外源褪黑素对干旱胁迫下番茄叶片光合作用的影响

【目的】褪黑素是一种广泛存在于高等植物体内的小分子物质,被认为是一种新的植物生长调节剂和生物刺激剂,对于提高植物抗逆性具有重要作用。探索外源褪黑素对干旱胁迫下番茄叶片光合作用的影响,为揭示褪黑素调节植物抗逆性的机制打下基础。【方法】以番茄‘辽园多丽’为试材,首先采用叶片喷施和根施不同浓度褪黑素进行预处理:CK:叶片喷施清水、根施50 m L清水;R5、R50、R100、R150、R250:叶片喷清水,分别根施50m L 5、50、100、150和250μmol·L~(-1)褪黑素;L5、L50、L100、L150、L250:根施50 m L清水,叶片分别喷施5、50、100、150和250μmol·L~(-1)褪黑素;连续处理3 d后将植株移至温室中,以不浇水作为干旱处理(其中CK0:叶片喷施清水、根施50 m L清水预处理后正常浇水,CK1:叶片喷施清水、根施50 m L清水预处理后干旱处理)。干旱胁迫5 d后,通过比较暗适应下PSII最大光化学量子产量Fv/Fm和PSI最大氧化状态Pm,确定根施和叶片喷施的最佳浓度处理。然后利用光合荧光同步测量系统分析根施和叶片喷施褪黑素对干旱胁迫下番茄叶片气体交换参数,PSII和PSI的光能分配和电子传递速率,类囊体膜的完整性和ATP酶活性的调节。【结果】根施和叶片喷施不同浓度褪黑素均提高了干旱胁迫下番茄叶片的Fv/Fm和Pm,并且随浓度增加表现出先升高后降低的趋势,L100和R100处理下的Fv/Fm和Pm最大,显著高于对照。L100和R100显著缓解了干旱胁迫对气体交换参数的抑制,其中叶片净光合速率(Pn)分别为2.04和1.71μmol·m~(-2)·s~(-1),显著高于对照(CK1)(0.52μmol·m~(-2)·s~(-1));蒸腾速率(E)分别为0.66和0.54 mmol·m~(-2)·s~(-1),显著高于CK1(0.25 mmol·m~(-2)·s~(-1)),并且显著提高了番茄叶片气孔导度(GH2O)和最大水分利用效率(WUE),降低了气孔限制值(Ls),而L100优于R100处理。快速光响应曲线结果表明L100和R100处理提高了干旱胁迫下番茄幼苗PSII的光化学反应效率Fv'/Fm'及PSII光化学淬灭系数q P,表明褪黑素处理更利于干旱胁迫下番茄叶片PSII光化学反应的高效进行;干旱胁迫下番茄幼苗环式电子传递速率得到显著加强,而L100和R100处理降低了环式电子传递速率,但加强了线性电子传递速率,且L100处理下番茄叶片ETRI和ETRII均高于R100处理;L100、R100处理提高了干旱胁迫下番茄叶片的Y(I)、Y(II),表明褪黑素处理有利于干旱胁迫下番茄叶片吸收光能向光化学反应的方向分配;暗适应后,L100和R100处理番茄叶片P515诱导曲线均高于CK1,照光后,CK0处理番茄幼苗P515信号快速下降,其次是L100和R100处理,而CK1处理降低较慢,表明褪黑素具有保护叶绿体类囊体膜和ATP合成酶免受干旱胁迫伤害的作用。【结论】根施和叶片喷施外源褪黑素能缓解干旱胁迫对番茄幼苗光合性能的抑制,加强光合运转效率,而叶片喷施是一种更简单高效的处理方式;褪黑素能加强作物光合作用对环境胁迫的适应性,对于农作物的生长发育具有调节作用。     

