外源过氧化氢提高燕麦耐盐性的生理机制

以燕麦品种‘定莜6号’为材料,采用水培法,研究喷施过氧化氢(H₂O₂)对盐胁迫下燕麦幼苗生长、渗透调节物质积累和活性氧代谢的影响。结果表明:1)150 mmol/L NaCl胁迫显著抑制燕麦幼苗生长,提高叶片游离氨基酸和脯氨酸水平,降低谷胱甘肽(GSH)和可溶性糖含量;喷施0.01 mmol/L H₂O₂对NaCl胁迫引起的生长抑制有明显的缓解作用,并提高了幼苗叶片可溶性蛋白质、可溶性糖和脯氨酸含量,降低了游离氨基酸含量。2)NaCl胁迫下,虽然燕麦叶片超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶和抗坏血酸过氧化物酶活性提高,但O2·-、H₂O₂和丙二醛(MDA)积累;喷施H₂O₂进一步提高了NaCl胁迫下燕麦的上述抗氧化酶活性和GSH含量,却降低了O2·-产生速率及H₂O₂和MDA含量,说明外施H₂O₂能够增强盐胁迫燕麦的抗氧化能力,减轻氧化伤害。以上结果表明,外源H₂O₂可通过调控渗透调节物质积累和活性氧代谢提高燕麦耐盐性。     

豌豆白粉菌侵染对活性氧迸发规律和紫花苜蓿叶片结构的影响

以专性寄生菌豌豆白粉菌接种紫花苜蓿,采用比色法和组织化学法对活性氧^·O2-和H₂O₂迸发的时间、强度及作用位点进行了研究;并就侵染部位的叶片制作了石蜡切片,对叶片结构进行了观察。结果表明,接种后,抗性品种庆阳苜蓿^·O2-和H₂O₂迸发均呈双峰形,^·O2-出现在接菌后4和48 h,H₂O₂出现在接菌后4和24 h,且第一次高峰强度高于第二次;而感病品种德宝苜蓿^·O2-含量未出现明显波动,H₂O₂迸发呈单峰形,仅在接菌后4 h出现一次迸发高峰。对活性氧ROS的作用位点进行研究发现,在叶片表面和内部细胞均未发现蓝色的^·O2-沉积位点;而H₂O₂产生并积累于苜蓿上、下表皮细胞的细胞膜及受侵染处叶肉细胞的细胞质。此外,首次发现病原菌侵染后,苜蓿叶片组织结构也相应发生了改变,表皮细胞下的栅栏组织由一个长柱形细胞变为了多个卵圆形细胞,以致难以区分栅栏组织和海绵组织。本研究结果说明,不同植物种与病原菌互作中,活性氧积累的时间和强度均不相同,启动防御反应的活性氧种类亦不同;苜蓿叶肉细胞结构和形态改变可能是抵御白粉菌侵染的积极反应之一。     

外源NO调控盐胁迫下蒺藜苜蓿种子萌发生理特性及抗氧化酶的研究

本试验以蒺藜苜蓿种子为材料,预先用0.1,0.3和1.0 mmol/L 硝普钠(SNP, NO 供体)浸种,通过计算相关萌发指标,测定种子萌发过程中各项生理指标及抗氧化系统酶活性,研究外源NO对2.0% NaCl胁迫下蒺藜苜蓿种子萌发生理特性及活性氧代谢的影响。结果表明,0.1 mmol/L SNP能显著缓解盐胁迫对蒺藜苜蓿种子造成的伤害,使蒺藜苜蓿种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数分别提高了333.40%,79.64%,171.93%和100.00%;种子可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量分别提高了21.1%,42.3%和123.1%,淀粉含量降低了17.7%,淀粉酶活性提高了29.7%,丙二醛(MDA)和超氧阴离子(O2-·)含量分别降低了21.8%和27.2%,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性分别增加了28.6%,43.1%,56.2%和60.3%;与0.1 mmol/L SNP处理相比,0.3 mmol/L SNP处理对盐胁迫下蒺藜苜蓿种子萌发的促进、氧化损伤的缓解和抗氧化系统酶活性的提高显著降低;1.0 mmol/L SNP处理对盐胁迫下蒺藜苜蓿种子的萌发起到抑制作用。说明低浓度的NO可通过降低种子MDA和O2-·含量,提高种子脯氨酸含量以及激活抗氧化系统酶活性,减轻盐胁迫对蒺藜苜蓿种子的伤害,促进淀粉、可溶性蛋白的水解,从而加速种子萌发。     

