高温与加富CO2耦合条件下温室黄瓜叶片衰老及SOD、POD活性研究

【目的】研究高温与加富不同浓度CO_2耦合条件下黄瓜叶片的光合作用及SOD、POD活性等指标的变化,探究高温与加富CO_2耦合条件下叶片衰老机理及净光合速率(Pn)形成的内部生理机制。【方法】以温室嫁接黄瓜为试材,通过设置对照、单纯高温处理、高温加富低浓度(500~900 mol/L)CO_2、高温加富中浓度(900~1 200mol/L)CO_2和高温加富高浓度(1 200~1 600mol/L)CO_25个处理,测定叶片Pn、叶绿素、淀粉、可溶性糖和丙二醛(MDA)含量及SOD、POD活性,比较各处理上述指标的变化,并分析Pn与其他指标的相关性。【结果】随着黄瓜生育进程的推移,不同处理和对照的叶片的Pn、叶绿素、可溶性糖含量及SOD、POD活性均呈先升高后降低的趋势,淀粉和MDA含量均呈先下降后上升的趋势。试验前期(21d之前),3个高温加富CO_2处理中,随着CO_2浓度的升高,黄瓜叶片Pn、叶绿素及可溶性糖含量呈逐渐上升趋势,其中高浓度和中浓度CO_2处理的Pn显著高于对照及单纯高温处理。高温+高浓度CO_2处理的叶片淀粉含量在试验期间始终显著高于其他处理,在试验后期(28d之后)显著上升;单纯高温处理的MDA含量始终高于其他处理。相关分析表明,高温+高浓度CO_2处理的叶片Pn与淀粉及MDA含量均呈显著负相关,单纯高温处理的Pn与MDA含量呈显著负相关。【结论】高温与加富CO_2耦合能够增强黄瓜光合作用,缓解高温伤害;高温加富高浓度(1 200~1 600mol/L)CO_2处理在生育后期会由于淀粉及MDA积累而加速植株老化,故随着生育期的推进,应降低CO_2施用浓度。     

大气CO2缓增和骤增对冬小麦叶片叶绿素荧光特性的影响

大气中CO₂浓度的增加是逐渐且缓慢的过程，而以往的农田模拟研究多是设定瞬间增加的高CO₂浓度。为了明确大气CO₂浓度缓增、骤增2种不同升高方式对冬小麦叶片光合能力的影响，基于农田CO₂浓度自动调控平台，开展2季冬小麦试验(品种为扬麦22)。设置3种CO₂浓度升高方式：CK(对照，背景大气CO₂浓度);CO₂浓度缓增(从第1个生长季开始每年增加40μmol/mol, 2017—2018、2018—2019年生长季每年CO₂的缓增浓度分别为80、120μmol/mol,分别记作C₊₈₀、C₊₁₂₀);CO₂浓度骤增(每个生长季均设置CO₂浓度升高200μmol/mol的处理，记作C₊₂₀₀)。于冬小麦主要生育期，测定叶片SPAD值和叶绿素荧光参数[初始荧光(F_o)、最大荧光(F_...     

高温胁迫下外源壳聚糖对黄瓜幼苗生长的影响

以夏之光黄瓜品种为试验材料,研究用不同浓度壳聚糖(0、25、50、100、200 mg/L)在高温(昼—夜温度周期为36℃—28℃)条件下处理1、3 d及恢复常温2 d后,黄瓜幼苗形态指标和生理指标的变化。结果表明,在高温胁迫环境下,外源壳聚糖能够增加黄瓜幼苗的茎粗、叶面积和根体积,提高壮苗指数和根冠比,降低丙二醛含量,提高叶绿素、脯氨酸和可溶性蛋白含量,增强抗氧化酶[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)]活性,缓解高温胁迫对黄瓜幼苗的伤害,以100 mg/L壳聚糖处理的效果最优。     

