4种金色叶树木对SO2胁迫的生理响应

近年来 SO₂污染比较严重,它对植物有着多方面的影响。因此,越来越多的学者开始关注这方面的问题。彩叶植物在丰富园林景观及降低环境污染方面占用重要的地位,它们也被认为是净化城市空气最有效的途径之一。 旨在阐明4种彩叶树种耐SO₂污染机制,对丰富植物耐SO₂研究的理论、科学评价植物抗SO₂污染能力以及指导园林绿化科学选择树种等具有重要理论和现实意义。研究采用人工模拟熏气的方法对金叶女贞、金叶莸、金叶风箱果和金叶红瑞木4种金色叶树种的2年生苗木进行不同浓度的 SO₂ 胁迫,研究了参试树种的外观受害症状及膜脂过氧化、渗透调节物质、保护酶活性等生理指标对 SO₂ 的反应,并采用模糊数学隶属函数法和灰色关联度法对其抗SO₂能力进行了综合评价。结果表明: 4种金色叶植物对 SO₂ 均具有一定的净化能力,表现为随着 SO₂ 浓度的增加膜透性增大,丙二醛、脯氨酸、可溶性糖和硫含量增加,超氧化物歧化酶、过氧化物酶以及过氧化氢酶活性上升,叶绿素含量先增后降,叶液 pH 值下降。但4种金色叶树木对 SO₂ 的净化能力有差别,其中金叶红瑞木的净化能力强最大,金叶女贞和金叶风箱果的净化能力为中等,而金叶莸的净化能力最差。这与其含硫量的顺序一致,却与其对SO₂的抗性大小即金叶女贞> 金叶莸> 金叶红瑞木>金叶风箱果完全不同,说明这四种植物对 SO₂ 的吸收能力与其对该气体的抗性不完全一致。但这不能表明抗性差的树种在兰州地区不能应用,因为,兰州市空气中的SO₂实际污染程度与研究所设置的最低浓度相比仍属安全浓度。在所选的10个指标中,丙二醛含量、细胞膜透性、超氧化物歧化酶活性、过氧化氢酶活性、脯氨酸、过氧化物酶活性、叶绿素和可溶性糖等指标均可作为金色叶植物对 SO₂ 抗性的重要鉴定指标,而S含量和叶液 pH 值在评价植物对SO₂抗性能力时并不具有重要性。4种植物的受害程度与其SO₂抗性相反,说明受害症状可以作为判断其对SO₂抗性大小依据。     

叶绿素荧光动力学参数对亚硫酸氢钠生理响应研究进展

利用叶绿素荧光技术来分析、研究亚硫酸氢盐对植物光合作用的影响及其机理是一个十分前沿和热门的课题。对该领域的相关文献进行了归纳和分析,指出了后续研究的重点,为同类研究提供借鉴参考。     

SO2胁迫对红花檵木光合速率和叶绿素荧光参数的影响

【目的】了解不同质量浓度SO_2对红花檵木光合速率及叶绿素荧光参数的影响,为园林植物的栽培与利用提供理论依据。【方法】采用人工模拟熏气法,以0(对照),2.86,5.71和14.28mg/m~3 4个SO_2质量浓度对红花檵木进行密闭熏气3d,1周后利用LI-6400光合仪和PAM-2500便携式荧光仪分别测定叶片光合参数及叶绿素荧光参数,研究SO_2胁迫对红花檵木光合特性的影响。【结果】随着SO_2质量浓度的增加,红花檵木叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)下降,胞间CO_2浓度(Ci)上升;初始荧光(Fo)增加,其中14.28mg/m~3 SO_2处理比对照显著增加23.71%;最大荧光产量(Fm)、PSⅡ的最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)降低,其中14.28mg/m~3 SO_2处理下Fv/Fo较对照下降51.75%。不同SO_2质量浓度下各叶绿素荧光参数的光响应结果表明,随着光强的增加,PSⅡ实际光合量子产量Y(Ⅱ)、光化学淬灭系数qP下降,非光化学淬灭系数qN、PSⅡ光合电子传递速率ETR上升。【结论】5.71和14.28mg/m~3 SO_2处理会引发红花檵木PSⅡ反应中心比例降低,光合电子传递受阻,PSⅡ色素吸收的光能用于光化学电子传递的份额减少,光能转化效率和潜在活性降低,进而影响植株的正常光合作用。     

