低温胁迫对不同种源蒙古莸叶绿素荧光特性的影响

以4个种源(BLG、XS、LJD、JB)的蒙古莸种子培育出的实生苗为试材,对其进行不同温度的处理(3、7、11、15℃),探究不同低温胁迫条件下各种源蒙古莸在不同光强度下叶绿素荧光参数变化规律,旨在阐明其对光照环境条件变化的适应。结果表明:低温胁迫导致其PSⅡ反应中心功能下降,更易失活,对光合器官造成伤害;蒙古莸主要通过降低电子传递速率(ETR)并降低实际光化学效率(Yield)的方式降低光能捕捉效率,减少过剩光能的积累,并以此减弱光抑制带来的伤害;低温胁迫后对光破坏防御能力最差的是LJD种源。     

黄绿叶突变体冀麦5265yg的光合生理特性分析

【目的】叶色突变体是研究叶绿素合成、叶绿体发育和光合作用的理想材料,探索小麦黄绿叶突变体的光合生理特性,旨在阐明其光合作用调控机理,为小麦黄绿叶突变体的进一步利用奠定基础。【方法】以野生型冀麦5265和突变体冀麦5265yg为试验材料,对叶色表型进行观察,采用分光光度计和试剂盒法测定色素含量和酶活性,并利用Li-6400便携式光合仪和PAM100叶绿素荧光仪进行光合气体交换参数和叶绿素荧光参数测定。【结果】表型观察和色素含量结果表明,突变体苗期叶片表现为黄绿色,抽穗后叶片逐渐转变为淡绿色。遮阴处理可以使叶片颜色部分复绿,但比野生型略浅,属于光诱导转绿型突变体。突变体叶绿素a和叶绿素b含量显著低于野生型,叶绿素a/b的比值升高,为典型的叶绿素缺乏型突变体;光响应曲线和CO₂响应曲线显示,突变体的表观量子效率（AQY）、光饱和点（LSP）、最大净光合速率（P_n-max）、光补偿点（LCP）、暗呼吸速率（Rd）、羧化效率（CE）和饱和CO₂浓度（I_-sat）显著高于野生型,说明突变体叶片的光合机构稳定,强光下光合速率更高;光合气体交换参数和叶绿素荧光动力学参数表明,突变体的净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）、光化学量子效率（F_v/F_m）、实际光化学效率（ΦPSII）和光化学淬灭系数（qP）显著高于野生型,说明其具有较强的光能转化和CO₂固定能力;突变体的超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性均高于野生型,丙二醛（MDA）含量下降,可溶性糖和可溶性蛋白含量升高,说明抗氧化酶系统通过清除氧自由基降低了氧化损伤,突变体叶片细胞膜损害减轻,抗逆性增强;突变体的核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）活性显著低于野生型,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）活性显著高于野生型,推测C₄ 途径光合酶PEPC活性的升高可能是突变体具有较高净光合速率的原因之一。花后遮阴以及外源喷施抗坏血酸AsA和二硫苏糖醇DTT处理表明,突变体对光强变化更敏感、叶片内AsA含量及叶黄素循环效率更高。【结论】黄绿叶突变体冀麦5265yg叶片气孔导度明显改善、热耗散降低、C₄途径光合酶活性升高,是其光合速率提高的主要原因。该结果为小麦叶色突变体高光合特性的分子调控机制研究奠定基础。     

Improvement in winter wheat productivity through regulating PSII photochemistry,photosynthesis and chlorophyll fluorescence under deficit irrigation conditions

Deficit irrigation is critical to global food production, particularly in arid and semi-arid regions with low precipitation. Given water shortage has threatened agricultural sustainability under the dry-land farming system in China, there is an urgent need to develop effective water-saving technologies. We carried out a field study under two cultivation techniques: (1) the ridge and furrow cultivation model (R); and (2) the conventional flat farming model (F), and three simulated precipitation levels (1, 275 mm; 2, 200 mm; 3, 125 mm) with two deficit irrigation levels (150 and 75 mm). We demonstrated that under the ridge furrow (R) model, rainfall harvesting planting under 150 mm deficit irrigation combined with 200 mm simulated precipitation can considerably increase net photosynthesis rate (P_n), quantum yield of PSII (ΦPSII), electron transport rate (ETR), performance index of photosynthetic PSII (F_v/F_m′), and transformation energy potential of PSII (F_v/F_o). In addition, during the jointing, anthesis and grain-filling stages, the grain and biomass yield in the R model are 18.9 and 11.1% higher than those in the flat cultivation model, respectively, primarily due to improved soil water contents. The winter wheat fluorescence parameters were significantly positively associated with the photosynthesis, biomass and wheat production. The result suggests that the R cultivation model with irrigation of 150 mm and simulated precipitation of 200 mm is an effective planting method for enhancing P_n, biomass, wheat production, and chlorophyll fluorescence parameters in dry-land farming areas.     