大气CO2与温度升高对北方冬小麦旗叶光合特性、碳氮代谢及产量的影响

【目的】探讨大气CO₂浓度升高与增温影响下北方冬小麦叶片光合特征、碳氮代谢物、生物量和产量形成的调节适应规律,为未来气候变化下小麦生产提供理论依据。【方法】以冬小麦品种“中科2011”为材料,利用封闭式人工气候室,设置对照CK（CO₂浓度和气温与大田一致）、EC（CO₂浓度为大田浓度+200 μmol·mol^-1,气温与大田相同）、ET（CO₂浓度与大田一致,气温为大田温度+2℃）、ECT（CO₂浓度为大田浓度+200 μmol·mol^-1,气温为大田温度+2℃）共4个处理。测定CO₂浓度升高200 μmol·mol^-1和气温升高2℃变化条件下冬小麦生长发育、叶片的光合特性、碳氮代谢、生物量和产量指标。【结果】气温升高2℃会缩短小麦全生育期及开花到成熟时间,使孕穗期净光合速率显著增加24.7%,而对拔节期与灌浆期净光合速率无显著影响,同时,使灌浆期叶片纤维素含量、可溶性蛋白含量和硝酸还原酶活性下降,穗粒数和千粒重下降,进而使产量与生物量分别显著降低23.0%和19.7%;CO₂浓度升高200 μmol·mol^-1使拔节期与孕穗期小麦净光合速率分别提高32.8%和40.7%,增加灌浆期叶片碳水化合物含量,虽然生长后期出现光适应,但仍可通过增加单位面积穗数使小麦产量增加26.1%。在增温条件下,CO₂浓度升高可通过使开花到成熟的时间延长2 d、叶片净光合速率提高约25.54%、增加可溶性总糖、纤维素与淀粉含量等弥补升温对小麦生物量和产量的负效应。【结论】CO₂浓度升高可通过延长开花到成熟时间、提高小麦净光合速率、增加光合代谢物等弥补升温对小麦生物量和产量的负效应。     

海藻精对NaCl胁迫下黄瓜幼苗抗性生理的影响

以黄瓜幼苗为研究对象,通过测定幼苗生长特性、叶片色素含量、光合特性、渗透调节物质、抗氧化酶活性及丙二醛（MDA）含量,研究不同浓度海藻精叶面喷施对NaCl胁迫下黄瓜幼苗抗性生理的影响。结果表明,200 mmol/L NaCl处理使黄瓜幼苗的正常生长受到显著抑制,而叶面喷施海藻精能有效缓解盐胁迫对黄瓜幼苗造成的不利影响,其中以2 000倍稀释液喷施效果最佳。叶面喷施海藻精后黄瓜幼苗叶片中过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性均出现不同程度的提高;可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量增加,MDA含量降低;叶片色素含量、净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）及气孔导度（G_s）增加,胞间CO₂浓度（C_i）降低。因此推测通过叶面喷施海藻精溶液可能使盐胁迫下植株体内渗透调节物质含量增加,从而加强植物渗透调节能力;使叶片中抗氧化酶活性增强,MDA含量下降,以减少盐胁迫对膜的损伤程度;此外,叶片色素含量的升高有效增强了植物的光合特性,在这些因素的综合作用下提高了黄瓜...     

宁夏枸杞不同器官中糖积累对大气CO2浓度倍增的响应

以宁杞1号苗为试验材料,采用开顶式气室控制CO₂浓度,研究大气CO₂浓度倍增后CO₂对宁夏枸杞不同器官中糖分积累的影响。结果表明,CO₂浓度倍增处理显著降低了叶片中果糖、淀粉的含量以及果实中蔗糖的含量,提高了果实中淀粉的含量;但对枸杞茎和根中的各种糖分的含量无显著性影响。     