黑麦草叶绿素荧光特性对Pb2+胁迫的响应

为研究重金属铅对黑麦草叶绿素荧光特性的影响,揭示黑麦草光合作用对重金属铅胁迫的响应,研究了不同梯度Pb2+胁迫对植株叶绿素含量、叶绿素荧光参数的影响。结果表明:当Pb2+浓度为0～3 000mg/kg时,黑麦草的叶绿素含量呈先上升后下降的趋势;F0、Fv/Fm、qP和ETR随着铅浓度的升高而降低,NPQ随铅浓度增加而逐渐增强。说明,低浓度铅可促进黑麦草叶绿素的合成,促进植株的光合作用;高浓度铅抑制叶绿素的合成,降低植株光合作用,抑制植株生长。但在整个试验过程中,黑麦草均能正常生长,未出现明显的毒害症状,故可用黑麦草修复Pb2+污染土壤,尤其是低浓度Pb2+污染土壤。     

高温胁迫对西洋杜鹃光合作用和叶绿素荧光动力学参数的影响

以西洋杜鹃铁红、粉红、梅红、普红4个品种(系)的扦插苗为试验材料,分别在38℃/28℃和43℃/32℃(昼/夜)胁迫4 d后转入25℃/22℃(昼/夜)恢复,研究不同高温对西洋杜鹃光合作用和叶绿素荧光动力学参数的影响.结果表明:高温加重了光合作用光抑制,4个品种(系)的净光合速率(Pn)都下降,气孔导度随着处理时间的延长均显著下降;胞间二氧化碳浓度随着处理时间的延长均显著升高;蒸腾速率随着处理时间的延长则表现出先升高后下降的趋势.非气孔因素是导致西洋杜鹃光合作用下降的主要因素.4个品种(系)之间对高温胁迫的反应存在差异.铁红受高温的影响相对较小,Pn在4个品种(系)中的下降幅度最小;而普红Pn的变化受高温的影响最大.在叶绿素荧光动力学参数方面,高温胁迫4 d后,4个品种(系)的原初光能转换效率、光合电子传递量子效率、光化学猝灭系数和非光化学猝灭系数均显著下降.在恢复试验中,38℃组仅有少量植株存活,而43℃组则无一植株存活,表明在38和43℃胁迫下所产生的光抑制,已导致光系统Ⅱ结构在短期内受到了不可恢复的伤害或失活.     

苗期不同抗性大豆荧光参数及叶绿素含量对大豆花叶病毒胁迫的响应

[目的]研究苗期不同抗性大豆荧光参数和叶绿素含量对大豆花叶病毒(SMV)胁迫的响应。[方法]以感SMV品种合丰25和抗SMV品系牡304为材料,以东北地区SMVⅠ号株系为毒源,测定接种SMV后苗期不同抗性大豆荧光参数及叶绿素含量的变化。[结果]与对照相比,SMV胁迫下,除Fo和q N升高外,其他荧光参数均有所降低,抗SMV品种(系)的变化幅度较小。随着胁迫时间的推移,Fm、Fm’、ΦPSII和Fv/Fm逐渐降低,Fo和q N逐渐升高,q P先降低后升高,且抗SMV品系牡304和感SMV品种合丰25分别在6 d和12 d出现最低值。受SMV胁迫后,叶绿素a和叶绿素b含量的变化趋势相同,抗病品种(系)叶绿素含量的上升幅度大于感病品种(系),感病品种(系)叶绿素含量的降低率大于抗病品种(系)。[结论]苗期荧光参数以及叶绿素含量可作为鉴定大豆对SMV抗性的重要依据。     

