北京地区大叶黄杨越冬进程中光系统Ⅱ的行为特征

利用PAM2100调制式叶绿素荧光仪与氧电极技术,监测常绿阔叶植物大叶黄杨在北京地区越冬进程中光系统Ⅱ(PSⅡ)行为特征的转变。结果表明:随着越冬进程的推进,光合放氧速率和PSⅡ光化学效率相继降低,阳生叶降低的幅度均比阴生叶大。深冬,阳生叶的荧光诱导曲线的动力学变化完全消失,而阴生叶能保持一定的荧光动力学变化。同时,植物采取多种防御措施相互配合,保护PSⅡ反应中心:首先,初始荧光(Fo)与最大PSⅡ光化学效率(FV/Fm)同步降低,表明植物通过减小捕光天线系统的方式减少过多光能对PSⅡ反应中心的激发压;其次,光化学猝灭(qP)始终较高,表明PSⅡ通过保持较高的开放程度,减少激发能在PSⅡ供体侧的积累;最后,非线性电子传递与天线系统之外的热耗散是大叶黄杨越冬进程重要的光保护机制。     

金雀异黄素对蟠桃叶片叶绿素荧光特性和抗氧化酶活性的影响

研究了金雀异黄素(GNT)对‘早蟠桃’叶片色素、碳水化合物、叶绿素荧光特性和抗氧化酶活性的影响。结果表明,40μmol/L GNT可以提高叶片叶绿素a和叶绿素b、淀粉和可溶性糖含量。暗适应以及光照下叶片最大荧光(Fm和Fm′)和可变荧光(Fv和Fv′)下降,但PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学荧光猝灭系数(qP)、非光化学荧光猝灭系数(NPQ)、表观光合电子传递速率(ETR)和光化学速率(PCR)提高,光合相对限制值(L(PFD))显著下降。就能量分配而言,GNT增加了用于光化学反应部分的光能(Pc)和天线热耗散部分(Hd),同时降低PSⅡ反应中心的过剩激发能耗散(Ex),表明GNT处理具有促进叶绿素荧光光化学猝灭和非光化学猝灭的双重特性。此外,GNT也提高了叶片抗氧化酶的活性。     

ALA对西瓜叶片叶绿素荧光光响应曲线的影响

用PAM-2100便携式荧光仪测定50～200 mg·L-1 ALA处理的西瓜幼苗叶片,观察到ALA处理可以提高西瓜幼苗暗适应叶片最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在光化学效率(Fv/F0)以及叶片获取光能能力(1/F0-1/Fm)的效应.对叶绿素荧光光响应曲线的研究表明,叶片PSⅡ有效光化学效率(Fv′/Fm′)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)、荧光猝灭系数(qP)和光化学能量耗散(P)均随着光化光照强度的增加呈下降趋势;而非光化学荧光猝灭系数(NPQ)、电子传递速率(ETR)、光化学速率(PCR)、天线热耗散(D)以及PSⅡ反应中心非光化学能量耗散(E)则随着光化光照强度增加呈上升趋势.在作用光照强度为40 μmol·m-2·s-1时,Fv′/Fm′、ΦPSⅡ、qP、P、E、D和NPQ等光响应曲线出现1个明显的转折点;当光化光照强度低于40 μmol·m-2·s-1时,随光照强度增加,曲线呈相反趋势.外源ALA处理明显提高西瓜叶片Fv′/Fm′、ΦPSⅡ、P、PCR和ETR.当光化光照强度高于1 500 μmol·m-2·s-1时,ALA处理叶片NPQ明显高于对照,表现出更强的能量耗散能力.从PSⅡ反应中心能量分配比率上看,ALA处理叶片D下降,E上升,同时保持较高P,说明ALA处理有利于能量进入PSⅡ反应中心,促进光化学效率提高.     

