越冬期间桂花光系统Ⅱ行为特征分析

为探究桂花在越冬期间遭受寒害时的光合机理,运用叶绿素荧光动力学手段,监测桂花叶片在北京地区越冬过程中光系统Ⅱ(PSⅡ)行为特征的变化。结果表明:随着越冬过程的推进,初始荧光(F_0)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ有效量子产额(yield)和PSⅡ电子传递速率(ETR)均随温度下降出现同步降低,并表明越冬过程中桂花叶片的捕光天线系统遭受破坏,从而抑制了光合作用的原初反应,桂花叶片通过减小天线系统捕获的光能来降低对PSⅡ反应中心的激发压。另外,桂花叶片的光化学猝灭系数(q P)始终较高,说明PSⅡ反应中心能够在越冬期间保持较高的开放程度,进而减少激发能在PSⅡ供体侧积累对PSⅡ反应中心的伤害;而非光化学猝灭系数(NPQ)伴随温度下降而明显降低,由此可以推断,桂花主要通过天线系统以外的热耗散途径来抵御冬季低温胁迫。     

发挥高原光温优势 提高春小麦光能利用率

光能利用率系指单位土地面积上植物光合作用累积的有机物所含能量与照射在同一地面上日光能量的比率。作物产量的高低与作物光能利用率的高低两者之间存在着紧密的关系,通过多学科综合技术措施,提高作物的光能利用率以增加作物产量,目前在世界各国的农业科研中受到普遍重视。因为光能利用率的高低直接取决于叶片的光合作用速率,所以光能利用率的提高最终依赖于叶片的光合能力,通过提高作物光     

施氮水平对马铃薯块茎形成期光合特性的影响

通过随机区组试验研究了施氮水平对马铃薯块茎形成期叶片光合特性的影响。结果表明,施氮可促进叶绿素合成,提高气孔开闭变化幅度、光合光响应灵敏度及光能转化效率;低氮对马铃薯块茎形成期光合特性的影响程度较中、高氮处理小,光合作用自身气孔调节能力以施中氮处理最高;随施氮水平提高,马铃薯块茎形成期光补偿点(LCP)、表观量子效率(Φ)、最大净光合速率(Pmax)、表观暗呼吸速率均逐渐提高,高氮处理具有更高光能转化效率。     

低叶绿素含量对突变体水稻吸收光能分配特性的影响

 研究了田间条件下低叶绿素含量水稻突变体及其野生型的PSⅡ光化学效率、热耗散速率等一系列与光化学反应有关的生理过程的日变化,并分析了二者在1d中对吸收光能分配的差异。结果表明,突变体水稻叶片因截光率小而限制了其对光能的吸收,但由于它的电子传递速率比野生型的高,因而部分缓解了它吸收光能不足的不利效应;与野生型水稻相比,突变体水稻叶片所吸收的能量中分配给光化学反应途径的能量较多,而过剩的激发能较少。     

转PEPC基因水稻的光保护效应的可逆动态变化

研究了转PEPC基因水稻及其原种粳稻Kitaake旗叶的叶绿素荧光参数和活性氧代谢有关指标的日变化进程。结果表明,玉米PEPC基因导入水稻后,在高光强下光合速率提高50%,光合作用的光抑制减轻。用PEPC的专一抑制剂证明光合增加确与PEPC基因的导入有关。不同基因型水稻在高光高温自然条件下中午均有光抑制现象,其中转PEPC基因水稻中午Fv/Fm降低较少,光抑制较轻,光能转化为化学能的效率较高,热耗散较低。这些结果为进一步研究转PEPC基因水稻耐光抑制机理和高光效育种提供了依据。     

保绿玉米与早衰玉米叶片衰老过程中叶绿素降解与光合作用光化学活性的关系

【目的】阐明玉米叶片衰老过程中叶片叶绿素降解与光合作用光反应活性的关系,为选育长效光合持续期的作物品种提供理论基础。【方法】本研究使用保绿型玉米品种“齐319”（Q319）和早衰型玉米品种“黄早4”（HZ4）为材料,在严格控制环境因素的条件下,用乙烯利诱导离体叶片衰老,通过快速叶绿素荧光诱导动力学曲线分析（OJIP test）和820 nm光吸收曲线技术,研究衰老过程中叶片叶绿素含量、光合速率、光系统1（PSI）和光系统2（PSII）光化学活性的变化,并分析光化学活性下降与叶绿素降解的关系。【结果】在衰老过程中,与保绿品种相比,早衰品种HZ4叶片的光能吸收能力、能量的转化效率以及PSI和PSII电子传递的活性均衰退较快。虽然早衰品种在衰老过程中光化学活性的衰退快于保绿品种,但是当叶片的叶绿素含量下降相同程度时,保绿品种Q319叶片的光能的捕获、能量的转化以及电子传递活性都比HZ4叶片下降得更明显。【结论】光化学活性的快速衰退是导致早衰品种HZ4叶片在生育后期光合功能快速衰退的一个重要原因,但它在叶绿素降解时能维持较高的光化学活性。因此在长效光合持续期品种的选育中,应当同时重视两个典型性状：①衰老过程中维持较高的叶绿素含量;②在叶绿素降解时维持较高的单位叶绿素光能吸收、能量转换以及电子传递活性。     