盐胁迫对小麦苗期荧光特性的影响及综合评价

为探究4份小麦苗期耐盐能力,筛选优异的高抗性种质资源,采用水培法,设置NaCl处理浓度为0、100、200 mmol/L,研究不同盐浓度对小麦幼苗生长发育、光合特性、叶绿素荧光特性、丙二醛含量和脯氨酸含量的影响,并通过主成分分析法和隶属函数法对4份小麦幼苗进行耐盐性综合评价。结果表明,随着盐浓度增加,各小麦品种叶鲜重、根鲜重、总根长、总根表面积、总根体积、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、光系统II最大光化学效率(Fv/Fm)、光系统II实际光化学效率(ΦPSII)和光化学猝灭(qP)与对照相比均有不同程度的下降,根平均直径、胞间CO₂浓度(Ci)、丙二醛含量(MDA)、非光化学猝灭(NPQ)和脯氨酸含量均有不同程度的上升。4份小麦盐胁迫下耐盐性由强到弱为‘冀麦32’>‘德抗961’>‘泰农18’>‘师栾02-1’。根据耐盐综合评价值筛选出‘冀麦32’和‘德抗961’具有较高的耐盐能力。     

氮磷钾配比对西红花光合作用及叶绿素荧光的影响

【目的】研究西红花光系统PSⅡ对不同氮磷钾配比的响应和适应机制。【方法】以20~25 g/球的西红花为试验材料,施用氮（N）磷（P）钾（K）配比分别为30-10-10（T1）、20-20-15（T2）和10-30-20（T3）3种水溶肥,分别测定不同处理西红花叶片长度、叶绿素含量、净光合速率（P_n）、胞间二氧化碳浓度（Ci）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率(Tr)和叶绿素荧光诱导动力学参数,分析不同氮磷钾配比对西红花光合作用及叶绿素荧光的影响。【结果】T1和T2处理可以促进西红花叶片生长和叶绿素积累,缓解叶片衰老变黄,整体效果显著优于T3处理。与T1、T2处理相比,T3处理西红花叶片光合结构受损,导致P_n、Gs、Tr降低,Ci增加,显著抑制了PSⅡ性能指数（PI_abs）,降低了叶片PSⅡ活性反应中心单位面积吸收的光能（ABS/CS_m）、单位面积电子传递的能量通量（ET_o/CS_m）和单位面积捕获的用于还原Q_A的能量（TR_o/CS_m）,增加了单位面积耗散能量（DI_o/CS_m）,引起原初光化学反应最大量子产率（φ_Po）、电子传递的量子效率（φ_Eo）、PSⅠ受体侧末端电子受体还原的量子效率（φ_Ro）降低,导致PSⅡ反应中心实际光能捕获效率降低,叶片生长势减弱且提前衰老变黄。【结论】高氮型水溶肥（N-P-K为30-10-10）有利于促进西红花高效生长,提高西红花光合作用和光能捕获效率。     

秸秆和Eh对稻田土壤溶解性有机质组成及金属释放的影响

为探究秸秆添加对氧化还原条件变化下稻田土壤重金属释放的影响,本文选取典型重金属污染稻田土壤,通过微宇宙试验结合三维荧光光谱等手段,分析了土壤溶液化学性质、溶解性有机质（DOM）、金属释放之间的动态关系。结果表明：添加秸秆增加了厌氧期Fe、Mn、As、Cd等金属的释放,同时影响了DOM组成。土壤DOM中类蛋白（C3）含量在培养期总体降低（P<0.05）;类腐殖质含量呈现厌氧期上升、好氧期下降的趋势。结构方程模型（SEM）分析显示,Eh的变化与Mn和As的溶出显著负相关（路径系数分别为-0.662和-0.528,P<0.01）,同时,Eh还通过影响土壤类腐植酸C2（路径系数-0.816,P<0.01）控制As的释放（路径系数0.244,P<0.05）。因此,稻田土壤干湿交替造成的Eh变化和秸秆还田措施不仅可直接影响重金属的溶出,也可通过DOM含量和组成进一步控制其释放。     

核桃实生幼苗光合特性对高磷胁迫的响应

【目的】研究高磷胁迫下核桃砧木苗的光合生理及物质积累特性,为核桃直播建园砧木苗磷肥施用管理提供参考。【方法】 以新新2核桃幼苗为材料,比较其在高磷梯度下生物量、光合特性、荧光特性、光合产物及叶片营养元素的影响。【结果】 核桃实生幼苗的生物量整体随着施磷量的增加呈下降趋势,净光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度、蒸腾速率、初始荧光、最大荧光、最大光化学量子效率及光合色素含量均呈先上升后下降的趋势,在P₂处理下达到峰值。核桃幼苗合成的可溶性糖和可溶性蛋白随磷梯度的增大呈上升趋势,酸性磷酸酶活性呈下降趋势。核桃砧木苗叶片中硫、钾、钼、锌、硼和铁元素随着供磷水平的升高呈先扬后抑趋势,于P₂处理下达峰值,磷、镁、钙、铜和锰元素随着磷水平的增大而增加,于P₄处理下达到最大值,磷过量不利于核桃幼苗对上述元素的吸收。【结论】 高磷胁迫显著抑制了核桃幼苗的生长及光合作用,打破了实生核桃幼苗各养分含量之间的平衡。磷水平过高或过低都不利于核桃实生幼苗的生长和发育。     

