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。     

绣线菊叶片中花色素苷对光合PSⅡ功能的影响

为了掌握植物叶片中花色素苷含量对植物叶片PSⅡ功能的影响情况,以土庄绣线菊Spiraea pubescens、金焰绣线菊S.×bunmalba cv.Goldflame和金山绣线菊S.×bunmalba cv.Goldmound为试验材料,利用叶绿素荧光技术研究了花色素苷在绣线菊叶片光合机构中的作用。结果表明:三种绣线菊的完全展开叶片(即成熟叶片)中的花色素苷含量较低,叶绿素含量以及叶绿素荧光参数之间的差异较小;而在三种绣线菊的伸展叶片(生长叶片)中,金焰绣线菊和金山绣线菊叶片中花色素苷含量明显高于土庄绣线菊,而其叶绿素含量却明显低于土庄绣线菊。金焰绣线菊和金山绣线菊伸展叶片的初始荧光(Fo)、最大荧光(Fm)和单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)均明显低于土庄绣线菊,说明较高含量的花色素苷降低了绣线菊叶片对光能的吸收,但是PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在光化学活性(Fv/Fo)、电子传递速率(ETR)和实际光化学效率(ФPSⅡ)却明显高于土庄绣线菊。土庄绣线菊伸展叶片的有活性的PSⅡ反应中心数量明显低于金焰绣线菊和金山绣线菊,而单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)、单位反应中心捕获的用于还原QA的能量(TRo/RC)、单位反应中心捕获的用于电子传递的能量(ETo/RC)和单位反应中心耗散掉的能量(DIo/RC)均明显高于金焰和金山绣线菊,且土庄绣线菊伸展叶片失活反应中心的比例较高。花色素苷不但改变了金焰绣线菊和金山绣线菊伸展叶片对光能的吸收,而且改变了光合电子的传递速率和能量分配参数,影响了绣线菊伸展叶片的PSⅡ功能。     

外源氨基葡萄糖对水培玉米幼苗生长的影响

为了探讨外源氨基葡萄糖在作物生长发育中所起到的作用,本文以玉米幼苗为试验材料,采用无胁迫水培试验方法,研究了不同浓度的外源氨基葡萄糖对玉米幼苗的株高、茎粗、叶绿素含量、根系、植株鲜重和根系鲜重各生长指标的影响。试验结果表明：与空白对照组(CK)相比,在0.1~5 mg/L的氨基葡萄糖浓度条件下玉米的株高、茎粗、植株鲜重和根系鲜重均有不同程度的增长,其中2 mg/L氨基葡萄糖浓度条件下玉米的茎粗、植株鲜重和根系鲜重分别较对照提高了11.30%、26.58%和19.32%。玉米总根长、根表面积、总分枝数等指标也均有显著增加,其中在2 mg/L浓度条件下增加最大;同时,氨基葡萄糖对玉米幼苗的叶绿素含量也有提高,随着使用浓度的增加玉米幼苗叶绿素的含量呈增加趋势。综合各因素可以看出,在无胁迫条件下,不同浓度的外源氨基葡萄糖均可以促进玉米幼苗各指标的生长发育,其中在本实验条件下氨基葡萄糖的浓度在2 mg/L左右时促进玉米各指标发育的效果最佳。氨基葡萄糖是一种新型的天然增效物质,值得更加深入的研究。     

过表达和抑制表达2-Cys Prx基因烟草的生长、生理特性和叶片光合功能对模拟酸雨的响应

为揭示2-Cys Peroxiredoxins(2-Cys Prx)基因在烟草龙江911抗逆中的功能,以过表达2-Cys Prx基因烟草、抑制表达2-Cys Prx基因烟草和非转基因烟草幼苗为试材,研究了不同pH值的模拟酸雨对其生长指标、叶片生理生化特性和叶片光合生理的影响。结果表明:与对照相比,pH值4.0的模拟酸雨对3种基因型烟草的株高、叶面积、比叶重无明显影响,pH值2.5的模拟酸雨处理下,与对照相比,过表达2-Cys Prx基因烟草幼苗的株高无明显变化,抑制表达2-Cys Prx基因烟草和非转基因烟草幼苗的株高显著降低;随着模拟酸雨pH值降低,3种基因型烟草叶片的硝酸还原酶(NR)活性、可溶性蛋白含量、SOD和APX活性、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、实际光化学效率(ФPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)、光系统Ⅱ潜在光化学效率(Fv/Fo)和细胞膜稳定指数逐渐下降,非光化学猝灭系数(qN)和H_2O_2含量逐渐增加,但在相同pH值的模拟酸雨处理下,过表达2-Cys Prx基因烟草各项生理指标均优于抑制表达2-Cys Prx基因烟草和非转基因烟草幼苗。由此可知,增强2-Cys Prx基因在烟草中的表达可能提高烟草在模拟酸雨处理下的硝态氮利用能力,并在模拟酸雨处理造成APX活性下降时,清除叶绿体中的H_2O_2,使光合电子传递链保持稳定,增强烟草叶片的光合能力。     