水分胁迫对小麦叶绿素a荧光参数的影响

利用植物效能分析仪,研究水分胁迫对冬小麦叶绿素a荧光动力学参数的影响.结果表明,水分胁迫下冬小麦叶绿素a荧光动力学参数中,可变荧光(Fv)下降,光系统Ⅱ(PSⅡ)原初光能转换效率(Fv/Fm)和PSⅡ的潜在活性(Fv/F0)降低.Fv,Fv/Fm和Fv/F0在水分胁迫各处理的变化趋势为N＞L.随着水分胁迫强度的加剧,Fv,Fv/Fm和Fv/F0值也明显变小.     

内蒙乌海胡杨异形叶水分及叶绿素荧光参数的比较

以乌海胡杨岛上胡杨幼树和大树的异形叶为实验材料,研究异形叶的叶绿素荧光动力学参数、含水量以及自由水和束缚水比值变化特征。结果表明:幼树披针形叶片F0、Fm、Fv/Fm和Fv/F0的值最小,而大树卵圆形叶片的Fm、Fv/F0和Fv/Fm值最小,锯齿卵圆形叶片的F0值最小。与幼树相比,大树异形叶的自由水含量均有不同程度的上升,其中以披针形叶片自由水含量上升幅度最大,为78.94%;锯齿卵圆形和卵圆形叶片分别上升了10.60%和10.99%。幼树叶片的自由水含量与Fv/Fm、Fv/F0呈极显著正相关关系,大树叶片的含水量与Fv/Fm、Fv/F0呈极显著正相关关系。     

仙客来叶绿素荧光特性对高温胁迫的响应

利用调制叶绿素荧光技术对仙客来叶绿素荧光特性对短期高温胁迫的生理响应进行了研究.结果表明,35℃短期高温胁迫抑制了仙客来叶片最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、最大光化学效率(Fv/Fm)和潜在光化学活性(Fv/F0),提高了初始荧光(F0)和非光化学淬灭系数(NPQ),对光化学猝灭系数(qp)和ΦPSⅡ无显著影响(P＞0.05).表明仙客来对高温反应敏感,短期高温胁迫即可损害仙客来PSⅡ反应中心,电子传递途径受阻.     

凹叶厚朴和无患子光响应特征与叶绿素荧光参数的比较

以2年生凹叶厚朴和无患子为试验材料,测定并比较了两者的光响应特征参数、气体交换参数和叶绿素荧光参数.结果表明:(1)无患子的最大净光合速率(A_(max))、光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)、暗呼吸速率(R_d)及表观量子效率(AQY)都高于凹叶厚朴;(2)无患子的气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)和蒸腾速率(T_r)均高于凹叶厚朴,气孔限制值(L_s)和水分利用效率(WUE)均低于凹叶厚朴,两者的G_s、C_i和WUE差异显著,L_s差异较小;(3)凹叶厚朴的初始荧光(F_o)、最大荧光(F_m)、非光化学猝灭系数(qN)都显著大于无患子,最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))和光电子传递速率(ETR)均显著低于无患子,两者的光化学猝灭系数(qP)差异不显著.表明无患子和凹叶厚朴都是喜光植物,无患子利用强光和弱光的能力大于凹叶厚朴,无患子的耐荫性和对环境的适应能力比凹叶厚朴强.     

SO_2胁迫对茶条槭叶片6种保护酶活性的影响

[目的]研究不同SO2胁迫处理对茶条槭叶片6种保护酶活性的影响。[方法]利用SO2静态熏气系统对3年生茶条槭苗木进行胁迫处理,研究不同SO2浓度（0～6.0 mg/m3）和熏气时间（0～6 h）下茶条槭叶片6种保护酶活性的变化趋势。[结果]随着SO2浓度的增加,PPO和APX活性一直降低,SOD、CAT、POD和GR活性表现为先迅速上升后下降的趋势,其中GR活性下降较平缓;在不同时间SO2处理中,CAT和GR活性随着胁迫时间的延长先迅速上升而后下降,而SOD、POD、PPO和APX活性均随着胁迫时间的延长而降低,其中SOD和GR活性变化幅度较平缓。[结论]PPO、POD和APX活性下降可能是茶条槭幼苗SO2伤害的原因之一,而SOD、CAT和GR活性变化平缓是茶条槭幼苗响应SO2胁迫的适应性机制。     