外源NO对镧胁迫下燕麦幼苗活性氧代谢和矿质元素含量的影响

为探讨外源NO对稀土元素镧(La)胁迫下燕麦幼苗生理响应的调节作用,采用水培方法,研究了NO供体硝普钠(SNP)对20 mmol/L La³⁺胁迫下幼苗生长、活性氧代谢和矿质元素吸收的影响。结果表明,La³⁺胁迫下燕麦幼苗根长、株高和植株干重明显下降,根系和叶片活性氧(O2·-和H₂O₂)水平及丙二醛(MDA)含量显著提高,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性降低,抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性及抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)含量提高;施加100 μmol/L SNP能显著缓解La³⁺胁迫对燕麦幼苗生长的抑制作用,降低La³⁺胁迫下燕麦幼苗根系和叶片O2·-、H₂O₂、MDA、AsA和GSH含量,提高SOD、CAT、POD和APX活性。La³⁺胁迫提高了燕麦幼苗根系和叶片La和铜(Cu)的富集量,抑制了钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、铁(Fe)、锌(Zn)、锰(Mn)的吸收;施加100 μmol/L SNP可显著抑制燕麦从根系向叶片La的转运,缓解La³⁺胁迫对K、Ca、Mg、Fe吸收的抑制及对Cu吸收的促进效应,使根系中Zn、Mn含量下降,叶片Zn、Mn含量增加。由此表明,外源NO能够通过提高抗氧化酶活性及影响La的转运和矿质元素吸收,缓解La³⁺胁迫对燕麦幼苗的氧化伤害和生长抑制。     

外源一氧化氮提高裸燕麦幼苗的耐碱性

采用营养液砂培方法,研究外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)对NaHCO₃胁迫下裸燕麦幼苗生长、活性氧代谢和渗透溶质积累的影响。结果表明,1~200 μmol/L SNP能够缓解75 mmol/L NaHCO₃胁迫对裸燕麦幼苗生长的抑制作用,25 μmol/L SNP的缓解作用最明显,可降低裸燕麦叶片O2·-、H₂O₂、丙二醛和有机酸含量,增强幼苗叶片超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶、抗坏血酸过氧化物酶和质膜H⁺-ATPase活性,提高叶片谷胱甘肽、可溶性糖、可溶性蛋白质、游离氨基酸、脯氨酸含量和K⁺/Na⁺,但对抗坏血酸含量影响不大。分析表明,外源NO可能通过激活抗氧化系统活性、促进渗透溶质积累和改善Na⁺、K⁺平衡缓解碱胁迫对幼苗的伤害和生长抑制,从而提高裸燕麦的耐碱性。     

青藏高原高寒湿地温室气体释放对水位变化的响应

为了探究水位变化对青藏高原高寒湿地温室气体释放的影响,以高原东部若尔盖典型高寒湿地为研究对象,采用“中型实验生态系”的技术手段,研究了两种不同水位情形 [稳定水位(SW,0 cm)和波动水位(DW,从0 cm下降到45 cm,再复原到0 cm)] 对高寒湿地二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH₄)和氧化亚氮(N₂O)三种温室气体释放的影响。结果表明,1)高寒湿地水位变化对土壤(0~10 cm)可溶性有机碳(DOC)没有显著影响;水位从0 cm下降到45 cm,再复原到0 cm,对铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)的转化起到了促进作用;2)水位变化对高寒湿地CO₂释放影响不显著,SW和DW处理下CO₂累积释放量分别为235.2和209.7 g/m²;3)水位变化对CH₄释放有显著影响,CH₄累积释放量从SW处理的1.79 g/m²下降到DW处理的0.86 g/m²,下降了52.18%;4)水位波动处理抑制了N₂O的释放,其在SW和DW条件下的累积释放量分别是6.72和-7.36 mg/m²;5)高寒湿地土壤温度在10 ℃以上,CO₂和CH₄释放量与其呈显著正相关性,水位下降提高了CO₂和CH₄释放与温度的拟合度。     