缺磷胁迫对温州蜜柑光合作用的光抑制研究（二）

 用不同磷水平的营养液处理温州蜜柑后,测定其叶绿素荧光的非光化学猝灭3组分和505 nm光吸收的模拟日变化,对比了DDT处理温州蜜柑叶片后的初始荧光、电子传递速率、量子产量及与光抑制有关的qNs. 结果表明,缺磷胁迫加重了光合作用的光抑制,并且光合机构主要通过非光化学猝灭中依赖叶黄素循环方式和跨内囊体膜的质子梯度方式耗散过剩光能。     

秀优杂交稻与富士光光谱特性的比较研究

本文研究了秀优杂交稻和富士光两个水稻品种的光谱特性。实验结果表明,这两个不同产量水平的水稻品种,其光谱特性具有明显差别。在含等量叶绿素的情况下,高产的秀优杂交稻比低产的富士光对光的吸收能力更大,前者的叶片具有更高的潜在光合作用量子转化效率;叶绿体的PSⅡ潜在活性和PSⅡ原初光能转化效率也高。与富士光相比,Mg~(2+)不仅能较大幅度地提高秀优杂交稻叶绿体上述两个光合作用参数,而且对它两个光系统之间的激发能分配也有较大的调节能力。     

不同水分处理对小麦生育后期光合特性及子粒品质的影响

在盆栽条件下，研究了不同水分处理对冬小麦生育后期光合特性和子粒品质的影响．结果表明，土壤相对含水量40％务件下，旗叶光系统Ⅱ(PSⅡ)原初光能转化效率(Fv／Fm)和潜在活性(Fv／Fo)降低，光合电子传递活性减小，光合速率降低，后期子粒蛋白质和赖氨酸含量降低，但清蛋白、球蛋白和醇溶蛋白含量提高．土壤相对含水量60％和80％务件下，旗叶光系统Ⅱ(PSⅡ)原初光能转化效率(Fv／Fm)和潜在活性(Fv／Fo)提高，光合电子传递活性增大，光合速率提高，能量损耗增大，其后期叶片保护功能增强，其中80％的水分处理使子粒蛋白质和赖氨酸含量迅速降低，而60％的水分处理促进了子粒蛋白质和赖氨酸含量的提高，并改善了小麦蛋白质品质。     

叶绿素含量降低对水稻叶片光抑制与光合电子传递的影响

【目的】水稻突变体叶片叶绿素含量显著低于其野生型,但其光合电子传递效率与净光合值显著高于对照,文章旨在阐明其生理学机理并探讨其在高光效育种中的潜在应用价值。【方法】通过人工气候室的盆栽试验设置高光强(光照强度为700—800μmol·m~(-2)·s~(-1))与低光强(光照强度约为100—200μmol·m~(-2)·s~(-1))2个处理,并结合大田试验,观测突变体与野生型的叶绿素荧光、超氧阴离子含量、丙二醛含量、SOD酶活性、叶绿体超微结构、叶片荧光显微结构与冠层温度。【结果】突变体材料叶绿素含量显著低于其野生型,并且光照强度对其叶绿素含量的效应也不相同。随着光照强度的增强,突变体叶片叶绿素含量增加60%,而野生型品种叶片叶绿素含量却降低20%以上。光反应曲线表明,突变体光合值显著高于野生型,尤其在1 000μmol·m~(-2)·s~(-1)光照下,低光强与高光强处理中低叶绿素含量突变体光合值分别比野生型高9.4%和46.5%。叶绿素荧光数据也表明,水稻突变体的电子传递速率(ETR)、光系统Ⅱ的量子产量(ΦPSⅡ)、光化学淬灭(q P)、光下最大光化学效率(F′v/F′m)显著高于其野生型。在高光强处理下,野生型材料中的应激活性氧超氧阴离子与丙二醛(MDA)含量受到光抑制。叶绿体超微结构与荧光显微结构表明,野生型材料叶绿体受到一定程度的损伤,且其维管束间距离显著大于突变体,其维管束面积小于突变体,不利于水分在叶片中的传输。田间冠层热力学图像表明中午高温、高光照条件下,突变体冠层温度显著低于其野生型。综合以上结果,野生型叶片叶绿素含量高,在高光强下会导致过量光吸收,光系统Ⅱ电子传递效率下降,超氧阴离子与丙二醛累计,导致叶绿素结构与功能的破坏,因此,其光合值显著低于突变体材料。同时过量光吸收会导致叶片与冠层温度上升,不利于冠层群体光合。【结论】在未来高光效育种中选育叶绿素含量适当降低的品种,有助于避免高光强下叶片的过量光吸收,从而缓解活性氧的产生与光抑制,并有利于降低冠层温度从而缓解水稻群体光合"午休"现象。     

