细菌性根腐病对三七光合特性的影响

根腐病是严重威胁三七生产的重要因素之一,常年发病率在5%～20%。其中,由假单胞杆菌(Pseudomon adaceae)引起的细菌性根腐病,因叶片出现缺水萎蔫症状时才能发现,目前尚无有效的预防措施。为探究细菌性根腐病对三七光合生理特性的影响,从而为三七病害生理学研究提供理论基础,本文以2年生三七为材料,设置2个处理[发病植株和健康对照植株(CK)],研究细菌性根腐病对三七形态结构、光合特性和光系统功能的影响。结果表明:1)根腐病导致三七的主根褐变腐烂,须根断损,茎基部腐烂中空,叶片萎蔫,各器官含水量比CK显著降低(P≤0.05);而株高、叶面积和叶片解剖结构(上表皮厚度、下表皮厚度、栅栏组织厚度和海绵组织厚度)在两处理间均无显著差异。2)发病植株叶片叶绿素含量、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、水分利用效率(WUE)和表观叶肉导度(AMC)显著低于CK(P≤0.05),且CK叶片胞间CO_2浓度(C_i)与P_n呈反比。3)发病植株叶片的光系统Ⅰ(PSⅠ)反应中心P700最大荧光信号(P_m)根腐病初期暂不受影响,而叶片暗适应下最大量子效率(F_v/F_m)、光系统Ⅱ(PSⅡ)电子传递速率[ETR(Ⅱ)]、PSⅡ实际光化学量子产量[Y(Ⅱ)]、PSⅠ电子传递速率[ETR(Ⅰ)]、PSⅠ周围的环式电子流(CEF)和PSⅠ实际光化学量子产量[Y(Ⅰ)]均显著低于CK(P≤0.05);参与调节性能量耗散的量子产量[Y(NO)]则显著高于CK(P≤0.05);发病植株的快速叶绿素荧光动力学曲线上出现K相,且显著高于CK(P≤0.05)。总的来看,细菌性根腐病对三七发病植株各器官的损伤严重程度为根茎叶,且根腐病导致发病植株叶片叶绿素降解, PSⅡ受到不可逆损伤, PSⅠ的电子传递被抑制,且叶肉细胞CO_2的同化能力降低,根腐病限制三七正常进行光合作用的条件。     

60Co-γ辐射对大花紫薇叶绿素荧光特性的影响

为探究60Co-γ射线辐射处理种子对大花紫薇生长发育中光合效率的影响,以大花紫薇种子为试验材料,以不同60Co-γ射线辐射剂量(0、20、60、100、140、180 Gy)进行辐射处理,测量不同处理生长发育过程中叶绿素及光合指标的变化,研究其对紫薇光合系统的影响。结果表明:20、60 Gy处理较对照和其他处理叶绿素质量分数更高,更有利于叶片进行光合作用;60、100 Gy处理较对照和其他处理潜在光合速率和最大光合效率更好;各时期光合性能指数与综合性能指数均呈现先上升后下降的趋势,但随时间的增加整体呈现下降的趋势,60 Gy较其他处理性能指数高。由此得出,60 Gy辐射处理有利于大花紫薇光合色素的产生与积累,较好的增加电子传递效率,有利于光合系统的运转和能量的积累。     

Effects of Different Substrate Composition on Growth of Gesneriaceae Plants

The cultivation experiment was carried out to investigate the effects of different proportions of peat soil, perlite, vermiculite and yellow mud on growth of Gesneriaceae species(Chirita gueilinensis, Sinningia speciosa, Lysionotus pauciflorus, Hemiboea henryi, Aeschynanthus acuminatus, Saintpaulia ionantha). The growth traits of each plant growing in 7 different matrix materials were investigated.The plant height, crown width and chlorophyll content of each plant were measured. The results showed that the best substrate ratio was peat soil∶vermiculite=2∶1for C. gueilinensis, L. pauciflorus and H. henryi; peat soil∶perlite∶vermiculite = 2∶1∶1for S. ionantha; peat soil∶vermiculite∶yellow mud=2∶1∶1 for S. speciosa; peat soil∶perlite∶vermiculite∶yellow mud=2∶1∶1∶1 for A. acuminatus.     