干旱胁迫与复水对棉花叶片光谱、光合和荧光参数的影响

【目的】明确持续干旱胁迫对棉花叶片光谱、光合和荧光特征的影响,为筛选水分敏感指标提供理论依据。【方法】以转基因抗虫棉银瑞361为试材,采用盆栽控水方式,测定持续干旱与复水条件下棉花叶片光谱、光合和荧光参数。【结果】两年试验结果表明,随着干旱胁迫时间的延长叶片相对含水量（RWC）、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）、PSⅡ原初光能转化效率（Fv/Fm）、PSⅡ实际光化学量子产量（ΦPSⅡ）、光化学淬灭系数（qP）、光化学反射指数（PRI）呈下降趋势,气孔限制值（Ls）先上升后下降,非光化学淬灭系数（NPQ）则呈上升趋势,复水后除RWC外,其它指标都未恢复到初始状态。与初始状态相比,Pn、Gs、Tr、Fv/Fm、ΦPSⅡ、qP、PRI在干旱胁迫第4天时,两年平均下降了53.1%、79.9%、66.0%、3.8%、11.0%、5.7%、18.4%;Ls、NPQ在第4天时,两年平均上升了98.1%、28.6%。综合两年数据,只有Pn、Gs、Tr、Ls、Fv/Fm、PRI在第4天时与初始状态差异极显著,与RWC的R2分别为0.7640、0.7058、0.5625、0.3665、0.7319、0.4378。【结论】Pn、Gs、Tr、Ls、Fv/Fm、PRI均能在干旱胁迫初期灵敏地反映棉花叶片水分状况;在持续干旱胁迫中,Pn、Gs、Fv/Fm能更灵敏、准确地反映棉花叶片水分状况。     

水分胁迫对美国山核桃叶绿素荧光参数的影响

研究水分胁迫对美国山核桃叶绿素荧光参数的影响，以探究水分胁迫损伤光合作用的机理．结果表明；在离体快速干旱水分胁迫处理方式下，美国山核桃叶片Fo、Fm、Fv／Fm、Fv／Fo、qP在离体6h时均下降，但降低幅度不大；Yield和qN在离体6h时分别显著下降和上升，此说明美国山核桃苗遭遇水分胁迫时，叶片的PSⅡ反应中心电子传递活性受到了一定程度的影响，但影响不大；光合电子传递速率明显下降.PSⅡ反应中心耗散过剩光能的能力增强，其可作为品种耐旱能力的鉴定指标．     

镉胁迫对洋常春藤叶绿素荧光特性的影响

以洋常春藤扦插苗作为实验对象,分别对其进行不同浓度的CdCl₂溶液水培处理,测定并分析镉胁迫对其叶绿素含量及荧光参数的影响。结果表明：在镉胁迫下,洋常春藤叶片的叶绿素a、叶绿素b以及总叶绿素含量均显著降低,叶绿素a/b比值显著升高,且变化程度随着镉胁迫浓度的增大而增大。在浓度20、80 μmol/L的镉胁迫下,洋常春藤的叶绿素荧光参数光系统Ⅱ潜在最大光化学效率、光系统Ⅱ实际光化学效率、非光化学淬灭、光化学淬灭、电子传递速率无显著变化,说明在浓度小于80 μmol/L的镉胁迫下洋常春藤叶绿素荧光参数光系统Ⅱ光合机构功能状态良好。而在浓度200、400 μmol/L的镉胁迫下,尤其是400 μmol/L时,可导致其光合机构受损,表现为潜在最大光化学效率、光系统Ⅱ实际光化学效率、非光化学淬灭和电子传递速率的显著降低,叶片初始荧光显著升高,说明此浓度的镉胁迫对洋常春藤的叶绿素荧光参数光系统Ⅱ光合机构功能有抑制作用。     