外源一氧化氮对干旱胁迫下玉米幼苗光合作用的影响

【目的】探明干旱胁迫下一氧化氮（NO）对玉米幼苗光合作用的调节作用。【方法】以驻玉309为试验材料,在光照培养箱内采用水培的方法,研究了外源NO供体SNP预处理3 d后,进行20% PEG-6000（-0.8 MPa）模拟干旱胁迫3 d后玉米幼苗的生长参数、叶绿体超微结构、叶片气体交换参数、叶绿素荧光参数和D1蛋白表达的变化。【结果】干旱胁迫条件下玉米幼苗的光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）及光系统II（PSII）最大光化学效率（Fv/Fm）、PSII潜在活性（Fv/Fo）分别比对照下降了68.4%、87.2%、15.8%、31.3%;而J点的相对可变荧光（Vj）和单位反中心耗散能量（DIo /RC）则分别上升了20.9%和21.2%;此外,叶片的叶绿体结构明显遭到破坏,D1蛋白的含量显著降低。但是,与干旱胁迫处理相比,经过SNP预处理后进行干旱胁迫处理的玉米幼苗Pn、Gs、Fv/Fm、Fv/Fo明显增加56.6%、202.5%、15.8%、30.7%,而Vj、DIo/RC下降了22.7%和25.4%;叶绿体的类囊体片层恢复整齐,基粒片层变清晰;D1蛋白的相对含量明显增加了94.7%;以上这些变化与干旱条件下SNP预处理后NO含量的增加有关。【结论】在干旱条件下,NO可能参与调节了PSII反应中心D1蛋白的表达并稳定PSII反应中心的结构和功能,以改善玉米幼苗的光合作用和生长发育,从而提高玉米幼苗对干旱胁迫的适应性。     

外源一氧化氮对干旱胁迫小麦幼苗生长和生理特性的影响

[目的]研究外源NO对干旱胁迫下小麦幼苗生长、叶片光合特性以及叶片氧化损伤的影响。[方法]以绵阳26号二叶一心期的小麦幼苗为试材,采用10%的聚乙二醇6000对幼苗根部进行轻度干旱胁迫处理8d,并添加不同浓度(0.01,0.05and0.1mm/mol)的一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP),研究外源NO处理对干旱胁迫下小麦幼苗生长和生理特性的影响[结果]0.05mm/molSNP能显著降低干旱胁迫下小麦幼苗丙二醛(MDA)含量和超氧自由基(O2-)产生速率,但能显著增加小麦幼苗叶绿素b、类胡萝卜素、叶绿素(a+b)含量及株高、根长、叶面积和干重,表明0.05mm/molSNP处理对干旱胁迫下小麦幼苗具有明显的保护作用,可以促进植株生长。[结论]外源低浓度NO供体可以明显缓解干旱胁迫所造成的小麦幼苗叶片膜脂过氧化,从而提高小麦抗旱能力。     

外源ABA提高干旱胁迫下植物幼苗抗逆性的光合生理适应机制研究

干旱胁迫对植物的生长有着显著的影响,是限制农业生产的重要因素之一。干旱逆境胁迫可导致植株代谢紊乱。脱落酸(Abscisic acid,ABA)在植物干旱、高盐、低温等逆境胁迫反应中起重要作用,是植物的抗逆诱导因子。本文综述了在干旱胁迫下及外源ABA的添加对植物的光合生理适应机制的影响。     

盐胁迫对高粱幼苗光合作用和荧光特性的影响

【目的】研究盐胁迫对不同高粱品种幼苗光合作用及叶绿素荧光参数的影响,为高粱栽培管理、耐盐品种的选育及耐盐胁迫人工调控提供理论依据。【方法】以高粱耐盐品种（辽杂15号）和盐敏感品种（龙杂11号）为材料,人工气候箱内营养液培养,湿度60%,光照/黑暗为12 h/12 h,光照强度为134 μmol•m-2•s-1,昼/夜温度为28℃/25℃。从3叶期开始进行NaCl处理（NaCl浓度为0、50、100、150、200 mmol•L-1）,研究盐胁迫下高粱幼苗光合作用和叶绿素荧光参数的变化。【结果】低浓度NaCl（50 mmol•L-1）胁迫可以增加叶绿素含量,但是高浓度NaCl（100-200 mmol•L-1）胁迫明显降低叶绿素含量;盐胁迫使净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）、最大荧光（Fm）、Fv/Fo、Fv/Fm、Fv′/Fm′、光化学猝灭系数（qP）下降,初始荧光（Fo）和非光化学猝灭系数（NPQ）提高,低浓度盐胁迫（50 mmol•L-1 NaCl）使胞间CO2浓度（Ci）降低,高浓度则相反。辽杂15号受盐胁迫的影响程度小于龙杂11号,表现出较好的耐盐性。【结论】50 mmol•L-1浓度的低盐胁迫对高粱幼苗的影响不明显,光合速率下降的主要原因是气孔限制;100-200 mmol•L-1浓度的高盐胁迫对高粱幼苗有很大影响,引起光合速率下降的主要原因是非气孔限制。盐胁迫下,耐盐品种能有效保护内部的光合机构,增强对盐胁迫的适应性。     