基于无人机多光谱遥感的冬小麦冠层叶绿素含量估测研究

为探讨利用无人机多光谱影像监测冬小麦叶绿素含量的可行性,基于北京市大兴区中国水科院试验基地的2019年冬小麦无人机多光谱影像和田间实测冠层叶绿素含量数据,选取16种光谱植被指数,确定对冬小麦冠层叶绿素含量显著相关的植被指数,采用一元二次线性回归和逐步回归分析方法建立各生育时期及全生育期的SPAD值估测模型,通过精度检验确定对冬小麦冠层叶绿素含量监测的最优模型。结果表明,两种分析方法中逐步回归建模效果最佳。拔节期选取4个植被指数(MSR、CARI、NGBDI、TVI)建模效果最好,模型率定的决定系数(r~2)为0.73,模型验证的r~2、相对误差(RE)和均方根误差(RMSE)分别为0.63、2.83%、1.68;抽穗期选取3个植被指数(GNDVI、GOSAVI、CARI)建模效果最好,模型率定的r~2为0.81,模型验证的r~2、RE、RMSE分别为0.63、2.83%、1.68;灌浆期选取2个植被指数(MSR、NGBDI)建模效果最好,模型率定的r~2为0.67,模型验证的r~2、RE、RMSE分别为0.65、2.83%、1.88。因此,无人机多光谱影像结合逐步回归模型可以很好地监测冬小麦SPAD值动态变化。     

抗草甘膦栽培大豆种质挖掘及抗性生理研究

利用田间试验结合生物化学分析研究了不同的栽培大豆品系对草甘膦的抗性,试验结果显示:在草甘膦有效剂量为0.31~0.92 kg·hm~(-2)时,不同栽培大豆品种对草甘膦抗性存在明显差异,在草甘膦剂量为0.92 kg·hm~(-2)时,石豆1号存活率为100%,表现了较高的抗性,8份材料的存活率为4%~48%,表现出一定的抗性;44份材料表现敏感,存活率为0。试验研究了抗性材料石豆1号、中抗材料Williams和敏感材料中黄35对草甘膦的生理生化反应的差异,结果表明:随着草甘膦处理剂量的增加和处理时间的延长,石豆1号莽草酸含量、叶绿素含量和超氧化物歧化酶(SOD)相对活性没有明显变化。而Williams和中黄35的莽草酸含量和SOD相对活性明显升高,叶绿素含量明显降低。结果表明草甘膦(浓度0.92 kg·hm~(-2))处理下,不同抗性栽培大豆叶片中莽草酸含量有明显差异,处理5~14 d时敏感材料叶片中莽草酸含量保持较高水平,因此栽培大豆叶片莽草酸含量可以作为判断其对草甘膦抗性高低的主要生理指标之一,而SOD的活性和叶绿素含量可以作为判断栽培大豆对草甘膦抗性的辅助生理指标。     

截形叶螨危害下枣叶片叶绿素含量高光谱估算模型

以不同截形叶螨(Tetranychus truncatus Ehara)危害等级下枣叶片高光谱和叶绿素含量数据为基础,分析不同截形叶螨危害等级(0级、1级、2级、3级、4级)下枣叶片高光谱特征,构建基于一阶微分光谱的不同截形叶螨危害等级枣叶片叶绿素含量高光谱线性回归估测模型。结果表明:截形叶螨危害造成叶片中叶绿素含量减少,导致光谱反射率降低,表现为随危害等级的增加叶绿素含量呈逐级减少趋势。在不同截形叶螨危害等级枣叶片叶绿素估测模型中,危害等级为0级时,模型拟合度最好,达到0.810,表明利用高光谱数据构建不同危害等级枣叶片叶绿素含量估算模型具有一定的潜力,对危害植被叶片的虫害诊断意义重大。     

香木莲对短时低温胁迫处理的生理生态响应

通过测定木兰科植物香木莲在人为短时低温处理下的一些生理生化指标的变化情况,可以分析香木莲苗木的抗性生理情况,以期对香木莲的抗寒性进行评价.实验结果表明,香木莲的叶片在经短时低温处理后,其脯氨酸含量、丙二醛含量及相对电导率均表现为不同程度的上升.而叶片的叶绿素荧光指数的变化则表现为随处理时间的延长,叶片的原初荧光(Fo)上升,其光化学效率(Fv/Fm)及可变荧光/原初荧光比率(Fv/Fo)则表现为随处理时间的延长而降低.这表明,短时低温处理对叶片的叶绿体光系统的潜在活性及量子传递效率造成了一定的影响,结合生理生化指标的变化,可以部分解释香木莲抗寒机制.     