水肥胁迫对不同尾叶桉无性系叶绿素荧光特性的影响

【目的】了解水分和养分胁迫对尾叶桉无性系叶绿素荧光特性的影响。【方法】以19个尾叶桉无性系为材料,采用2因素(水分、养分)3水平完全随机区组设计,对水肥胁迫6个月后尾叶桉苗木生长、叶形和叶绿素荧光特性进行研究。【结果】19个尾叶桉无性系间叶绿素荧光参数F_o、F_m、Φ_(PSⅡ)、qP、NPQ、ETR和F_v/F_m均有显著差异,说明不同无性系在不同水分和养分处理下具有不同的光能吸收和利用能力。在不同水肥胁迫处理6个月后,尾叶桉无性系苗木的树高、地径、冠幅分别与F_m、F_v/F_m、Φ_(PSⅡ)、ETR呈显著正相关,叶周长、叶面积与F_o呈显著负相关,同种类型性状间的相关系数较大(最高0.99),而不同类型间的相关性虽达到显著水平但相关值较小(最高为0.21)。26个性状可以综合为4个主成分,前4个主成分累计贡献率达93%,表明这些性状具有较强的代表性;根据最短距离和欧式距离聚类法将19个尾叶桉无性系划分为4组。【结论】尾叶桉无性系5(LDUA10)和10(LDUA24)生长表现好且具有较强的光化学特性,可作为优良无性系在生产上推广应用。     

‘苯磺隆’对不同谷子品种叶片光合特性的影响

为探明除草剂‘苯磺隆’对不同谷子品种叶片光合特性的影响,以9个谷子品种为供试材料,10%‘苯磺隆’可湿性粉剂为供试药剂,分别设置112.5(T₁),225.0(T₂,推荐用量)和450.0 g/hm²(T₃)3个用量,以等量清水作为对照(CK),处理21 d后,测定谷子倒2叶的光合荧光参数。结果表明:1)T₁处理未对供试谷子品种的光合系统造成显著影响。2)T₂处理下,‘张杂谷10号’、‘张杂谷13号’、‘黄金谷’和‘龙谷39号’的净光合速率(P_n)与CK相比差异不显著;‘锦谷5号’、‘晋谷21号’、‘中谷9号’、‘豫谷18号’和‘冀谷35号’的P_n分别降低50.64%、60.91%、43.74%、49.62%和54.82%。3)T₃处理下,‘张杂谷13号’和‘龙谷39号’的光合荧光参数与CK无显著差异。‘豫谷18号’和‘晋谷21号’的非调节性能量耗散的量子产量Y(NO)分别高出CK 129.17%和60.87%。‘锦谷5号’、‘黄金谷’和‘张杂谷10号’的调节性能量耗散的量子产量(Y(NPQ))分别升高13.73%、10.00%和12.28%。‘晋谷21号’和‘中谷9号’的非光化学反应耗散的份额(E_x)分别高出CK 48.39%和113.33%。而PSII实际光合效率(Y(II))、绝对电子传递速率(ETR(II))、光化学淬灭系数(qP)、吸收光能用于光化学反应的份额(P)和P_n显著低于CK。‘冀谷35号’和‘龙谷39号’的PSI由于供体限制引起的非光化学能量耗散的量子产量(Y(ND))均高出CK 300.00%,‘晋谷21号’的PSI的实际光合效率(Y(I))和PSI的相对电子传递速率(ETR(I))分别比CK降低45.95%和45.26%,‘黄金谷’的Y(I)和ETR(I)分别比CK降低43.59%和43.13%。4)综上所述,T₁处理对所有供试品种的光合系统影响较小。T₂处理,所有供试品种均可通过热耗散消耗多余的激发能。T₃处理,‘张杂谷13号’和‘龙谷39号’的光合系统基本正常;‘晋谷21号’和‘豫谷18号’的光合系统受损伤较严重;其余品种虽然受损伤相对较轻,但叶片的光合色素含量降低,电子传递受阻,能量分配失衡,影响谷子叶片的光合速率。     

颗粒荧光技术可快速判别致密砂岩油层

颗粒荧光技术可快速探测储层颗粒中油包裹体和颗粒表面吸附烃, 能较好地反映储层中油气包裹体丰度及油气性质,可以很好地确认现今油藏和古油藏,有效判别油层、水层、油水过渡带以及古油水界面。用颗粒荧光分析技术,分析了依合2A井志留系柯坪塔格组近20块样品,发现该方法可以较好地识别柯坪塔格组致密砂岩储层中的油层、油水过渡带和水层,为致密砂岩储层油水层判别提供了一种新方法;利用该技术还在志留系柯坪塔格组上段底砂岩中识别出一套含油层,表明该技术具有较好的推广和应用价值。