广丰千金薯驯化移栽苗对PEG干旱胁迫的光合生理响应

为了探究广丰千金薯驯化移栽苗的耐旱生理机制,测定了干旱胁迫下广丰千金薯驯化移栽苗的多项光合生理指标。结果表明,50和100 g·L^-1 PEG-6000可显著促进广丰千金薯移栽驯化苗的生物量和根冠比,而150和200 g·L^-1 PEG-6000则显著减少其生物量和根冠比。当PEG-6000浓度为50和100 g·L^-1,其叶片相对含水量、气孔开度、Tr、Fo、Fv/Fm、Φ_PSⅡ、NPQ和ZR含量无显著变化,叶绿素含量、气孔密度、Pn、Gs、Ls、WUE、CUE、Fm、Fv/Fo、Fv'/Fm'、qP、GA₃和ABA含量显著增加,Ci显著下降。当PEG-6000浓度达到150和200 g·L^-1,其叶片相对含水量、叶绿素含量、气孔开度、Pn、Gs、Ls、Tr、WUE、CUE、Fo、Fm、Fv/Fo、Φ_PSⅡ、Fv'/Fm'、Fv/Fm、qP、GA₃、ZR和IAA显著下降,气孔密度、Ci、NPQ和ABA含量显著增加。在干旱胁迫下,广丰千金薯移栽驯化苗叶片ZR/ABA和ZR/IAA随着PEG-6000浓度的增大而显著下降,而ABA/(IAA+GA₃+ZR)则随PEG-6000浓度的增大而显著提高。在干旱胁迫下广丰千金薯移栽驯化苗叶片倍性稳定,但当PEG-6000浓度达到200 g·L^-1,电泳图谱上出现了明显的DNA ladder。因此,广丰千金薯驯化移栽苗能适应一定程度的干旱胁迫,但随着干旱胁迫的加剧,会影响其生长发育、光合作用和内源激素的调控机制,导致细胞程序性死亡。     

干旱胁迫对欧李叶绿素荧光特性的影响

为了探讨干旱胁迫对欧李叶绿素荧光特性的影响,以欧李为试验材料,通过干旱胁迫处理,测定了其初始荧光F_o、可变荧光F_v、最大PSⅡ量子产率F_v/F_m、稳态下PSⅡ反应中心光化学淬灭系数qP、非光化学淬灭系数qN等的响应。结果表明,干旱胁迫条件下,欧李叶绿素荧光特性受到显著影响。随着水分含量的降低,欧李叶片的初始荧光F_o呈逐渐增加趋势,T1处理受到的影响最小。F_v、F_v/F_m、qP均随水分的减少而降低（α=0.05）,qN随水分的减少而升高（α=0.05）,但是T1处理与对照相比差异不显著,说明水分供应在60%以上时不影响欧李叶片PSⅡ反应中心的开放程度,进而不影响叶片捕获的光能转化为生物化学能,在此过程中反应中心较为稳定。     

AM真菌和施钾对宁夏枸杞响应干旱胁迫的交互影响

通过盆栽控水法研究干旱条件下接种丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungus,AMF）根内球囊霉(Rhizophagus irregularis,Ri)和施钾对宁夏枸杞生长、各组织中钾元素含量、叶片抗氧化酶活性及叶绿素荧光参数的影响。结果表明:干旱条件下,随着施钾量的升高,AMF侵染率逐渐升高;AMF和施钾均不同程度地影响了宁夏枸杞的生长,提高了宁夏枸杞根和叶中的钾元素含量。干旱条件下,施钾显著提高了宁夏枸杞叶片的PSⅡ最大光化学量子产量（F_v/F_m）、PSⅡ实际光化学量子产量（ФPSⅡ）、光合电子传递速率（ETR）,降低了非光化学猝灭系数（qN）;AMF在不同施钾水平下均显著提高了宁夏枸杞叶片的F_v/F_m、ФPSⅡ、ETR、光化学猝灭系数（qP）,降低了qN。干旱胁迫时,随着施钾量的升高,宁夏枸杞叶片的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性增强,过氧化氢酶（CAT）活性变化不显著;在施钾量2 mmol时,AMF显著提高了叶片POD、SOD的酶活性。因此,AMF和钾能够通过调控植物体的营养状况、提高植物的抗氧化酶系统活性和改善植物对光能的利用效率帮助植物抵御干旱胁迫,双因素方差分析结果显示接种AMF比施钾的效果更显著。     