外源SA对盐胁迫下颠茄生理生化、氮代谢及次生代谢的影响

采用无土栽培的方式,研究0.75 mmol/L 水杨酸(SA)对100 mmol/L NaCl胁迫下颠茄幼苗生理生化、氮代谢与次生代谢的影响。结果表明,外源SA处理后:颠茄叶片叶绿素含量增多,最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ的潜在活性(F_v/F_o)、PSⅡ激发能捕获效率(F_v'/F_m')、表观光合电子传递速率(ETR)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)显著升高,初始荧光(F_o)、非光化学猝灭系数(qN)明显降低;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性明显增强,丙二醛(MDA)含量明显降低;可溶性蛋白含量显著升高,脯氨酸和可溶性糖含量降低;NO3-含量增加,NH4+含量减少,谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)活性提高,谷氨酸脱氢酶(GDH)活性降低;次生代谢产物莨菪碱和东莨菪碱含量显著提升。说明0.75 mmol/L外源SA能显著改善100 mmol/L NaCl胁迫下颠茄幼苗的光合性能,调节有机渗透物质含量,提高抗氧化酶活性,减小膜脂过氧化程度,以缓解盐胁迫造成的伤害。并使氮代谢相关酶活性恢复或增强,为生物碱的合成提供更多的前体物质和能量,从而直接或间接地促进了次生代谢产物的合成与积累。     

紫花苜蓿种子萌发对钴胁迫的生理生化响应

以“甘农3号”紫花苜蓿为试验材料,研究不同浓度Co²⁺(0,0.25,0.50,1.00,2.50,5.00 mmol/L CoCl₂)胁迫对紫花苜蓿种子萌发及幼苗生理生化特性的影响。结果表明:Co胁迫对紫花苜蓿种子的萌发及幼苗的生长有明显的抑制作用,随着Co胁迫浓度的增大,种子发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数及幼苗的胚芽长、胚根长、根系活力和干重均显著降低,而且Co胁迫对发芽势的抑制作用大于发芽率,对胚根生长的抑制作用大于胚芽;低浓度Co胁迫(0.25和0.50 mmol/L)下,苜蓿幼苗叶片中可溶性蛋白、可溶性糖含量和蛋白水解酶、超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、愈创木酚过氧化物酶(GPX)、过氧化氢酶(CAT)活性与CK均无显著差异,而游离脯氨酸含量显著升高;随着Co胁迫浓度的升高,可溶性蛋白、可溶性糖、游离脯氨酸含量及蛋白水解酶、SOD、APX、GPX、CAT活性均显著下降,超氧阴离子自由基(O2·-)产生速率、羟自由基(OH^·)浓度、H₂O₂及丙二醛(MDA)含量均显著增加。说明高浓度Co胁迫使得苜蓿幼苗抗氧化系统活性下降,活性氧清除能力降低,膜脂过氧化程度加剧,从而抑制了紫花苜蓿种子的萌发及幼苗的生长。     

