不同光环境下兴安胡枝子叶片光合和叶绿素荧光参数的光响应特点

为了解兴安胡枝子(Lespedeza daurica)对不同森林光环境的适应性,分别测定了林下和林缘兴安胡枝子叶片的光合气体交换参数和叶绿素荧光参数的光响应曲线。结果表明,在低光强下,林下兴安胡枝子叶片的净光合速率(Pn)和表观量子效率(AQY)明显高于林缘,即林下兴安胡枝子叶片对弱光的捕获和利用能力明显高于林缘,但林下兴安胡枝子在相对较强光强下的光合能力明显低于林缘,表现为较低的光饱和点(LSP)和净光合速率(Pmax),随着光强的增加而减少,林下兴安胡枝子叶片的气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)增加幅度也明显低于林缘,但林下兴安胡枝子具有相对较高的水分利用效率。低光强下,林下和林缘兴安胡枝子叶片的实际光化学效率(ФPSⅡ)和电子传递速率(ETR)均无明显差异,但当光强超过400μmol·m~(-2)·s~(-1)后,林缘兴安胡枝子叶片的ФPSⅡ和ETR均明显高于林下,但是林下兴安胡枝子叶片的热耗散能力明显高于林缘。兴安胡枝子叶片的光合特性对不同光环境具有较强的适应能力。     

模拟酸雨对桑树叶片生长及其光系统Ⅱ活性的影响

为探明酸雨对桑树(Morus alba)幼苗生长和叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)的影响,本研究利用H2SO4和HNO3的混合液(体积比为1∶3)模拟酸雨沉降,连续处理一年龄桑树幼苗28d。结果表明,pH 3.5模拟酸雨处理桑树幼苗,叶片出现明显的褪绿和黄斑,叶面积显著低于对照(CK)(P0.05),叶片栅栏组织和海绵组织形态发生明显变化。同时,叶片内过氧化物酶(peroxidase,POD)、超氧化物歧化酶(superoxi dedismutase,SOD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)活性下降,说明pH 3.5模拟酸雨破坏了叶片保护酶平衡,而其相对电导率和丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量增加再次证明膜质过氧化。pH 4.5模拟酸雨处理的桑树幼苗叶片变薄,但内部中的栅栏组织和海绵组织形态结构并未发生明显变化,叶片内保护酶POD、SOD和CAT活性增强,其相对电导率和MDA含量与CK的差异不显著(P0.05),膜质未被氧化。快速荧光动力学曲线的参数分析表明,pH 4.5模拟酸雨处理桑树叶片的PSⅡ电子传递未受到明显影响。pH 3.5模拟酸雨处理桑树叶片的荧光参数Area、M0、VJ、VI均显著增加,说明PSⅡ电子传递体的受体侧QA到QB和PQ库受到抑制,同时VK和VL值的增加意味着供体侧的放氧复合体活性和类囊体膜的稳定性受到抑制。以上结果说明,桑树能够忍受并适应pH≥4.5的酸雨胁迫,可在轻度酸雨沉降地区大面积栽植。     

小黑杨和桑树叶片光合特性对不同氮素形态的响应

为明确小黑杨和桑树光合功能对不同形态氮素的响应,利用水培试验研究了小黑杨和桑树幼苗叶片光合气体交换参数和叶绿素荧光参数对硝态氮(NO_3~--N)和氨态氮(NH_4~+-N)的响应。结果表明:在硝态氮(NO_3~--N)和氨态氮(NH_4~+-N)处理下,小黑杨的光合特性大致形似;桑树在氨态氮(NH_4~+-N)处理下桑树叶片的桑树幼苗叶片的P_n、G_s和T_r显著低于硝态氮(NO_3~--N)处理,同时F_v/F_m、F_v/F_o、Ф_(PSⅡ)、ETR、q_P也显著低于硝态氮(NO_3~--N)处理,NPQ显著高于硝态氮(NO_3~--N)处理;在氨态氮(NH_4~+-N)处理下桑树叶片PSⅡ光化学活性明显降低,激发能更多以无效热能的形式耗散。     

乡土风箱果和紫叶风箱果及其杂交种F_1叶片的光合功能研究

以乡土风箱果和引种紫叶风箱果为对照,研究了乡土风箱果(♀)×紫叶风箱果(♂)F_1杂交种的无性系扦插苗光合日变化和光响应特性。结果表明:引种紫叶风箱果叶片不但具有紫色的观赏效果,并且其光合能力也明显优于乡土风箱果。乡土风箱果(♀)×紫叶风箱果(♂)F_1杂交种的叶色、叶型和植物长势及叶片光合能力受父本遗传特性的影响较大,其光合能力明显优于母本乡土风箱果。1 d之中杂交风箱果叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)整体较乡土风箱果提高,但胞间CO_2浓度(C_i)在各时间段却与乡土风箱果差异较小,即杂交风箱果叶片相比乡土风箱果具有较高的固碳能力。杂交风箱果叶片1 d之中光合同化总量较乡土风箱果提高了30.79%,接近于紫叶风箱果。杂交风箱果叶片的表观量子效率(Q_(aqy))与乡土风箱果相关不大,而光补偿点(L_(cp))则低于乡土风箱果,但是光饱合点(L_(sp))和光饱合时的最大净光合速率(P_(max))则明显高于乡土风箱果,说明弱光下杂交风箱果在光合能力并没有表现出明显的优势,但在强光下的光合能力却较母本乡土风箱果明显提高。总之,乡土风箱果(♀)×紫叶风箱果(♂)F_1杂交种不但获得了紫叶风箱果的观赏效果,而且其叶片光合能力也明显较乡土风箱果提高。     