外源-氧化氮对干旱胁迫小麦幼苗生长和生理特性的影响

[目的]研究外源NO对干旱胁迫下小麦幼苗生长、叶片光合特性以及叶片氧化损伤的影响。[方法]以绵阳26号二叶一心期的小麦幼苗为试材,采用10％的聚乙二醇6000对幼苗根部进行轻度干旱胁迫处理8d,并添加不同浓度（0．01,0．05and0．1mm／mol）的一氧化氮（NO）供体硝普钠（SNP）,研究外源NO处理对干旱胁迫下小麦幼苗生长和生理特性的影响[结果]0．05mm／mol SNP能显著降低干旱胁迫下小麦幼苗丙二醛（MDA）含量和超氧自由基（O2^-）产生速率,但能显著增加小麦幼苗叶绿素b、类胡萝卜素、叶绿素（a＋b）含量及株高、根长、叶面积和干重,表明0．05mm／mol SNP处理对干旱胁迫下小麦幼苗具有明显的保护作用,可以促进植株生长。[结论]外源低浓度NO供体可以明显缓解干旱胁迫所造成的小麦幼苗叶片膜脂过氧化,从而提高小麦抗旱能力。     

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。     

盐胁迫对台湾桤木幼苗光合作用和荧光特性的影响

为探讨台湾桤木的耐盐机制,以1年生台湾桤木实生幼苗为试验材料,采用盆栽加盐的方式模拟盐胁迫,设置0.1%、0.2%、0.4%、0.6%及0(CK)5个盐分梯度,研究台湾桤木幼苗在盐胁迫下的光合作用和荧光特性。结果表明,盐胁迫使叶绿素含量降低,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)逐渐降低,而胞间CO2浓度(Ci)增大,各处理间差异极显著,主要光合参数Pn、Gs、Tr、Ci两两之间相关性极显著;PSⅡ潜在光化学活性(Fv/F0)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)随着盐胁迫逐渐下降,非光化学淬灭系数(NPQ)增大,初始荧光(F0)与Fv/F0、Fv/Fm相关性显著,F0与PSⅡ光化学量子产额(Yield)、光化学淬灭系数(qP)相关性极显著,Fv/F0与Fv/Fm、Yield两两之间相关关系极显著。因此认为,盐胁迫期间Pn降低主要由于非气孔限制因素;桤木幼苗通过增强热耗散的方式来缓解逆境对光合作用的影响;胁迫2个月后,低盐胁迫(0.1%)具有比CK更大的光合能力。     

干旱胁迫对2种无芒雀麦光合作用的影响

研究了干旱胁迫对美国无芒雀麦和本地无芒雀麦光合作用的影响。结果表明：关国无芒雀麦的光合速率基本上随着干旱梯度的增加而逐渐下降，在不同胁迫天数间也逐渐下降，但下降幅度较小；本地无芒雀麦各干旱处理光合速率在胁迫前中期随胁迫梯度的增加下降不明显，到胁迫后期才表现出较为明显的下降趋势，但在各胁迫天数间差别不大，仅在胁迫第20d各处理光合速率较之前有较为明显的降低。可见干旱胁迫对同化作用有很强的抑制作用，从而影响了植物的生长发育。     