红蓝光配比对桑树幼苗碳、氮代谢和内源激素的影响

为了探索桑树(Morus alba)幼苗生长发育对红蓝组合光的响应机制,本研究采用LEDs为光源,以桑树幼苗为研究材料,设红光(无蓝光,记为0B)、蓝光(100%B)和红蓝组合光(15%B、20%B、30%B、50%B)6个处理,以白光为对照,研究不同配比红蓝光对桑树幼苗碳氮代谢、微量元素含量、内源激素含量等方面的影响。结果表明:红光处理引起桑树幼苗碳氮代谢能力、微量元素(Mn、Cu和Zn)含量和根系活力下降,而补充蓝光却逆转或削弱了这些红光的负面效应。蓝光比例增加(0~100%)可造成桑树幼苗茎、叶中赤霉素(GA3)含量逐渐降低,红光、蓝光也可调节桑树幼苗茎对GA3的敏感性,而红蓝光配比的变化对茎叶中脱落酸(ABA)含量影响较小。由此可知,一定比例的红蓝组合光(15%B和20%B)可减弱单质红光、蓝光对桑树幼苗生理代谢的不利影响,更适于桑树幼苗生长发育。     

高丹草叶片PSⅡ光化学活性的抗旱优势

本试验利用快速叶绿素荧光诱导动力学分析技术研究了高丹草(Sorghum bicolor×S.sudanense)和苏丹草(S.sudanense)叶片PSⅡ光化学活性对干旱的响应。结果表明,随着干旱的加剧,高丹草和苏丹草幼苗叶片PSⅡ的最大光化学效率(Fv/Fm)和效能指数(PIABS)明显降低,特别是PIABS的降低幅度明显大于Fv/Fm,即干旱下两种牧草幼苗叶片的PSⅡ光化学活性降低,但不同干旱程度下高丹草幼苗叶片的PSⅡ光化学活性明显高于苏丹草。分析原因可以发现:干旱下高丹草幼苗叶片OJIP曲线上0.15和0.3 ms时(L点和K点)的相对可变荧光VL和VK增加幅度明显小于苏丹草,即干旱条件下对高丹草幼苗叶片PSⅡ电子供体侧放氧复合体OCE活性和类囊体聚合状态的影响明显小于苏丹草,这对于电子传递链上的电子供应及电子传递的稳定性起到了重要的作用。另外,干旱下两种牧草幼苗叶片OJIP曲线上2和30 ms时(J点和I点)的相对可变荧光VJ和VI明显增加,即干旱导致PSⅡ光化学活性降低还与PSⅡ电子受体侧电子由QA向QB传递受阻以及PQ库接受电子能力的降低有关。但干旱下高丹草和苏丹草幼苗叶片仅VJ差异明显,而VI却无明显差异,这说明干旱下高丹草幼苗叶片电子传递体QB接受电子的能力明显高于苏丹草,从而使干旱下高丹草幼苗叶片PSⅡ受体侧电子传递能力高于苏丹草。     