短期高温下6个品种甜樱桃幼苗耐热性比较

为对不同品种甜樱桃耐热性进行比较,以6个品种甜樱桃幼苗为试材,通过模拟高温,探究高温胁迫下其叶片生理、叶绿素荧光指标变化,结合相关性分析、主成分分析等对其耐热性综合评价,并通过逐步回归模型的建立筛选出甜樱桃耐热生理评价指标。结果表明,6个品种甜樱桃幼苗在高温胁迫后抗氧化酶、渗透调节物质等生理指标变化有所不同,叶绿素荧光参数PSⅡ 最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、表观电子传递速率(ETR)3个参数值均显著下降,除4号甜樱桃品种NPQ值显著升高外,其余品种NPQ 值均呈下降趋势。6个品种甜樱桃幼苗的耐热综合性排名为 ‘红蜜’＞‘桑提娜’＞‘早大果’＞‘雷尼’＞‘拉宾斯’＞‘布鲁克斯’,基于多元回归模型建立筛选出过氧化物酶(POD)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性、脯氨酸含量、Fv/Fo 4个指标可高效、准确地对甜樱桃耐热性进行评价。本研究为甜樱桃耐热性评价体系建立及耐热性品种选育提供参考,为今后南方地区甜樱桃耐高温品种（系）进一步育种工作奠定理论基础。     

不同栽培模式西番莲的光响应特性

以黄果西番莲Passiflora edulis f. flavicarpa Degener和紫果西番莲P. edulis Sims为实验材料,采用Li-6400便携式光合测定仪测定露地及设施栽培模式两种西番莲的光合参数,非直角双曲线模型进行拟合,分析不同栽培模式对两种西番莲叶绿素及光合参数的影响。结果表明,与露地栽培相比,设施栽培模式黄果西番莲的叶绿素含量、表观量子效率（AQY）、光补偿点（Ic）和暗呼吸速率（Rd）无显著变化,最大净光合速率（Pnmax）和光饱和点（Isat）显著降低。紫果西番莲叶绿素含量显著增加,AQY、Pnmax和Isat无显著变化,Ic与Rd降幅较大。两种西番莲叶绿素a/b（Chl a/b）值均显著降低。说明黄果西番莲和紫果西番莲分别在露地栽培模式和设施栽培模式的光合效率更高,能积累更多的光合产物。     

不同种类浮游植物对CO2浓度升高的响应

本研究采用实验生态学的方法，以金藻、硅藻、绿藻3个门中的4种常见饵料藻叉鞭金藻(Dicrateria sp.)、三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)、小球藻(Chlorella vulgaris)和亚心形扁藻(Platymonas subcordiformis)为研究对象，分析比较不同浮游植物的细胞数量和质量对CO2浓度升高引起的海水酸化的响应情况。结果显示，与对照组相比，(1) CO2浓度升高显著提高了这4种藻的生长速率(P<0.05)；其中，亚心形扁藻平均比生长速率最高，比对照组高出13.5%；小球藻次之，为5.9%；叉鞭金藻和三角褐指藻均为2.2%。(2) CO2浓度升高使浮游植物细胞内的碳(C)含量增加、氮(N)含量降低，C/N提高；种间差异较大，其中，亚心形扁藻的C/N、C/P值、小球藻的C/P值和三角褐指藻的C/N值显著提高，叉鞭金藻不显著。(3) CO2浓度升高使小球藻单位细胞叶绿素a含量显著提高，小球藻通过提高光合作用能力促进生长，而另外3种藻叶绿素a含量与对照组无显著差异；三角褐指藻最大光化学量子产量(Fv/Fm)在实验初期显著升高；叉鞭金藻非光化学淬灭(NPQ)显著降低，快速光曲线初始斜率(α)显著增加；三角褐指藻和亚心形扁藻潜在的最大光合作用能力(rETRmax)显著升高(P<0.05)，但CO2浓度升高对4种藻的光化学淬灭(qP)均没有显著影响(P>0.05)。可见，亚心形扁藻、小球藻和三角褐指藻在高CO2浓度下虽然生长速率加快，但营养质量降低。不同种类的浮游植物对CO2浓度升高的响应不同，这种差异可能会使未来海洋浮游植物群落结构发生变化；浮游植物C/N、C/P值的改变可能通过食物链对次级生产者，诸如浮游动物、滤食性贝类等产生影响。