SO_2胁迫对大叶黄杨和贴梗海棠叶绿素及可溶性蛋白含量的影响

以贴梗海棠和大叶黄杨为试验材料,研究经SO2胁迫后,其生理生化的变化。结果表明,与对照相比,SO2处理的贴梗海棠和大叶黄杨的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量均有所下降,且随SO2质量浓度的增加,这3个指标的下降比率增加;经SO2处理后,贴梗海棠和大叶黄杨叶片内的可溶性蛋白含量与对照相比均升高,且随SO2质量浓度的增加,可溶性蛋白含量的增加比率呈升高趋势,而且大叶黄杨的增加比率高于贴梗海棠。     

干旱胁迫对欧李叶绿素荧光特性的影响

为了探讨干旱胁迫对欧李叶绿素荧光特性的影响,以欧李为试验材料,通过干旱胁迫处理,测定了其初始荧光F_o、可变荧光F_v、最大PSⅡ量子产率F_v/F_m、稳态下PSⅡ反应中心光化学淬灭系数qP、非光化学淬灭系数qN等的响应。结果表明,干旱胁迫条件下,欧李叶绿素荧光特性受到显著影响。随着水分含量的降低,欧李叶片的初始荧光F_o呈逐渐增加趋势,T1处理受到的影响最小。F_v、F_v/F_m、qP均随水分的减少而降低（α=0.05）,qN随水分的减少而升高（α=0.05）,但是T1处理与对照相比差异不显著,说明水分供应在60%以上时不影响欧李叶片PSⅡ反应中心的开放程度,进而不影响叶片捕获的光能转化为生物化学能,在此过程中反应中心较为稳定。     

Evaluation of Chlorophyll Content and Fluorescence Parameters as Indicators of Drought Tolerance in Barley

Drought is a major abiotic stress that severely affects food production worldwide. Agronomic and physiological traits associated with drought tolerance are suitable indicators for selection of drought tolerance genotypes to reduce the impact of water deficit on crop yield in breeding program. The objective of this study was to identify indicators related to drought tolerance through analysis of photosynthetic traits in barley （Hordeum vulgare L.）. These traits included chlorophyll content, initial fluorescence （Fo）, maximum primary yield of photochemistry of photosystem Ⅱ （Fv /Fo） and maximum quantum yield of photosystem Ⅱ （Fv/Fm）. Four genotypes （Tadmor, Arta, Morocco9-75 and WI2291） variable in drought tolerance were used to investigate the correlation between these traits and drought tolerance. The results reflected that all of these traits were affected negatively in the four genotypes at different levels of post-anthesis drought stress, but the decrease in drought tolerant genotypes was much less than that of drought sensitive genotypes. The results further revealed that the components of the photosynthetic apparatus could be damaged significantly in drought sensitive genotypes, while drought tolerant genotypes were relatively less affected. On the other hand, the values of chlorophyll content, Fo, Fv/Fo and Fv/Fm in drought tolerance genotypes were significantly higher than those in drought sensitive genotypes under drought stress. It was concluded that chlorophyll content, Fo, Fv/Fo and Fv/Fm could be considered as reliable indicators in screening barley germplasm for drought tolerance.     

银杏不同品种叶绿素荧光参数的比较

利用叶绿素荧光技术测定了银杏不同品种叶绿素荧光参数．结果表明：泰兴一号的PSⅡ最大光化学效率（Fv／Fmax）、PSⅡ电子传递量子效率（ФPSⅡ）、表观光合电子传递速率（ETR）及光化学猝灭系数（qP）均高于顺德清晖园银杏，而非光化学猝灭系数（qM）较低．可见，泰兴一号生长较快，具有潜在高生物产量的生理生化基础．不同品种银杏光响应曲线、ETR对光强度响应的初始斜率以及光合色素的含量进一步证实了以上论点．