不同退化程度对高寒草甸土壤无机氮及脲酶活性的影响

以东祁连山围封草地(FG)、轻度退化草地(LD)、中度退化草地(MD)、重度退化草地(HD)4种类型高寒草甸为研究对象,分别在春季、夏季和冬季采集各类型高寒草地0~10 cm、10~20 cm和20~30 cm土层的土壤样品,研究了土壤的无机氮总量、铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)含量及土壤脲酶活性,以明确不同退化程度对高寒草甸土壤无机氮和脲酶活性特征及其季节动态的影响。结果表明,草地退化对表层土壤的无机氮总量影响较大,春季和夏季3种不同退化程度高寒草地土壤无机氮总量均显著升高,春季LD、MD和HD分别比FG升高了39.9%、28.9%和68.4%,夏季分别升高了19.1%、28.7%和33.6%,但冬季却显著降低,LD、MD和HD分别比FG降低了20.4%、27.2%和47.4%。土壤无机氮形态的研究结果表明草地退化对土壤无机氮形态的效应存在季节差异,草地退化导致春季表层土壤铵态氮含量升高,而对硝态氮含量影响不大,从而导致土壤无机氮总量升高,而夏季情况正好相反,草地退化对夏季表层土壤的铵态氮含量影响不大,而硝态氮含量升高,同样导致土壤无机氮总量升高。草地退化对脲酶活性的影响同样存在季节差异,相比FG,春季LD 和MD的表层土壤脲酶活性显著提高, HD下降,而夏季和冬季随着退化程度的加剧,脲酶活性均表现出逐渐升高的趋势,表明轻度和中度退化加快了春季高寒草甸土壤氮素的转化,增加了土壤无机氮的供应能力。     

外源甜菜碱对低温胁迫下结缕草生理特性的影响

甜菜碱作为一种重要的渗透调节物质,与低温胁迫下植物的抗逆性有着密切的联系。为了探讨不同浓度外源甜菜碱对低温胁迫下结缕草相关生理指标的影响,本实验以结缕草‘青岛’品种为实验材料,分别采用0,50,100和150 mmol/L 的甜菜碱进行叶面喷施,在8/2℃(白天/夜间)的培养箱中连续处理28 d,以正常管理(28/24℃)作为对照。结果表明:外源甜菜碱能够有效缓解低温胁迫下结缕草坪观质量和叶绿素含量的下降,减少电解质渗透率和丙二醛含量的升高,显著提高SOD、POD、CAT和APX的活性,从而降低H₂O₂和O2·-的累积,同时,外源甜菜碱还可以提高低温胁迫下结缕草可溶性蛋白和脯氨酸的含量,增强渗透调节能力,进而增强结缕草对低温胁迫的抵抗性。其中,外施100 mmol/L甜菜碱对提高结缕草的耐低温能力的效果最为显著。     

光强对马兰形态、生理及黄酮类化合物含量的影响

以马兰为实验材料,通过梯度遮光处理,研究不同光照强度(100%,62.29%和35.17%透光率)下不同处理时间对马兰形态、生理指标和黄酮类化合物的影响。结果显示,1)随着处理时间的延长,马兰节间长均呈增长趋势,但遮光抑制马兰的节间长度,尤其在透光率为62.29%时抑制更显著;在透光率为35.17%时能增强马兰的分枝能力,透光率为62.29%时作用不明显;遮光处理抑制了马兰的直立生长,在透光率为62.29%时对马兰株高产生显著抑制;在透光率为35.17%时更有利于马兰叶的长度、宽度和叶锯齿个数的增加,透光率为62.29%时作用不显著。2)透光率为35.17%时显著抑制叶片叶绿素a、b和叶绿素的总含量;随着处理时间的延长,O2-·含量呈先降后升再降的趋势,SOD活性和MDA含量呈先降后升的趋势,POD活性呈先升后降的趋势;随着光照强度的减弱,POD活性和MDA含量呈下降趋势,SOD活性呈先下降后升高趋势;在透光率为35.17%时CAT活性显著低于对照,抑制作用显著。3)随着光照强度的降低,黄酮含量在叶中呈下降趋势,根中呈上升趋势,透光率为62.29%时茎中含量最高,自然光照次之,透光率为35.17%时最低。     