UV-B辐射与稻瘟病菌复合胁迫对元阳梯田水稻生长和光合特性的影响

为阐明UV-B辐射与稻瘟病菌复合胁迫对水稻生长的影响,通过在大田条件下,于元阳梯田稻田紫外辐射试验站种植当地传统稻种——白脚老粳,在水稻叶片不同感病时期(稻瘟病菌侵染前、侵染过程中、感病后)进行UV-B辐射(5.0 k J·m-2)增强处理,研究UV-B辐射增强对水稻-稻瘟病菌互作体系中水稻生长和光合特性的影响,并结合稻瘟病的病情指数进行分析。结果表明:稻瘟病菌侵染前进行UV-B辐射(UV-B→菌)处理,显著抑制了水稻的株高、穗数、地上部分生物量和产量,叶绿素a和叶绿素b的含量显著增加,光化学淬灭系数(q P)显著升高,但光合作用受到抑制;稻瘟病菌侵染的同时进行UV-B辐射(UV-B/菌)处理,水稻在双重胁迫下生长受到抑制,光合速率与UV-B辐射处理差异不显著;感病后进行UV-B辐射(菌→UV-B)处理,水稻生长情况与自然光照条件下差异不显著,光合作用受到显著的抑制,q P显著降低,叶片非光化学淬灭系数(NPQ)显著升高;UV-B辐射显著降低水稻叶片稻瘟病病情指数,不同感病时期进行UV-B辐射处理,病情指数差异不显著。可见UV-B辐射与稻瘟病菌复合胁迫抑制水稻生长和光合作用,但稻瘟病的流行也受到抑制。     

氮添加对3个油松种源幼苗生物量及其分配的影响

为了解氮沉降对我国特有种油松3个种源幼苗的生长及其生物量分配的影响,本研究以北京(BJ)、山西(SX)、内蒙古(NMG)3个不同种源的油松幼苗为研究材料,设计5个人工氮添加水平:对照(N0, 0kg/(hm2·a),以N计,下同),低氮水平(N1, 15kg/(hm2·a)),中氮水平(N2, 25kg/(hm2·a)),高氮水平(N3, 50kg/(hm2·a))以及过饱和氮水平(N4, 150kg/(hm2·a))。测定不同氮添加水平下3个种源油松幼苗的基径、株高、月生长量、生物量及各部分生物量分配比例的差异,探讨不同种源油松幼苗对氮沉降的响应机制。结果表明:1)氮添加对BJ种源油松幼苗的平均株高有显著影响(P < 0.05), 但是对其平均基径没有显著影响;氮添加使SX和NMG种源油松幼苗株高和基径均产生了影响,但这些影响均不显著。2)氮添加使得BJ种源油松幼苗的株高月生长量增加,而基径月生长量有所降低,但变化均不显著;NMG种源油松幼苗的基径月生长量在N4水平下均显著降低(P < 0.05)。3)在N1的氮水平下,BJ种源油松幼苗的全株生物量、地上部分生物量和茎生物量均表现为显著增加(P < 0.05);氮添加使SX种源油松幼苗叶生物量在不同氮添加下发生了显著降低;而氮添加对NMG种源油松幼苗生物量的变化影响不显著。4) SX种源油松幼苗的叶质量比在N3条件下发生了显著增加(P < 0.05);随着氮添加浓度的升高,NMG种源油松的根质量比在N2、N3、N4水平下均表现为显著降低,茎质量比在N1、N2、N3水平下显著增加。5)分析油松幼苗的变异来源发现,基径与氮添加处理和种源这2个因素的交互作用存在密切关联,对基径、株高的极显著性差异均来源于种源的不同,对基径月生长量、叶质量比以及根叶比的显著性差异亦均由于种源的不同。同时,在处理和种源的交互作用下,油松幼苗的基径及其月生长量、茎叶比和根叶比没有显著的相关性。综上得出,持续的氮添加已经影响了油松种群的内部稳定性。      

镉和UV-B辐射增强复合胁迫对冬小麦幼苗生长和生理的影响

通过种子萌发和盆栽试验研究了镉(Cd)与UV-B辐射增强单独和复合胁迫对冬小麦幼苗生长和生理的影响,结果表明:(1)Cd与UV-B单独或复合胁迫对冬小麦种子萌发率没有显著影响,但明显抑制冬小麦幼苗的生长,复合胁迫的抑制效应明显大于单一胁迫;(2)UV-B辐射增强导致冬小麦叶片的叶绿素含量显著或极显著下降,类黄酮含量极显著增加,Cd胁迫没有显著影响,且复合Cd胁迫后不加剧UV-B辐射对冬小麦叶片叶绿素和类黄酮含量的影响;(3)Cd与UV-B单独胁迫均导致冬小麦叶片的细胞膜透性极显著增大,Cd胁迫导致冬小麦叶片的MDA含量显著增加,且UV-B辐射加剧Cd胁迫对冬小麦叶片MDA含量的影响;(4)Cd+UV-B复合胁迫冬小麦植株地上部的Cd含量显著高于Cd单独胁迫.可见,Cd和UV-B辐射增强复合胁迫对冬小麦生长和生理的影响存在协同效应.     