高温胁迫对番茄幼苗光合作用和叶绿素荧光参数的影响

以耐热品种Saladette为试材,分析高温下番茄的同化产物分配、光合作用、叶绿素荧光参数等指标的变化。结果表明,高温处理后,番茄幼苗的株高、株幅增加,地上部鲜质量、干质量以及根的鲜质量、干质量、鲜质量根冠比均小于对照。高温处理对番茄叶片光合作用具有抑制作用,随处理时间延长,光合速率呈下降趋势。高温胁迫下叶片的Fv/Fm呈降低趋势,处理48 h时,Fv/Fm、qP、NPQ、Y(Ⅱ)分别降低31.65%、23.57%、22.71%、14.5%。调节性能量耗散的量子产量Y(NPQ)显著增加,48 h时为对照的1.44倍。非调节性能量耗散的量子产量Y(NO)变化不大。在高温胁迫下,叶片可通过提高热耗散来保护光合机构从而减轻伤害。     

盐胁迫下外源NO对玉米叶片氮代谢产物的影响

研究了NO信号分子对盐胁迫下玉米幼苗氮代谢产物的影响。结果表明:经100 mmol/LNaCl溶液处理后,玉米幼苗叶片的可溶性蛋白质含量迅速下降,游离氨基酸和脯氨酸含量迅速上升,但随着胁迫时间的延长,变化趋势趋于缓和。在同样的盐胁迫条件下,NO供体硝普钠(SNP)诱导处理对可溶性蛋白质含量的降低有明显的抑制作用,且显著促进了游离氨基酸和脯氨酸含量的升高。表明外源NO供体可以调节玉米叶片脯氨酸、游离氨基酸和可溶性蛋白质的含量,增强玉米幼苗的耐盐性。     

外源NO对干旱胁迫下小麦幼苗抗氧化酶活性的影响

研究干旱胁迫下外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)处理对小麦幼苗叶片抗氧化酶活性的影响。结果表明,低浓度NO可显著提高干旱胁迫下小麦幼苗叶片SOD、POD和CAT活性,缓解膜脂过氧化程度,随着浓度的提高,其缓解作用逐渐降低甚至加剧膜透性增加,NO调控作用具有二元性,且NO的适宜浓度存在品种差异,洛旱6号的适宜浓度为0.1 mmol/LSNP,郑麦9023则为0.5 mmol/L SNP,即抗旱性强的适宜浓度低于抗旱性弱的小麦品种。     

循环干旱锻炼对在干旱胁迫下烟草植株光合参数及叶绿素荧光参数的影响

[目的]研究循环干旱锻炼对在干旱胁迫下烟草植株叶片光合参数及叶绿素荧光参数的响应差异,从一个侧面了解干旱锻炼提高烟草抗旱性的机制。[方法]通过对漂浮育苗的烟草幼苗进行控水—半萎蔫—复水—恢复的循环干旱锻炼及后续干旱胁迫,测定烟草光合参数及叶绿素荧光参数。[结果]循环干旱锻炼后烟草植株在随后的干旱胁迫下烟叶净光合速率(Pn)、PSⅡ最大光化学量子效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学量子效率(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(qP)比未锻炼的对照高,而非光化学淬灭系数(NPQ)下降。[结论]循环干旱锻炼提高了烟草植株光合系统对干旱胁迫的适应能力。     

Cu^2＋胁迫下一氧化氮对小白菜生长状况及叶绿素荧光参数的影响

以四季小白菜为试材,研究了Cu^2＋胁迫下一氧化氮对小白菜生长状况及叶绿素荧光参数的影响。结果表明：Cu^2＋胁迫使小白菜生长受到抑制,Fv／Fm和ФPSⅡ降低;Cu^2＋浓度为100—1000μmol／L时,300μmol／L硝普钠能缓解Cu^2＋胁迫对小白菜造成的伤害。     