北京地区大叶黄杨春初返青过程的叶绿素荧光动力学研究

该文利用调制式荧光仪与氧电极技术,研究北京地区大叶黄杨在春初返青过程中的荧光动力学及光合放氧的变化,探讨常绿阔叶植物在北方越冬过程中抵御逆境的适应机制,同时借助稳态荧光动力学曲线的变化揭示植物返青过程光暗反应的动态变化。结果表明:冬季大叶黄杨阳生叶与阴生叶的PSⅡ光化学效率、光合速率均很低;光合电子传递不通畅,低温强光双重胁迫导致阳生叶比阴生叶的电子链阻塞更严重;捕光天线系统遭遇破坏,这是植物减少过多激发能对PSⅡ反应中心破坏的一种光保护机制;PSⅡ保持较高的开放程度,借此减小激发能在供体侧积累对反应中心造成的伤害;同时非线性电子传递和天线系统之外的能量耗散是大叶黄杨越冬过程重要的光保护机制。初春随着温度的回升,捕光天线系统、光合电子链的活性、光合速率逐渐恢复。倒春寒发生时,大叶黄杨再次发生光抑制现象。      

高温对植物叶片光合作用的抑制机理

综述了高温对植物叶片光合作用的抑制机理,包括对PSⅡ捕光天线系统的影响、对PSⅡ供体侧放氧复合体的影响、对PSⅡ反应中心及PSⅡ受体侧电子传递的影响、对类囊体薄膜的影响、对碳同化过程的影响、对植物光合速率及其他气体换参数的影响、对植物叶片光合色素含量的影响等。     

不同浓度NaHSO3处理对菠菜幼苗光合作用的影响

研究了不同浓度NaHSO3(0.1,0.2,0.5,1.0,2.0,5.0 mmol/L)对菠菜叶片光合作用的影响.结果表明:低浓度的NaHSO3促进光合速率,高浓度的NaHSO3抑制光合速率,0.5 mmol/L为促进光合速率的最佳浓度.分析认为,低浓度NaHSO3下菠菜光合色素、光化学猝灭系数(qP)、电子传递速率(ERT)、原初光能转化效率(￠PSⅡ)升高和非光化学猝灭系数(qN)的降低是NaHSO3提高菠菜光合作用的内在原因.     

寒地水稻高光效栽培效果的研究

水稻的产量与光能利用率之间存在着非常密切的联系,而且不同栽培方式间的光合利用率也存在差异,一般农田光能利用率平均只有0.40%。在寒地水稻栽植过程中,通过改变栽插行向可以充分利用太阳能,有效提高气温和地温,减少水稻植株阴影对光合作用影响,使植株透光性和叶片受光量增加,从而达到增加光能利用率进而增产的目的。     

稻瘟病菌粗毒素对水稻光系统Ⅱ（PSⅡ）的影响

【目的】明确稻瘟病菌对杂交水稻光系统的毒害机制。【方法】采用ZA10、ZA14、ZA18、ZC11 4个稻瘟病菌生理小种粗毒液浇灌水稻植株,探讨4个稻瘟病菌生理小种毒素对不同生育时期冈优725叶片叶绿素荧光参数(最大光能转化效率(Fv/Fm)、潜在光化学活性(Fv/Fo)、实际光能转化效率(ΦPSⅡ)、非循环光合电子流速率(ETR)、光化学淬灭系数(qP)、非光化学淬灭系数(qN)、初始荧光(Fo)、叶片表观量子效率(α))的影响。【结果】稻瘟病菌毒素处理后,冈优725叶片的光系统受到破坏,Fv/Fm、Fv/Fo、ΦPSⅡ、ETR、qP、qN、α显著降低,而Fo显著升高。不同稻瘟病菌生理小种毒素的毒力差异显著,且随着浓度的增高毒素对水稻光系统的影响作用增强,其中ZA10毒力最强。【结论】稻瘟病菌毒素能引起水稻叶片类囊体膜受损和反应中心破坏,光合电子传递效率降低,光保护能力削弱;稻瘟病菌生理小种与水稻生育时期对叶绿素荧光参数存在极显著的互作效应,在孕穗期对毒素最敏感,在拔节期最耐受。     