UV-B辐射增加与酸雨复合处理对菠菜种子 萌发和幼苗生长的影响

研究了UV-B辐射增加与酸雨的复合处理对菠菜种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:UV-B辐射增加与酸雨的复合处理,使菠菜种子的萌发率和幼苗的株高、绿叶数、叶面积、干重呈显著降低趋势;使幼苗叶绿素含量降低、蒸腾速率减小。复合胁迫的下降幅度明显高于单一因子胁迫,并且下降幅度受UV-B辐射强度与酸雨pH的影响。UV-B辐射增加与酸雨处理在影响菠菜种子萌发和幼苗生长上具有协同作用。     

树冠遮蔽对侧柏生长和叶绿素荧光的影响

以10年生侧柏-山毛桃混植林为研究对象,侧柏纯林为对照（L0,100% NS）,探讨保育植物山毛桃的树冠遮蔽对10年生侧柏形态指标和叶绿素荧光参数的影响。结果表明:1）以山毛桃为保育植物的混植林中,侧柏的高度(H)、胸径(DBH)、冠幅(CW)均显著大于L0;混植林中,处理1（L1,85%NS）显著大于处理2（L2,70%NS）;2）混植林中侧柏的qP、Φ_PSⅡ、F_v/F_m的日均值均高于对照L0,L1的qP日均值最大,L2的Φ_PSⅡ、F_v/F_m日均值最大;而ETR和NPQ的日均值在L0条件下最大;3）qP,Φ_PSⅡ和F_v/F_m的日变化曲线均呈“V”型,而ETR和NPQ均呈倒“V”型;4）侧柏对不同光环境具有较强的适应能力,同时也说明光照不再是影响10年生侧柏生长的主导因子。     

外源一氧化氮供体硝普钠对番茄幼苗盐胁迫伤害的缓解作用

以硝普钠(SNP)为NO供体,番茄品种秦丰保冠幼苗为材料,研究50~800 μmol·L^-1 SNP对100 mmol·L^-1 NaCl下番茄幼苗生长、光合色素含量、气体交换参数、叶绿素荧光参数、膜脂过氧化及抗氧化酶活性的影响。结果显示:1)盐胁迫下,不同浓度SNP处理的番茄幼苗生长抑制均能得到有效缓解,同时叶片叶绿素含量、光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、最大荧光(F_m)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(Φ_PSⅡ)和光化学淬灭系数(qP)显著升高,初始荧光(F_o)和非光化学淬灭系数(qN)显著降低,且SNP浓度为100 μmol·L^-1时变幅均达最大;2)番茄幼苗在盐胁迫下叶片过氧化氢酶(CAT)活性变化不显著,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性显著升高,除400、800 μmol·L^-1 SNP处理抑制POD活性升高外,各浓度SNP处理均可促进上述3种酶活性的升高,并使叶片丙二醛含量和电解质渗出率显著降低,其中以100 μmol·L^-1 SNP处理时变化最显著。研究表明,外源NO供体SNP主要通过增强番茄幼苗叶片的光合能力来缓解盐胁迫对其造成的氧化伤害,进而提高了番茄植株的耐盐性。     

盐胁迫下嫁接对梅花光合生理特性和叶绿素荧光参数的影响

研究盐胁迫对梅花光合作用的影响对土地盐渍化地区的梅花种植具有重要意义。选取5个不同水平的盐浓度,以 ‘丰后’梅的自根苗和嫁接苗为材料,研究对其光合生理特性和叶绿素荧光参数的影响。结果表明,随着盐浓度的增加,自根苗和嫁接苗的净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）、可变荧光（F_v）、潜在光化学效率（F_v/F₀）、PSⅡ最大光化学量子产量（F_v/F_m）、PSⅡ有效光化学量子产量（F_v′/F_m′）、PSⅡ实际光化学量子产量（Y(Ⅱ)）、表观光合电子传递效率（ETR）和光化学猝灭系数（qP）呈现下降趋势,叶片胞间CO₂浓度（C_i）和非光化学淬灭系数（NPQ）呈现上升趋势且自根苗弱于嫁接苗。在0.3%盐处理下自根苗和嫁接苗的光合能力没有受到较大影响,而0.6%~0.9%盐处理下嫁接对提高植物光合能力具有显著作用,在1.2%~1.5%盐处理下不具有显著作用。自根苗在各浓度处理下受到非气孔限制,嫁接苗在0.3%处理下受到的是气孔限制,在0.6%~1.5%处理下受到非气孔限制。     