外源亚精胺调控草地早熟禾幼苗耐盐性的研究

盐胁迫严重危害草坪草的正常生长并且限制其大面积建植,尤其是对耐盐性相对较差的草地早熟禾。本试验以耐盐性不同的2个草地早熟禾品种‘兰肯(Kenblue)’和‘午夜(Midnight)’作为试验材料,采用MS培养基作为培养基质,以200 mmol/L的 NaCl为胁迫条件,施用浓度为1 mmol/L的外源亚精胺(Spd),研究了盐胁迫下外源亚精胺对草地早熟禾幼苗生长及其相关生理指标的影响。结果表明,外源Spd处理能够缓解盐胁迫对草地早熟禾根系和幼苗生长的抑制,提高APX、CAT、POD和SOD的活性以及脯氨酸的含量,减少体内活性氧H₂O₂和O2-·的积聚,降低MDA的含量和细胞膜透性,同时,外源Spd处理还可以加强离子营养平衡能力,降低细胞内Na⁺的含量,增加K⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的含量,进而促进细胞内离子的区域化分布,稳定细胞膜结构。因此,从实验结果可以推断外源Spd处理可以提高草地早熟禾幼苗的耐盐性,这为降低盐胁迫对草坪草的伤害以及扩大建植草坪草提供了有利的理论基础。     

酸胁迫对夏枯草叶绿素荧光特性和根系抗氧化酶活性的影响

为了阐明夏枯草幼苗对酸性环境的耐受性,采用不同pH值(pH=4.5、4.0、3.5、3.0)的Hoagland营养液模拟酸胁迫环境,研究酸胁迫对夏枯草幼苗叶绿素荧光特性及根系抗氧化酶活性的影响。结果表明,随着pH值下降,代表供体与受体侧参数的K点相对可变荧光(W_K)、J点相对可变荧光(V_J)和电子受体QA-被还原的最大速率(dV/dt_o)逐渐升高,光系统Ⅱ(PSⅡ)电子传递的量子效率(φE_o)降低;表示单位反应中心吸收(ABS/RC)、捕获(TR_o/RC)、热耗散(DI_o/RC)的能量逐渐增加;用于电子传递的能量(ET_o/RC)逐渐下降;表示PSⅡ的最大光化学效率(F_v/F_m)、吸收光能为基础的光合性能指数(PI_abs)、表征光系统Ⅰ(PSⅠ)的最大氧化还原活性(ΔI/I_o)及PSⅡ与PSⅠ协调性(Φ_PSⅠ/PSⅡ)随酸胁迫程度增加逐渐下降。夏枯草根系超氧化物歧化酶(SOD)与过氧化物酶(POD)活性呈下降趋势,而根系抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性先升高后降低;夏枯草叶片可溶性糖、脯氨酸含量逐渐上升。酸胁迫下,夏枯草PSⅡ反应中心受损,电子传递受阻,光系统性能及PSⅡ与PSⅠ的协调性降低,根系SOD与POD活性受到抑制,在pH 3.0处理下表现较为明显。夏枯草通过提高单位反应中心的热耗散能力来减少过剩光能对叶片光合机构的破坏,通过提高根系APX抗氧化酶及叶片渗透调节物质含量来减少酸胁迫带来的伤害。     

单步硝化作用与全程氨氧化微生物研究进展

单步硝化作用,即由一种微生物(全程氨氧化微生物)单独完成将NH₃氧化为NO3-的整个硝化过程,于2015年底被发现。该发现终结了传承百年的两步硝化作用的经典理论,并引发了众多关于全球氮素循环的重要科学问题。就单步硝化作用及全程氨氧化微生物发现后两年来的研究进展进行概述。目前已确定的全程氨氧化微生物均属于硝化螺菌门谱系Ⅱ(Nitrospira spp. Linage Ⅱ),包括两个分支A和B(Clade A和Clade B);广泛分布于农业土壤、森林土壤、稻田水域、淡水等自然环境中。全程氨氧化细菌(Nitrospira inopinata)比大多数可培养的氨氧化细菌(AOB)以及氨氧化古菌(AOA)物种对氨具有更高的亲和力,能够更好地适应极低氨浓度环境。此外,全程氨氧化微生物具有不同的碳氮代谢途径,可能具有和其他氨氧化微生物不同的生态位点。单步硝化作用的相对贡献与全程氨氧化微生物的生态位分化是今后的重要研究方向。     

