提高了光能转化效率,但遮阴显著降低了植株光合速率及产量构成因素,导致产量显著降低(P0.05)。     

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。     

一个新的水稻白化转绿突变体G_9的特性研究

利用60Coγ射线离体诱变籼稻光温敏核不育系广占63S,获得一个新的白化转绿突变体G9。该突变体从出苗到4叶1心期,叶色表现出明显的白化现象,从第4新生叶开始,新老叶片开始转为正常绿色,到6叶1心时秧苗完全转绿;在2叶期,其叶片叶绿素含量极少,随着叶色转绿,叶绿素含量开始显著增加,4叶期约为亲本的1/4,而至6叶期,突变体和亲本的总叶绿素含量无显著差异。遗传分析表明,该突变体的叶色白化转绿变异受一对隐性核基因控制。用144个SSR标记分析了突变体和亲本的SSR组型,未发现两者之间存在差异,说明该突变体确系诱发突变而来,两者存在很好的近等基因特性。对G9/AM6的F4代的农艺性状进行比较,发现突变基因对幼苗总根数、白根数、最长根长度和苗期株高均有显著影响;对植株分蘖能力、成熟期株高、单穗实粒数、结实率、千粒重、单株产量均有显著影响,而对有效穗数无明显影响。