大气CO2浓度增加和升温对不同品种水稻根系形态的影响

[目的]本文旨在研究大气CO₂浓度增加和升温对不同品种水稻根系形态的影响。[方法]在田间开放条件下模拟大气CO₂浓度增加和升温，设置CT(对照，CO₂浓度和温度与正常大气环境保持一致)、C+T(大气CO₂浓度增加200μmol·mol^-1)、CT+(冠层温度升高2℃)和C+T+(大气CO₂浓度和温度同时升高)4个处理。每个处理种植‘扬稻6号’和‘常优5号’2个品种，连续开展2年(2020、2021年)田间试验。在水稻分蘖期、灌浆期和成熟期采集地上部和根系样品，分析大气CO₂浓度增加、升温及其交互作用对地上部干重、根干重、根冠比和根系形态(根长、根直径、根表面积、根体积和根尖数)的影响。[结果]大气CO₂浓度增加显著提高不同生育期‘扬稻6号’和‘常优5号’地上部干重、根干重和根冠比，其中‘常优5号’的增加幅度大于‘扬稻6号’。大气CO₂浓度增加显著提高不同生育期‘扬稻6号’根长、根直径、根体积...     

不同施氮水平对桑树幼苗非结构性碳水化合物及其抗旱能力的影响

为研究施氮对干旱胁迫下桑树幼苗形态和非结构性碳水化合物(NSC)含量的影响，以‘云桑1号’幼苗为研究对象，在对照(D₀,土壤含水量约75%)和干旱(D₁,土壤含水量约30%)两种水分环境下分别设置0mmol/L(N₀)、12.5mmol/L(N₁)和25.0mmol/L(N₂)NH₄NO₃ 3种浓度的施氮处理，分析不同水氮条件下桑树幼苗的形态、生物量、可溶性糖、淀粉和NSC含量。结果显示：(1)干旱使桑树幼苗各器官中可溶性糖、淀粉、NSC含量显著增加。各氮素水平下叶中可溶性糖和NSC含量增量最高，达到82.27%～163.31%和70.61%～138.00%;根中淀粉含量增量最高，达到6.05%～31.75%。随着氮浓度升高，干旱胁迫下桑树幼苗各器官中的可溶性糖和NSC含量均呈先降后增的趋势。(2)干旱显著抑制桑树幼苗各器官的形态发育和生长，施氮则促进其地上部分的形态发育和生长，尤其是施氮12.5mmol/L水平缓解干旱下桑树幼苗地上...     

水杨酸对高温胁迫下黄瓜幼苗光合特性和过氧化物酶活性的影响

[目的]研究外施水杨酸( SA)对黄瓜幼苗抗高温胁迫能力的生理效应。[方法]以“津春3号”黄瓜幼苗为试验材料,对其喷施浓度分别为0.05、0.10和0.50 mmol/L的SA溶液,并进行昼(40±1)℃/夜(30±1)℃高温胁迫处理,研究黄瓜幼苗4叶期叶片光合特性、叶绿素荧光参数变化及过氧化物酶(POD)活性。[结果]高温胁迫下幼苗叶片的净光合速率(Pn)、羧化效率(CE)、表观量子效率(AQY)、光化学淬灭系数(qP)、PSⅡ实际光化学效率(фPSⅡ)、POD活性明显降低,而幼苗叶片初始荧光(Fo)、非光化学淬灭系数(NPQ)明显增加,且嫁接苗的变化趋势弱于自根苗。[结论]不同浓度的SA溶液均可抑制高温胁迫下黄瓜幼苗Pn、CE、AQY、qP、фPSⅡ、POD活性的降低和Fo、NPQ的增加,以浓度为0.10 mmol/L的SA处理效果最优。     

镉胁迫对玉米幼苗光合特性及活性氧代谢的影响

为探究Cd²⁺胁迫对玉米幼苗光合特性及活性氧代谢的影响，以玉米‘农大108’为试验材料，用0、100、200、400μmol·L^-1CdCl₂溶液处理玉米幼苗72 h。结果表明：Cd²⁺在幼苗中快速积累，积累量为根>茎>叶；Cd²⁺引起叶片萎蔫，单株干质量、叶绿素含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)急剧降低，叶间CO₂浓度(Ci)显著升高；Cd²⁺胁迫引起叶片中SOD和CAT活性先升后降，GSH含量逐渐降低；叶片中H₂O₂和MDA含量随Cd²⁺胁迫持续升高。综上，Cd²⁺胁迫引起玉米叶片氧化胁迫和膜结构损伤，光合作用、呼吸作用和蒸腾作用受阻；叶片功能丧失，植株萎蔫甚至死亡。     