外源NO供体硝普钠（SNP）对盐胁迫下黄连种子萌发及幼苗生理特性的影响

该研究通过对黄连种子萌发及幼苗生理特性的研究,寻找提高黄连种子及幼苗在盐胁迫条件下抗性能力的途径。采用100mmol·L-1的NaCl模拟盐胁迫,在外源硝普钠（SNP）处理后,对黄连种子的发芽势（Gv）、发芽率（Gr）、发芽指数（Gi）和活力指数（Vi）,以及对黄连幼苗叶片细胞质膜透性、O2-。产生速率,H2O2含量,可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸及丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性进行测定。结果显示,NaCl胁迫下的黄连种子萌发受到显著抑制,但是在经过不同浓度的SNP处理后,各萌发指标均有升高。实验结果表明,外源SNP处理显著提高了黄连种子的发芽势、发芽率、萌发指数和活力指数,明显提高了盐胁迫下黄连幼苗叶片的可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量,不同程度的提高了叶片超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）的活性,显著降低了叶片丙二醛（MDA）含量、质膜透性、O2-产生速率及H2O2的含量。综上所述,外源SNP通过提高黄连种子的萌发指数,提高渗透调节物质含量及抗氧化酶活性,降低细胞质膜氧化程度,有效地减缓NaCl胁迫对黄连种子及幼苗产生的伤害,提高了种子及幼苗的抗盐能力。     

不同干旱条件下香木莲的光合特性1）

研究了正常供水CK（土壤水分含量为最大田间持水量的80％,下同）、轻度干旱胁迫P1（65％）、中度干旱胁迫P2（35％）、重度干旱胁迫P3（15％）4种处理方式下香木莲（Manglietia aromatica）的抗旱能力,对香木莲叶片光合指标和叶绿素荧光值进行了分析。结果表明：随着干旱强度的增强,香木莲的光合作用能力不断降低, Pmax、Tr、Gs 不断下降。但Ci值在P2处理条件下达到最低,香木莲的光合能力降低,表明香木莲抗旱能力较弱;Fv／Fm、ΦPSⅡ值随着光照日变化会自我恢复到零晨水平,表明了香木莲在逆境条件下能够维持植物体内一定的光合作用,保证植物体自身的能量获取。     

水分胁迫对甘蔗叶片光合性能的影响

植物体内叶绿素荧光是探测和分析植物光合功能的一个重要手段 ,为研究 PS 及其光合电子传递提供了丰富的信息 ,是研究植物光合生理与逆境胁迫关系的理想探针〔1,2 ,4〕。人们利用荧光分析方法研究了低温、高温、水分及盐分等主要环境因子对植物光合作用的影响〔5〕,并在多种作物上尝试利用 ,然而在甘蔗上未见相关报道。本文研究了水分胁迫对蔗叶叶绿素 a荧光诱导动力学的影响 ,为甘蔗抗旱育种提供可供借鉴的技术和方法。1　材料与方法供试材料为福农 81 -74 5(F.A.81 -74 5)、粤糖 86-3 68(Y.T.86-3 68)、桂糖 89-5(G.T.89-5)、闽糖 88-…     

喷钙对干旱胁迫下葡萄光合作用及叶绿素荧光参数的影响

[目的]研究外源钙对干旱胁迫下葡萄叶片光合及荧光的影响,探讨钙在干旱胁迫下对叶片光系统的保护机制。[方法]以两年生红地球葡萄为试材,设置干旱、干旱喷钙、CK、CK喷钙4个处理,测定叶片光合及叶绿素荧光参数。[结果]喷施外源钙处理减缓了干旱胁迫下叶片叶绿素的降解,保持了较高的SPAD值;显著提高了叶片的净光合速率(Pn)等光合参数,维持了干旱胁迫下光系统Ⅱ(PSⅡ)较高的活性,光化学猝灭系数(q P)、PSⅡ的天线转换效率(Fv’/Fm’)、光系统Ⅱ最大光化学效率(Fv/Fm)、电子传递速率(ETR)均显著高于对照,初始荧光(Fo)显著小于对照。外源钙通过调节气孔开闭,保持较高的气孔导度;减缓叶绿素的降解,增加光合电子传递,维持较高的ФPSⅡ,进而有效缓解了干旱对葡萄叶片光合作用的抑制,维护了干旱胁迫下光系统Ⅱ的活性。[结论]该研究可为提高葡萄的抗旱能力提供参考。