不同砷污染程度下香蒲生长与砷富集特征

为探究典型湿地挺水植物香蒲(Typha angustifolia L.)在砷(As)污染下的生长状况,以及香蒲中As的累积与迁移特征,设置As₀、As₅₀、As₁₅₀、As₆₀₀ 4个梯度As污染生境,对应底泥中As含量分别为0、50、150、600 mg·kg^-1,探析As胁迫下生命周期内(生长期、成熟期、萎黄期)香蒲的生长发育、As累积特征及其对土壤中As的提取效果。结果表明:在4种程度As胁迫下香蒲均能完成生命周期,结出种子柱头。生长期,As₅₀处理香蒲根系耐性指数最高,达到132.38%;As₁₅₀处理香蒲生物量为19.12 g,较As₀处理高出34.08%;As₆₀₀处理生物量积累为12.35 g,较As₀处理减少13.39%,此时香蒲根系耐性指数最小,为65.23%。成熟期,As₅₀处理香蒲生物量累积最大,达到72.23 g,较As₀处理高出28.70%,此时香蒲根系耐性指数最高,为149.25%;As₆₀₀处理生物量积累最低,香蒲根系耐性指数最小。萎黄期,As₅₀处理香蒲生物量累积最高,达到79.23 g,较As₀处理高出23.94%,此时香蒲根系耐性指数最高,达到119.28%;As₆₀₀处理下生物量积累最低,较As₀处理下降13.47%。在香蒲生长的3个阶段,底泥As含量为0 ~50 mg·kg^-1时香蒲叶片谷胱甘肽活性最高;As₅₀和As₁₅₀处理的PSⅡ光合反应系统最大光合潜力(F_v/F_m)均高于As₀处理,而As₆₀₀处理下香蒲F_v/F_m最低,此时叶片超氧化物歧化酶活性和丙二醛含量最高;香蒲地下部对As的生物富集系数大于地上部,植株间转运系数为0.09~1.10,香蒲对底泥中As的固定率大于去除率,提取量和单位面积迁移量与底泥中As含量呈极显著正相关。说明香蒲可以耐高浓度As胁迫并正常生长,对As污染湿地底泥有良好的修复效果,可以将香蒲作为As污染湿地植物建群种,香蒲生长达到萎黄期之前增加对香蒲的收获和更换次数可以获得更好的修复效果。     

土壤酸化对景天三七叶片光合特性及超微结构的影响

以景天三七(Sedum aizoon L.)为材料,通过浓硫酸模拟土壤酸化,研究了不同土壤酸化处理(pH 3.4、4.6、5.5)对景天三七叶片光合特性及超微结构的影响。结果表明,随着土壤酸化加剧,土壤中铝离子溶出量迅速增加,叶片总叶绿素含量则逐渐降低,而细胞相对电导率和丙二醛含量逐渐增高。在轻度(pH 5.5)和中度(pH 4.6)酸化下植株光合及荧光参数与CK(pH 6.6)相比无显著差异,叶绿体超微结构完整;在重度(pH 3.4)酸化下,光合及荧光参数出现明显阈值响应,P_n、C_i、T_r、G_s、F_o、F_m、Φ_PSⅡ、qP、F_v/F_m迅速降低,NPQ、L_s则显著增高,叶绿体不再沿细胞膜均匀分布,并在细胞质中扎堆聚集,基粒片层出现明显间隙,部分类囊体膜模糊不清。结果还表明,土壤酸化促进了叶片中游离脯氨酸、可溶性蛋白,以及SOD、CAT、GR和APX活性的增加,可溶性糖则呈现先增加后下降趋势。由此可见,土壤酸化导致植株叶片膜质过氧化的原因可能是促进了土壤中铝离子的析出;轻中度土壤酸化并未引起叶片光合及超微结构的变化,重度土壤酸化则会导致叶绿体结构和功能遭受破坏,光合能力降低;同时景天三七可通过诱导渗透物质的增加和抗氧化酶活性的增强以防御土壤酸化的伤害。     