外源NO缓解黄瓜幼苗低温伤害的效果

为探究低温条件下外源NO对缓解黄瓜幼苗伤害的机制，以黄瓜品种吉杂17为试材，采用对黄瓜幼苗叶片喷施外源NO供体硝普钠(SNP)的方法，设7个处理，分别为常温对照(25℃/17℃)、低温对照(15℃/5℃)以及5个浓度梯度的SNP处理(0.1、0.3、0.5、0.7、1.0 mmol/L),测定植株生物量及生理生化特性指标后进行对比筛选。结果表明，单独低温处理下的黄瓜幼苗受胁迫明显，冷害指数高达0.41,与之相比喷施一定浓度SNP后可提高黄瓜幼苗的生物量、生理生化特性指标。当SNP浓度为0.5 mmol/L时效果最显著，此时冷害指数降至最低，为0.19,缓解低温伤害效果最好；喷施适宜浓度的外源NO可提高低温下黄瓜幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)等的活性，增加渗透调节物质含量，有效缓解低温伤害，对提高黄瓜的耐低温程度起到积极作用。     

CO2加富条件下胡萝卜光合通路及差异基因表达分析

为了探究CO₂加富条件下胡萝卜光合通路及相关差异基因表达，试验在日光温室中分别设置富碳区(FC,CO₂浓度为(800±50)μmol/mol)和对照区(CK，自然环境)，于收获期测定产量，处理61 d后收集胡萝卜叶片进行转录组测序，并对富碳处理后的差异表达基因进行KEGG注释和代谢途径分析，最后对gene33346、gene33340和gene33386等3个光合相关基因进行实时荧光定量PCR验证。结果表明，CO₂加富条件下总生物学产量、地上部鲜质量和地下部鲜质量均显著高于对照区，且较对照区增产36.56%。转录组结果表明，各样品的Q30碱基百分比均不小于95.24%，说明测量结果较为准确，可用于下一步数据分析；差异表达基因KEGG富集结果表明，光合通路为显著富集的第一条通路，说明CO₂加富对光合产生了显著影响。光合相关基因在富碳条件下上调表达，推测可能是由于其参与了光合过程中的电子传递和ATP的合成；其中gene33346、gene33340和gene33386等3个光合相关基因的相对表达量与其F...     

水稻分蘖期干物质积累对大气CO2浓度升高和氮素营养的综合响应差异及其生理机制

【目的】探究不同类型水稻品种物质生产响应大气CO₂浓度升高和氮素营养的综合响应差异及其生理机制。【方法】以产量和物质生产对CO₂浓度升高响应有明显差异的水稻品种两优培九(LY)和南粳9108(NJ)为材料,在人工气候室进行水培试验。分别设置对照CO₂浓度(A-CO₂,400μmol·mol^-1)和CO₂浓度升高(E-CO₂,600μmol·mol^-1)两个CO₂处理,高氮(HN,1.25 mmol·L^-1 NH₄NO₃)和低氮(LN,0.25 mmol·L^-1 NH₄NO₃)两个氮水平。分析CO₂浓度升高对不同水稻品种根系形态与生理活性、叶片和根系中细胞分裂素(CTKs)含量、氮素同化酶活性、叶片生理特性、光合参数以及干物质积累的影响差异。...     