光温交互作用对柑橘植株叶绿素荧光和D1蛋白的影响

    利用叶绿素荧光分析、SDS-PAGE电泳和Western-blotting蛋白质印迹技术,研究高光高温交互作用(30 ℃和1300 μmol ·m-2·s-1)对3年生温州蜜柑叶片叶绿素荧光特性和D1蛋白水平的影响.试验结果表明,在高温高光条件下生长50 d后,温州蜜柑叶片的总叶绿素、叶绿素a含量及叶绿素a/b值均显著下降,而叶绿素b的含量变化不显著.叶片叶绿素荧光参数的初始荧光Fo升高,而反映光化学效率的Fv/Fm值、光化学猝灭系数qP及光系统Ⅱ(PSⅡ)电子传递能力ΦPSⅡ下降,同时反映热耗散的非光化学猝灭系数qN上升.表观电子传递(ETR)光响应的"光饱和点"和低于200 μmol · m-2· s-1光强下的斜率降低.在荧光动力学快相中,反映QA还原活性的 (Fi-Fo)/(Fp-Fo)值下降,反映失活的PSⅡ反应中心比例的Fi到Fp的斜率显著增加.此外,PSⅡ反应中心D1蛋白的合成速率小于降解速率,导致D1蛋白的净降解.这些结果说明,高温高光抑制了D1蛋白的修复,致使PSⅡ反应中心失活,电子传递和光化学效率下降.     

温度对北海道黄杨叶片光系统Ⅱ功能的影响

人工控温对北海道黄杨扦插苗叶片光系统Ⅱ的功能进行研究。结果表明:20～25℃之间是北海道黄杨叶片光系统Ⅱ作用最强的温度范围,低于或高于这一温度范围,北海道黄杨叶片的叶绿素a荧光动力学曲线发生了明显改变:FV/Fm,FV/F0值降低,导致光系统Ⅱ的原初光能转换率和潜在光合活力均受到抑制;荧光光化学猝灭系数(qP)降低,荧光非光化学猝灭系数(qN)提高,抑制了叶绿体把捕获的光能用于光合作用。     

北京地区大叶黄杨春初返青过程的叶绿素荧光动力学研究

该文利用调制式荧光仪与氧电极技术,研究北京地区大叶黄杨在春初返青过程中的荧光动力学及光合放氧的变化,探讨常绿阔叶植物在北方越冬过程中抵御逆境的适应机制,同时借助稳态荧光动力学曲线的变化揭示植物返青过程光暗反应的动态变化。结果表明:冬季大叶黄杨阳生叶与阴生叶的PSⅡ光化学效率、光合速率均很低;光合电子传递不通畅,低温强光双重胁迫导致阳生叶比阴生叶的电子链阻塞更严重;捕光天线系统遭遇破坏,这是植物减少过多激发能对PSⅡ反应中心破坏的一种光保护机制;PSⅡ保持较高的开放程度,借此减小激发能在供体侧积累对反应中心造成的伤害;同时非线性电子传递和天线系统之外的能量耗散是大叶黄杨越冬过程重要的光保护机制。初春随着温度的回升,捕光天线系统、光合电子链的活性、光合速率逐渐恢复。倒春寒发生时,大叶黄杨再次发生光抑制现象。      

水分胁迫对巨峰葡萄叶片PSⅡ光化学效率及光能分配的影响

以3年生自根‘巨峰’(Vitis vinifera‘Kyoho’)葡萄为试验材料,利用FMS-2荧光仪测定葡萄叶片的荧光指标,探讨干旱对葡萄叶片PSⅡ光化学效率以及光能分配的影响。结果表明,控水第1天,叶片过剩光能(Ex)便显著高于对照;控水第2天,叶片吸收的光能中应用于天线热耗散的份额(D)、非光化学猝灭(NPQ)显著高于对照,而用于光化学反应的份额(P)显著低于对照;控水第3天,叶片的天线转化效率(F′v/F′m)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)显著低于对照,激发能在2个光系统间的分配不平衡性(β/α-1)显著提高;控水第4天叶片的光化学猝灭系数(qP)显著低于对照;最大光化学效率(Fv/Fm)在控水4d后显著低于对照。由此可见,在干旱胁迫下,植物叶片首先通过光能的分配来缓解过剩光能对光合机构的损伤;然后通过降低对光能的吸收来进行光保护;而后期水分胁迫加重,导致PSⅡ反应中心开放程度降低,光化学反应效率降低,最终发生光抑制。     

低磷胁迫对油菜不同生育期叶绿素荧光参数及光合速率的影响

油菜是中国的主要油料作物之一,对低磷胁迫敏感。土壤缺磷是油菜获得高产的重要限制因子。通过气体交换参数和荧光诱导动力学参数的测定和分析,研究了低磷胁迫对油菜不同生育期光合特性、叶绿素荧光参数及能量分配的影响。结果表明:与对照相比,低磷处理明显降低了油菜蕾薹期、花期的净光合速率(Pn);油菜三个生育期的最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、最大光化学效率(Fv/Fm)没有显著下降,表明低磷处理没有影响到油菜叶片的原初反应中心;但是,低磷胁迫使油菜蕾薹期光系统Ⅱ(PSⅡ)量子产量(ФPSⅡ)、电子传递速率(ETR)、光化学猝灭系数(qP)显著下降,非光化学猝灭系数(NPQ)显著上升,能量分配方面天线热耗散(D)和PSⅡ反应中心过剩激发能(Ex)上升,PSⅡ光化学反应(P)下降,表明低磷胁迫导致油菜蕾薹期PSⅡ电子传递受阻,油菜植株启动了能量耗散途径应对低磷胁迫。     