寒地水稻高光效栽培效果的研究

光合作用是植物生产最基本的生理过程之一,作物产量的提高都是通过各种农艺栽培措施直接或间接地改善植物的光合利用率来实现的。水稻的产量与光能利用率之间存在着非常密切的联系,而且不同栽培方式间的光合利用率也存在差异,一般农田光能利用率平均只有0.40%。在寒地水稻栽植过程中,通过改变栽插行向可以充分利用太阳能,有效提高气温和地温,减少水稻植株阴影对光合作用影响,使植株透光性和叶片受光量增加,从而达到增加光能利用率进而增产的目的。本试验通过改变栽插行向,由南北插改为南偏西23.5＆#176;,探讨此栽植方式对水稻生长及产量的影响,为水稻生产提供一些理论依据。     

水分胁迫对异株荨麻光响应特性的影响

采用盆栽试验研究了土壤饱和含水量为100％、70％、60％及40％条件下,异株荨麻的光合作用—光响应特性.结果表明:非直角双曲线模型能很好地拟合异株荨麻的光合作用—光响应曲线;净光合速率在同等光合有效辐射时基本上表现为T2＞T3＞T1＞T4;异株荨麻叶片的表观量子效率、最大净光合速率、暗呼吸速率和光饱和点均在适度水分胁迫下达到最大,在重度干旱胁迫下最低,这说明适度水分胁迫有助于提高异株荨麻对光能的利用能力.     

氨基多糖对水果萝卜叶片光合特性的影响

以水果萝卜紫芽青为材料,研究了不同浓度的氨基多糖处理对萝卜叶片色素含量、光合生理指标以及叶绿素荧光动力学参数的影响。结果显示,随着氨基多糖处理浓度的提高,水果萝卜叶片中叶绿素和类胡萝卜素的含量、叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、PSⅡ实际光化学量子效率(ΦPSⅡ)、光化学荧光猝灭系数(q_p)和PSⅡ原初光能转化效率(F_v/F_m)均呈先增加后降低的趋势,胞间CO_2浓度趋势相反,并均在100 mL/L氨基多糖处理下达到峰值。研究表明,适宜浓度的氨基多糖有效提高了水果萝卜叶片中的色素含量,增强了光合作用的物质基础,提高了叶片对光能的高效吸收利用和传递,促进了植株光合作用的高效运行。高浓度的氨基多糖则抑制了植物气孔导度和蒸腾速率的提高,降低了光化学量子效率和原初光能转化效率,阻碍了叶片光合活性的上升,导致净光合速率的明显下降。     

氨基多糖对水果萝卜叶片光合特性的影响

以水果萝卜紫芽青为材料,研究了不同浓度的氨基多糖处理对萝卜叶片色素含量、光合生理指标以及叶绿素荧光动力学参数的影响。结果显示,随着氨基多糖处理浓度的提高,水果萝卜叶片中叶绿素和类胡萝卜素的含量、叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、PSⅡ实际光化学量子效率(ΦPSⅡ)、光化学荧光猝灭系数(q_p)和PSⅡ原初光能转化效率(F_v/F_m)均呈先增加后降低的趋势,胞间CO_2浓度趋势相反,并均在100 mL/L氨基多糖处理下达到峰值。研究表明,适宜浓度的氨基多糖有效提高了水果萝卜叶片中的色素含量,增强了光合作用的物质基础,提高了叶片对光能的高效吸收利用和传递,促进了植株光合作用的高效运行。高浓度的氨基多糖则抑制了植物气孔导度和蒸腾速率的提高,降低了光化学量子效率和原初光能转化效率,阻碍了叶片光合活性的上升,导致净光合速率的明显下降。     

牡丹叶片光合作用光温响应的模拟

使用LCpro+便携式光合作用测定仪控温控光,测量了牡丹品种洛阳红在不同光照强度下的叶片光合作用速率、气孔导度等指标。结果表明,牡丹叶片光合作用-光强响应曲线受温度影响明显。进一步使用光强、叶片温度为参数,选用等轴双曲线模型进行数据拟合,拟合值与实测值根均方差RMSE=1.4904,拟合效果较好。据此模型计算得到洛阳红光补偿点、初始光能利用率、最大光合速率、呼吸速率分别为16.99、0.02863、9.81107、0.46435μmol/(m2.s)。认为等轴双曲线模型适用于低于饱和光强下的牡丹光合作用模拟研究,便于对不同试验条件下得到的数据进行综合比较分析。