甜高粱、高丹草和拉巴豆对难溶性磷的活化与吸收

磷肥施入土壤后易被土壤吸附固定,其生物有效性降低,通过作物种植制度提高磷肥的生物有效性极其重要。为探索不同牧草对难溶性磷的活化吸收能力,试验以甜高粱、高丹草和拉巴豆为材料,采用营养液栽培的方式,研究了不同水平的水溶性磷(SP、1/4SP、1/8SP)和难溶性磷(IP)对供试牧草生长的影响,以及牧草的吸磷解磷特征。结果表明,牧草对低磷和难溶性磷的响应因牧草种类和磷素水平而异。在低磷(1/4SP、1/8SP和IP)胁迫下,牧草生长受到抑制,根长、茎长和生物量的降幅依次为2.25%~55.92%、3.10%~63.35%和4.06%~57.72%,牧草的养分含量与养分积累量显著低于正常供磷处理(SP)。相反,低磷处理的牧草根冠比和有机酸分泌总量显著提高,与SP相比,IP、1/4SP和1/8SP的总有机酸分泌量分别增加了162.86%~337.14%、84.44%~428.89%和354.55%~1027.27%;甜高粱和高丹草在IP处理溶液中的H₂PO4-浓度显著高于对应的1/4SP和1/8SP处理,而拉巴豆在这3个处理中无显著差异,表明牧草根系通过分泌有机酸溶解难溶性磷,使之变为可供作物吸收利用的有效磷,且3种牧草难溶性磷的活化指数存在显著差异,溶磷能力表现为:甜高粱>高丹草>拉巴豆。因此,在种植制度中,安排能高效活化利用难溶性磷的牧草绿肥,能起到减施磷肥,增加效益的作用。     

狼毒斑块对狼毒型退化草地植被和土壤理化性质影响的研究

草地植物群落的物种组成变化影响草地土壤养分数量和分布格局,而土壤理化性质改变会加速原生植物被更适生于此土壤条件下的植物所代替。狼毒在退化草地中斑块状集群分布的格局可能会影响草地植物的群落结构和土壤养分循环过程。以退化草地中未防除狼毒和防除狼毒的狼毒斑块为研究对象,分析斑块内和斑块间草地植物群落的特征和土壤养分含量变化规律。结果表明: 1)未防除狼毒和防除狼毒斑块间的地上生物量、丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数显著低于未防除狼毒斑块内,而防除狼毒斑块内和斑块间的地上生物量和群落多样性指数差异不显著; 2)未防除狼毒斑块内土壤含水量、有机质含量、全氮含量、速效磷含量、铵态氮含量显著高于斑块间;同时,未防除狼毒斑块内土壤含水量、有机质含量、全氮含量显著高于防除狼毒斑块内,而防除狼毒斑块内土壤速效钾含量显著高于未防除狼毒斑块内。由此可见,狼毒斑块内土壤养分和水分含量比斑块间高,表现出明显的“肥岛”效应。针对狼毒型退化草地治理应严格控制草地载畜量并辅以防除狼毒、围封、施肥等草地改良措施,实现狼毒型退化草地的可持续利用。     

High-resolution leaf area index inversion based on the Kernel Ridge Regression algorithm and PROSAIL model北大核心CSCD