盐碱互作胁迫对高丹草叶片叶绿素荧光参数的影响

为明确高丹草Sorghum bicolor×S.sudanense在盐碱互作胁迫下的生理响应及耐受特点,以两种中性盐NaCl和Na_2SO_4以及两种碱性盐Na_2CO_3和NaHCO_3按不同比例配成50、100、150和200mmol·L~(-1) 4个盐浓度,并且每个盐浓度分别设7.0、8.0、9.0和10.0共4个pH梯度的盐碱互作组合,研究了在盐碱互作胁迫对高丹草叶片的叶绿素荧光参数的影响。结果表明,高丹草叶片的各生理参数受高盐浓度以及溶液中各离子浓度的影响较大,其中影响较大的为CO_3~(2-)浓度和总盐浓度。低盐浓度下,不同pH对高丹草叶片叶绿素荧光参数的影响相对较小,并且低于100mmol·L~(-1)的盐浓度下高丹草叶片PSⅡ反应中心的光化学活性无明显影响,即高丹草具有一定的抗盐碱性能力。但在高盐高pH条件下,高丹草叶片PSⅡ光化学效率的降低,并且此时随着pH的增加,高丹草叶片的PSⅡ反应中心活性降低幅度增大。高丹草在一定碱性盐浓度范围内可以通过提高非化学淬灭系数(NPQ)及时耗散过剩的光能,但在高盐浓度下高丹草叶片通过NPQ来耗散过剩光能的保护能力下降,并且高pH下降低幅度更为显著。盐和pH对高丹草叶片的各生理参数影响过程中存在明显的交互作用,并且随着盐浓度的增加,交互作用逐渐变大,即低盐浓度下,受pH的影响相对较小,但随着盐浓度的增加,pH的影响变大。高丹草叶片具有一定的耐盐碱能力,但在盐浓度较高地区推广高丹草要注意碱化度的影响。     

干旱及复水对桑树叶片光合能力的影响

为研究干旱及旱后复水对桑树叶片光合能力的影响,揭示其对干旱的适应性及复水后的修复机制,以秋雨桑(Morus alba‘Qiuyu')为试验材料,采用盆栽控水法探究了桑树叶片生长及光合荧光特性。结果表明:土壤含水量为26.7%时,叶片含水量显著降低,萎蔫下垂,卷曲度、叶基角增大;桑树叶片的净光合速率、蒸腾速率以及气孔导度等主要光合气体交换参数近于0,而胞间CO_2浓度和气孔限制值升高。初始荧光、过剩光能、失活PSⅡ反应中心的热耗散量子产额、维持类囊体膜两侧质子梯度和叶黄素循环的比例、荧光量子产额和热耗散的量子产额值均升高,而最大荧光、电子传递效率和吸收光能用于光化学反应量子产额下降;复水后,叶片长势指标、主要光合气体交换参数和荧光参数值迅速恢复。这表明干旱下桑树叶片净光合速率由气孔和非气孔因素共同限制,PSⅡ反应中心部分失活,叶片通过增加叶黄素循环,荧光量子产额和热耗散来消耗过剩光能。且复水后,桑树叶片光合机构具有完善的调节修复机制,可在较短的时间内修复干旱胁迫引起的损伤。     

干旱对桑树叶片光系统Ⅱ活性的影响

栽植桑树既有防风固沙的生态价值,又具有增加农民收入的多种经济效益。随着国家“东桑西移,南蚕北移”工程的实施,栽桑业逐渐由湿润区域向干旱地区转移。干旱胁迫对于桑树光系统Ⅱ（PSⅡ）活性影响的生理机制尚不明确,该研究利用快速叶绿素荧光技术,研究干旱胁迫对桑树叶片PSⅡ活性的影响。结果表明：干旱胁迫导致叶片光系统Ⅱ活性受到明显的抑制,桑树叶片光反应中心潜在活性（Fv/Fo）和以光吸收为基础的光合性能指数（PIABS）均显著低于对照,但干旱协迫对桑树叶片最大光化学效率（Fv/Fm）的影响不显著。干旱处理的桑树叶片PSⅡ电子受体侧的电子由QA向QB传递受阻,同时PQ库和QB的电子接受能力下降,进而增加了Q-A的积累量;同时PSⅡ电子供体侧放氧复合体（OEC）的活性下降,导致PSⅡ活性受到抑制。由此可知,重度干旱抑制桑树PSⅡ光化学活性的生理机制可能是降低PSⅡ受体侧电子传递能力,同时桑树叶片OEC活性也受到伤害。