低温胁迫对茄子幼苗叶片气体交换、PSⅡ光化学效率和光能分配的影响

研究了低温胁迫对茄子幼苗叶片气体交换、PSⅡ光化学效率及光能分配的影响.结果表明,低温胁迫10 d后,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和气孔限制值(Ls)显著下降;PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、天线转化效率(Fv'/Fm')、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)均低于对照,胞间CO2浓度(Ci)、非光化学猝灭(NPQ)和PSⅡ激发能压力(1-qP)均高于对照,激发能在两个光系统间的分配不平衡性(β/α-1)增大.当光照增强时,低温胁迫下茄子幼苗叶片吸收的光能中应用于光化学反应的份额(P)显著降低,天线热耗散的份额(D)显著增加.天线热耗散是耗散过剩能量的主要途径.     

大行距双株栽培对玉米后期光合特性的影响

在大行距双株栽培条件下,玉米植株高度和穗位高明显下降,"棒三叶"的叶面积有所提高,穗位叶的叶面积显著提高,生育后期穗位叶和穗上叶的光合速率显著提高.对"棒三叶"叶片的叶绿素荧光诱导动力学参数研究表明,大行距双株栽培其光合能力增强,表现为实际光化学效率(Fv′/Fm)′比显著增加,从而增加光系统Ⅱ(PSⅡ)反应中心原初光能转化效率,提高电子传递速率(ETR)、φ光系统Ⅱ(φPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP),促进非循环式电子传递,降低非光化学猝灭系数(qNP),提高光能利用率.     

UV-B辐射增强对两种不同类型番茄幼苗生长和叶绿素荧光猝灭的影响

以普通番茄和黄化番茄幼苗为试材,研究在UV-B辐射增强条件下对蕃茄生长及叶绿素荧光猝灭的影响,以揭示UV-B辐射增强对番茄光合作用的伤害机理.结果表明:UV-B辐射增强对番茄叶片的光合机构造成了一定伤害,使番茄幼苗生长量、叶片PSⅡ最大转换效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、PSⅡ光合电子传递量子效率(ФPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)和天线转化效率(Fv′/Fm′)下降,非光化学猝灭系数(qN)明显升高;两种类型的番茄幼苗对UV-B辐射增强的反应存在差异,黄化番茄幼苗更为敏感.     

越冬期不同产地绿竹叶绿素荧光参数的动态变化

测定了4个产地绿竹在越冬期叶绿素荧光参数的动态变化,分析了不同产地绿竹抵御低温的适应机制。结果表明:绿竹对低温反应敏感,在越冬期内,其叶绿素初始荧光(F0)、非光化学猝灭系数(qN)有所升高,而最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、PSⅡ最大光能转换效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/F0)、光化学猝灭系数(qP)、PSⅡ实际光量子效率(ΦPSⅡ)等指标呈现出与月平均气温相一致的动态变化,即先下降后上升。低温胁迫后绿竹叶片通过光合作用调节而形成自我保护机制,随着低温胁迫的增强,PSⅡ潜在活性和原初光能转化效率受到抑制,光合作用能力减弱,温度达到最低时光抑制明显,一旦胁迫缓解,叶片光合能力有所恢复;温州绿竹光能转化效率较高,具有较强抗低温能力,福安、尤溪绿竹居中,漳州绿竹抗寒性最弱。     

三种不同衰老类型牡丹叶片叶绿素荧光特性的比较

以三种不同衰老类型的牡丹品种卷叶红、大胡红和肉芙蓉为试材,比较其叶片在不同时期的强光下叶绿素荧光特性的差异,探讨牡丹叶片光抑制发生的机理和叶片衰老差异的原因。结果显示,7月中旬至8月下旬,与大胡红和肉芙蓉相比,卷叶红的PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ电子传递量子产率(PSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)下降较小,且保持了较高的非光化学猝灭系数(NPQ)。表明叶黄素循环的热耗散迅速增加,提高了对强光的适应,而可逆失活和不可逆破坏则加重了光合机构的损伤,这造成了衰老的先后次序为肉芙蓉、大胡红、卷叶红。Fv/Fm、NPQ、qP和PSⅡ对光强响应的差异明显,使之可以作为鉴定耐光抑制能力大小的指标。     