Accurate estimation of leaf area index（LAI）plays an important role in ecological，environmental and climate change research. Large-scale LAI estimates can be obtained from satellite remote sensing technology，but they rely on a large amount of ground-measured data with and they have low spatial resolution，which often does not meet the needs of high-precision and large-scale research. In this study，using surface reflectance data with a spatial resolution of 30 m，we tested an inversion method combining the Kernel Ridge Regression（KRR）algorithm and the PROSAIL physical model to invert LAI without a large number of ground measured data. First，the sensitivity analysis was performed on the input parameters of the PROSAIL model to determine the input parameters and generate the simulated data sets. Then，the KRR model inversion between the simulated reflectance and LAI was established. For comparison，we linked two other models，the Multilayer Perceptron（MLP）algorithm and the Random Forest Regression（RFR）algorithm，with the PROSAIL model，to perform high spatial resolution LAI inversion. Finally，we used ground measured data to compare the outputs and performance of the three inversion models. We found that the LAI inversion accuracy of the KRR-PROSAIL model was the highest with an R2 of 0. 8089 and root-mean-square error（RMSE）of 0. 2492. The inversion accuracies of the PROSAIL model linked with MLP and RFR were inferior with R2 values of 0. 7726 and 0. 7118，respectively and RMSE values of 0. 2781 and 0. 2432，respectively. Based on this study we recommend the combination of the Kernel Ridge Regression algorithm and PROSAIL models to invert satellite data to LAI for improved accuracy and high spatial resolution of the inverted LAI data. This methodology provides a method for rapid and accurate inversion of regional high-precision LAI information. © 2022 Editorial Office of Acta Prataculturae Sinica. All rights reserved.     

遮荫处理对葛根光合及抗氧化特性的影响

设置3个光照强度,研究葛根在引种栽培中对光环境变化的响应和适应性。结果显示,叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量和光合色素总量随遮荫程度的增加呈上升趋势,但叶绿素a/b变化则相反;葛根净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)随遮荫程度的增加呈下降趋势,而胞间CO₂浓度(C_i)则随之上升;葛根叶绿素荧光参数初始荧光(F₀)、最大荧光(F_m)、可变荧光(F_v)、光合效率潜能(F_v/F₀)、最大光化学效率(F_v/F_m)和PSⅡ实际光化学效率(Φ_PSⅡ)均随遮荫程度的增加而升高。随遮荫程度的增加,葛根叶片可溶性糖、可溶性蛋白和游离氨基酸含量降低,而丙二醛含量和电导率上升;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)等抗氧化酶活性随遮荫程度的增加呈下降趋势。综合可见,严重遮荫在一定程度上对葛根生长造成胁迫,引种栽培中要防止光照强度过低对葛根的不利影响。     

葎草幼苗光合生理特性对铬胁迫的响应

以葎草幼苗为对象,采用盆栽法研究不同铬浓度(Cr³⁺)(分别为0,50,200,300,500 mmol/L)下葎草幼苗叶片光合生理特性的变化。结果表明,1)在低浓度(50 mmol/L)Cr³⁺胁迫下,植株的净光合速率(P_n)、瞬时水分利用率(WUE_i)显著高于对照,而气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、气孔限制值(L_s)、胞间CO₂浓度(C_i)及叶绿素含量与对照无显著差异。2)在中浓度(200~300 mmol/L)Cr³⁺胁迫下,各光合参数及叶绿素含量呈下降趋势,且光下最小荧光(F_o')、光下最大荧光(F_m')、初始荧光(F_o)、最大荧光(F_m)、可变荧光(F_v)、PSⅡ的潜在活性(F_v/F_o)、最大光化学量子产量(F_v/F_m)和光化学淬灭(qP)逐渐减小,但L_s和WUE_i随胁迫浓度的加重呈先升后降的趋势,C_i呈先降后升的变化,而E_TR和丙二醛(MDA)含量则呈上升趋势,此时非光化学淬灭(qN)的变化没有规律。3)在高浓度(500 mmol/L)Cr³⁺胁迫下,P_n、T_r、L_s、WUE_i、MDA含量、叶绿素含量及qN均下降,C_i上升,且F_o'、 F_m'、F_o、F_m、 F_v、 F_v/F_o、F_v/F_m和qP也显著增加。因此,低浓度Cr³⁺在一定程度上促进葎草幼苗生长,但随着Cr³⁺浓度增加,植株的气体交换参数、MDA含量、叶绿素含量及叶绿素荧光参数等光合生理特性具有显著不利影响,尤其是在高浓度Cr³⁺胁迫下,植株的生长受到严重抑制。