氮磷钾配比施肥对观光木幼苗生理与光合特性的影响

以1年生观光木幼苗为试验材料，采用N、P、K 3因素3水平正交试验设计，探究N、P、K配比施肥对观光木幼苗生长、生理及光合特性的影响，旨在为观光木苗木施肥提供科学依据。结果表明，T6（N2P3K1）处理组观光木幼苗的株高增量、地径增量最高，适当的施肥处理有利于促进观光木幼苗的生长发育；T6（N2P3K1）处理组观光木幼苗叶片的可溶性糖、可溶性蛋白含量最高，丙二醛、游离脯氨酸含量最低，适当的施肥处理有利于促进观光木幼苗体内的生理代谢；T6（N2P3K1）处理组的叶绿素a、b的含量最高，且净光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度、蒸腾速率最高，适当的施肥处理有利于增强观光木幼苗的光合作用。综上所述，T6（N2P3K1）处理组（即尿素、过磷酸钙、氯化钾施用量分别为2.586、16.875、0.833 g/株）为本试验条件下的最佳施肥组合。     

干旱胁迫下9种沙区适生灌木的光响应特性研究

探讨沙区适生灌木对干旱胁迫的光合生理适应性,为内蒙古中西部沙化地区植被恢复提供理论支持。以9种沙区适生灌木为研究对象,设置3个控水梯度,测定供试植物在干旱胁迫下的光响应特征及光合生理指标。结果表明,9种灌木总光合速率（P_n）对太阳辐射的响应规律基本一致,即受干旱胁迫时光响应曲线显著降低。在中度干旱胁迫下,9种灌木P_n下降幅度为33.7%～69.2%,其中最大净光合速率P_m（μmol·m^-2·s^-1）柽柳（10.53）、沙木蓼（10.44）、沙柳（9.74）适应性较强;重度干旱胁迫时,P_n下降幅度为75.4%～87.9%,其中P_m（μmol·m^-2·s^-1）沙柳（4.35）、小叶锦鸡儿（4.11）、中间锦鸡儿（3.91）适应性较强。由表观量子效率和光补偿点变化来看,在中度干旱胁迫时,蒙古莸、华北驼绒藜、互叶醉鱼草、黄柳、沙柳通过提高对弱光的利用来适应干旱;小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿对弱光的利用较为稳定,表现出对干旱的长期适应性。在不同程度干旱胁迫下,表现为柽柳、黄柳、小叶锦鸡儿受光抑制影响较大,沙木蓼、互叶醉鱼草、蒙古莸受光抑制影响较小。在内蒙古中西部沙化地区造林时,沙柳、小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿为首选树种;为提高造林成活,蒙古莸、华北驼绒藜、互叶醉鱼草等应避开严重干旱区域或季节,同时避免过强光照。     

盐度对羊栖菜(Sargassum fusiforme)幼体光合特性的影响

以羊栖菜(Sargassum fusiforme)幼体为实验材料,设置不同海水盐度(15‰、20‰、29‰、45‰),对羊栖菜幼体进行梯度胁迫处理,探讨不同盐度胁迫对羊栖菜幼体光合作用的影响。结果表明,在盐胁迫条件下,羊栖菜的光合作用会受到明显影响。在盐度20‰条件下,羊栖菜幼体光合作用受到的抑制作用较弱,羊栖菜幼体对低盐度海水有一定的耐受性。海水盐度过低(15‰)时,羊栖菜光合作用受到明显抑制。高盐(45‰)条件下,羊栖菜幼体受到损伤,羊栖菜幼体光合作用和无机碳利用受到显著抑制。短时间(1~12 h)处理,羊栖菜光合作用受到的影响较小,各盐度处理的羊栖菜幼体色素含量、最大相对电子传递速率(rETR_max)、最大光化学量子产量(F_v/F_m)出现先降低后升高的趋势。长时间(240 h)处理,盐度过低(15‰)或过高(45‰)均会抑制羊栖菜幼体的光合作用,其rETR_max、光能利用效率(α)、最大净光合作用速率(P_nmax)、最大光合固碳速率(v_max)均显著降低,而且过高盐度通过阻碍羊栖菜幼体光合色素合成影响其光合作用过程。实际生产中,当产生过高或过低盐度变化时,应当及时做好羊栖菜的防低盐或高盐胁迫处理,防止长时间的盐度变化影响羊栖菜特别是其幼体的生长。