大兴安岭林区森林退化对土壤微生物群落功能的影响

大兴安岭林区的山地草原化是森林退化的主要标志,研究山地草原化土壤微生物功能的演替对其植被恢复具有重要意义。为此,本试验利用Biolog方法,以大兴安岭加格达奇林区3种山地植被退化类型(蒙古栎林、灌草丛和草地植被群落)为研究对象,探讨山地草原化土壤微生物对碳源的利用能力。结果表明:3种植被退化类型的土壤微生物利用多种碳源的能力明显不同,其中,代表微生物活性的平均颜色变化率(AWCD)在0.25~0.39之间,其大小为灌草丛>蒙古栎林>草地,灌草丛和草地的AWCD达到显著差异水平(P<0.05)。物种多样性指数和碳源丰富度指数的变化规律与AWCD相似。3种植被退化类型的土壤微生物利用碳源存在较大差异,对氨基酸类碳源的利用表现为蒙古栎林>灌草丛>草地,而对氨/胺类碳源的利用呈现相反趋势。说明大兴安岭林区的山地草原化引起土壤微生物群落功能多样性的下降,有关碳源底物利用的微生物数量及活性明显降低,并且微生物对单一碳源底物的利用能力也呈降低趋势。     

氮素处理对2种丁香的生长和光合特性的影响1）

研究了不同氮素水平和氮素形态比例对紫丁香（ Syringa oblata）和小叶丁香（ Sytinga microphylla）的生长和光合响应曲线特性的影响。结果表明：当m（铵态氮）∶m（硝态氮）＝2∶2时,紫丁香和小叶丁香的最佳氮素营养用量分别为30、40 mmol· L－1,此时2种丁香的株高增量、地径增量、最大光合速率、表观量子效率,暗呼吸均达到最大值,与对照组差异显著（P＜0．05）;当氮素水平为20 mmol· L－1时,紫丁香和小叶丁香的最适铵态氮硝态氮质量比分别为1∶3和2∶2。从2种丁香的生长量看,氮素形态对紫丁香的影响不大,但小叶丁香更偏好于硝态氮。     

镉(Cd)污染土壤接种丛枝菌根真菌(Glomus mosseae)对黑麦草生长和光合的影响

研究镉(Cd)污染土壤中接种丛枝菌根真菌Glomus mosseae对黑麦草(Lolium porenne L.)生长、根系活力、叶片膜质过氧化程度和叶绿素含量以及光合特性的影响.结果表明:镉污染降低了黑麦草的根系活力和根系生长,叶片丙二醛(MDA)含量和相对电导率增加,叶绿素含量降低.接种Glomus mosseae的黑麦草根系的菌根侵染率达50％～70％,同没有接种Glomus mosseae的黑麦草相比较,镉污染条件下黑麦草的根系活力增强,叶片的叶绿素增加,叶片膜质的过氧化程度减轻.镉污染条件下,Glomus mosseae侵染后的黑麦草叶片光合速率和气孔导度增加,提高了黑麦草的生物生长量.因此,接种Glomus mosseae改善了黑麦草耐镉的生长特性,而且增强了耐镉的生理功能,降低了镉对黑麦草的毒害.     

桑树/苜蓿间作对其生长及土地和光资源利用能力的影响

以桑树(Morus albaL.)/苜蓿(Medicago sativaL.)间作系统为研究对象,探讨其生长特性、根际土壤养分含量、土壤酶活性、土地利用率以及桑树和苜蓿光合特性,旨在提高松嫩平原牧区的饲草产量.结果表明:在第2次刈割时,间作桑树的株高、叶生物量、茎生物量和叶片粗蛋白含量分别比单作桑树增加了9.2％,36.4％,61.1％和12.7％；间作苜蓿的株高、主茎分枝数、叶绿素a含量、叶绿素b含量和粗蛋白含量分别比单作苜蓿增加了8.7％,26.7％,11.4％,20.5％和21.4％.间作桑树根际土壤的有机氮含量、速效氮含量、脲酶活性分别比单作桑树增加了3.3％,21.5％和32.7％；间作苜蓿根际土壤的有机氮含量、速效氮含量、脲酶活性分别比单作苜蓿增加了3.4％,26.6％和32.3％.桑树/苜蓿间作系统的土地当量比(LER)为1.29,大于1.间作桑树的光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)和最大净光合速率(Pmax)分别比单作桑树提高了15.0％,39.3％和20.7％；间作苜蓿的LSP,LCP和Pmax分别比单作苜蓿降低了15.6％,33.9％和17.6％,桑树/苜蓿间作增加了桑树和苜蓿的表观量子效率(AQY).研究表明桑树/苜蓿间作提高了桑树对强光和苜蓿对弱光的利用能力,从而使间作体系表现出明显的产量优势.