根区温度对黄瓜嫁接苗碳氮代谢及相关酶活性的影响

【目的】研究根区不同温度处理对3种黄瓜幼苗碳氮代谢及相关酶活性的影响,为冬季黄瓜生产提供理论依据。【方法】以黄瓜品种津优35号自根苗(以下简称"自根")、黑籽南瓜嫁接苗(以下简称"黑籽")、白籽南瓜嫁接苗(以下简称"白籽")为试材,通过自行研制的根区温度控制装置,将黄瓜幼苗生长期的根区温度分别控制在适温(18~20℃,对照)、亚适温(13~15℃)、低温(8~10℃)条件下,研究根区不同温度对黄瓜幼苗碳氮代谢及相关酶活性的影响。【结果】(1)亚适温和低温处理降低了黄瓜幼苗叶片的Rubisco酶、蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS)活性,其中低温处理下以上3种酶的活性最低。(2)随着根区温度的降低,黄瓜叶片中淀粉、蔗糖、果糖含量逐渐降低。(3)亚适温和低温处理抑制了黄瓜叶片和根系中硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)活性,低温处理下以上3种酶活性与对照相比均存在显著差异。(4)亚适温和低温处理降低了黄瓜叶片和根系中铵态氮、硝态氮含量,增加了可溶性蛋白和脯氨酸含量。(5)亚适温和低温处理下,"黑籽"的碳氮代谢相关酶活性及物质含量高于"白籽"和"自根",低温处理下"黑籽"的可溶性蛋白和脯氨酸含量最高,"自根"的可溶性蛋白和脯氨酸含量最低。【结论】亚适温和低温处理均抑制了黄瓜幼苗碳氮代谢相关酶的活性及物质含量,增加了根系和叶片中可溶性蛋白、脯氨酸含量;此外,低温胁迫对"黑籽"的影响最小,其抗逆性最强,"白籽"次之,"自根"的抗逆性最弱。     

基于TOPSIS法对嫁接提高黄瓜耐Ca(NO3)2胁迫的综合评价

为探究砧木嫁接提高黄瓜耐盐性调控机制，获得嫁接黄瓜耐盐性综合评价方法，以盐敏感型黄瓜(Cucumis sativus L.)‘津春4号’自嫁苗及其与南瓜(Cucurbita moschata Duch.)‘强力士’和‘青藤台木’的嫁接苗为试验材料，研究Ca(NO₃)₂胁迫对不同砧木嫁接黄瓜幼苗生长、根系形态、光合荧光特性、抗氧化能力和渗透调节能力的影响，采用多指标协同评判法评价植株耐盐性。结果表明，Ca(NO₃)₂胁迫下黄瓜自嫁苗植株中丙二醛(MDA)含量显著增加，植株生长和生理受到严重抑制，砧木嫁接可通过增加超氧化物歧化酶活性(SOD)、过氧化物酶活性(POD)活性、脯氨酸和可溶性糖含量提高黄瓜幼苗抗氧化能力和渗透调节能力，减轻Ca(NO₃)₂胁迫对植株根系和叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、非光化学淬灭系数(NPQ)和PSII有效光化学量子效率(Fv’/Fm’)等光合荧光特性的破坏，缓解Ca(NO₃)₂     

不同磷水平下CO2浓度升高对番茄光合特性和抗氧化酶活性的影响

通过水培试验研究在低磷（2μmol/L）、磷充足（2 mmol/L）条件下,大气中不同CO₂浓度[（400±50）、（800±50）μmol/mol]对番茄光合特性和抗氧化酶活性的影响。结果表明,磷充足条件下,CO₂浓度升高可以显著促进番茄叶片光合速率的提高;而低磷抑制了这种作用。磷充足时,CO₂浓度升高显著增加了叶绿素含量,并且叶绿素b含量的增幅明显大于叶绿素a含量;而低磷条件下,CO₂浓度升高显著降低了叶绿素含量。与磷充足相比,低磷条件下,番茄叶片的超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性明显降低,丙二醛含量升高。但CO₂浓度升高明显促进了3种抗氧化酶的活性,并且磷充足条件下促进作用更为显著,同时降低了MDA的含量。因此CO₂浓度升高条件下,磷素充足供应可以促进CO₂浓度升高产生的正效应。     

有刺枸骨和无刺枸骨在不同CO2浓度下的光合能力分析

为研究有刺枸骨和无刺枸骨对不同二氧化碳(CO₂)浓度的响应能力,本研究以有刺枸骨和无刺枸骨为材料,研究其净光合速率、胞间CO₂浓度、气孔导度、蒸腾速率和叶片饱和蒸气压亏缺随CO₂浓度变化的情况。结果表明,在相同的CO₂浓度下,无刺枸骨的净光合速率始终比有刺枸骨的大,即无刺枸骨的光合能力强于有刺枸骨。无刺枸骨和有刺枸骨的气孔导度、蒸腾速率和叶片饱和蒸气压亏缺随CO₂浓度升高而降低,说明无刺枸骨的净光合速率较高并不主要由气孔因素的差异引起。随着CO₂浓度的升高,胞间CO₂浓度与净光合速率呈现正相关,并且无刺枸骨的CO₂饱和点较有刺枸骨高,而CO₂补偿点较有刺枸骨低,说明无刺枸骨的CO₂同化能力强于有刺枸骨。因而,无刺枸骨高净光合速率可能是因为CO₂同化能力高。     

外源亚精胺对草莓NaCl胁迫的缓解效应

以甜查理草莓品种为试材，外源施加不同浓度(0.25、0.50、1.00 mmol/L)的亚精胺(Spd),测定5 g/L NaCl胁迫下草莓的光合色素含量、光合特性、叶绿素荧光和抗氧化酶活性，为提高草莓耐盐性提供理论依据。结果表明，外源施加Spd显著提高NaCl胁迫下草莓幼苗叶片光合色素含量、光合特性、叶绿素荧光和抗氧化酶活性，其中0.50 mmol/L浓度的处理效果最佳，处理后9 d草莓叶片的叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、类胡萝卜素(Car)和总叶绿素含量分别增加32.02%、38.34%、25.59%、33.75%;净光合速率(P_n)、胞间CO₂浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)分别增加143.15%、18.05%、151.08%、111.43%;最大荧光(F_m)、PSⅡ潜在光化学效率(F_v/F_o)和PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)...     

CO2浓度升高环境下9种杀虫剂对西花蓟马和花蓟马的毒力测定

【目的】比较2种CO₂体积分数下9种杀虫剂对西花蓟马(Frankliniella occidentalis)和花蓟马(F. intonsa)的毒力差异，为未来大气CO₂浓度升高环境下蓟马的田间防治提供理论指导。【方法】在400和800μL/L CO₂条件下采用浸渍法测定9种杀虫剂对西花蓟马和花蓟马雌、雄成虫及2龄若虫的毒力。【结果】800μL/L CO₂条件下，氟虫腈对西花蓟马雌、雄成虫及2龄若虫的LC₅₀值分别为0.401、0.337和0.261 mg/L，分别是400μL/L CO₂条件下的0.82倍、0.94倍和0.73倍；对花蓟马雌、雄成虫及2龄若虫的LC₅₀值分别为0.381、0.263和0.219 mg/L，分别是400μL/L CO₂条件下的0.82倍、0.87倍和0.78倍。2种CO₂体积分数下，9种杀虫剂对2种蓟马的毒力大小均为：氟虫腈>辛硫磷>阿维菌素>...     

添加不同强度的远红光对黄瓜幼苗生长及光合作用的影响

为探究远红光强度对黄瓜幼苗形态、光合性状及碳水化合物的影响,明确不同红光(R)/远红光(FR)比值对黄瓜光合相关指标及参数的影响,以‘新津优1号’黄瓜为材料,在固定红蓝光强度及光合有效辐射的基础上,添加3种不同强度的远红光,使得各处理红光∶远红光的比值分别为10(L-FR)、1.2(M-FR)和0.8(L-FR),比较不同处理对于黄瓜幼苗生长及光合的影响。结果表明：增加远红光强度对黄瓜幼苗形态指标影响显著,M-FR和H-FR处理的鲜重较L-FR分别显著增加60.04%和56.60%;H-FR和M-FR处理株高较L-FR分别增加246.43%和200.63%。随着远红光强度增加,3个处理组气孔密度也随之显著增加,且气孔发育关键基因(MUTE和EPF1)相对表达量差异显著,蒸腾速率(E)、胞间CO₂浓度(Ci)和气孔导度(Gsw)随之增加;叶片上表皮、栅栏组织、海绵组织及叶片厚度均呈现下降趋势;在一定程度内添加远红光将提高Rubisco酶活化水平。各处理黄瓜幼苗的总氮含量和碳氮比均随着远红光强度的增加而显著下降,L-FR处理黄瓜碳水化合物含量低于H-FR处理。综上,M...