不同根际温度对黄瓜幼苗生长、光合及叶绿素荧光特性的影响

采用营养液栽培法,研究了20℃、25℃、30℃、35℃4个根际温度处理5 d后黄瓜幼苗生长、光合和叶绿素荧光参数的变化。结果显示:黄瓜幼苗在25℃的根际温度中生长量最大,相对叶绿素含量(SPAD)、根系活力、叶片净光合速率(P_n)、光系统Ⅱ(PSⅡ)反应中心的光能捕获效率(F_v′/F_m′)、PSⅡ的实际光化学效率(ΦPSⅡ)以及光化学猝灭系数(qP)在4个处理中均为最大,PSⅡ激发能压力(1-qP)及PSⅠ、PSⅡ间激发能分配的不平衡性(β/α-1)均为最小;35℃处理下各参数则表现为相反趋势;25℃处理下,PSⅡ吸收的光能用于光化学反应的比例(P)最大,而35℃下吸收的光能用于天线热耗散的比例(D)最大,达70.2%。试验表明,黄瓜幼苗最适宜于25℃的根际环境,温度过高或过低都会影响其生长,且高温影响尤为严重。     

低温弱光胁迫对棉花幼苗叶绿素荧光特性及能量分配的影响

[目的]探讨低温弱光胁迫下不同基因型棉花幼苗叶绿素荧光特性及能量分配的响应机制,为棉花耐低温品种选育及筛选耐低温鉴定指标和方法提供理论依据.[方法]以6种不同基因型棉花幼苗为试材,通过5℃、100 μmol/( m2·s)低温弱光处理,测定12 h内叶绿素荧光相关参数.[结果]低温弱光胁迫提高了初始荧光Fo、光合功能相对限制值L(PFD),显著降低了PSⅡ最大光化学效率Fv/Fm、PSⅡ实际光化学效率φPSⅡ、光合电子传递速率ETR、光化学猝灭系数qP等指标,非光化学猝灭系数NPQ则呈现先升后降的趋势;同时,PSⅠ激发能分配系数σ、天线热耗散速率Drate增大,PSⅡ激发能分配系数β、光化学速率Prate降低.[结论]低温弱光胁迫导致棉花幼苗叶片PSⅡ光化学活性降低,光合电子传递过程受抑,更多的光能用于天线热耗散,且干扰了PSⅠ和PSⅡ间的激发能分配和传递.综合各指标分析,新陆中28号与中棉所50号在低温弱光胁迫下表现出良好的光能分配、利用能力,耐低温能力较强,新陆早42号与中棉所43号次之,新陆早33号和新陆早19号较差.     

4个油棕品种叶绿素荧光慢速动力学参数比较

以马来西亚和泰国引进种植的‘T1’‘T2’‘T3’‘M1’4个油棕品种为试验材料,采用Pam2500叶绿素荧光仪对叶片进行叶绿素荧光慢速动力学测定,评价其在云南西双版纳种植的光适应性。结果表明,油棕初始荧光(Fo)、光下最小荧光(Fo')、PSⅡ有效光化学量子产量(Fv'/Fm')、相对电子传递速率(ETR)、实际光量子产量Y(II)、PSⅡ调节性能量耗散的量子产量Y(NPQ)、非光化学猝灭系数NPQ和qN品种间存在显著差异(p0.05),品种‘T1’光下原初光能捕获效率、电子传递速率最高,实际光合作用能力最强。品种‘T3’非光化学猝灭(NPQ)和PSⅡ调节性能量耗散的量子产量Y(NPQ)最高,光保护能力最强。4个油棕品种最大荧光产量(Fm)、PSⅡ最大潜在光化学量子产量(Fv/Fm)、实际荧光产量(Ft)、光下最大荧光产量(Fm')、PSⅡ非调节性能量耗散的量子产量Y(NO)、光化学猝灭系数qP和qL无显著差异(p0.05),光合潜能一致。     

喷钙对干旱胁迫下葡萄光合作用及叶绿素荧光参数的影响

[目的]研究外源钙对干旱胁迫下葡萄叶片光合及荧光的影响,探讨钙在干旱胁迫下对叶片光系统的保护机制。[方法]以两年生红地球葡萄为试材,设置干旱、干旱喷钙、CK、CK喷钙4个处理,测定叶片光合及叶绿素荧光参数。[结果]喷施外源钙处理减缓了干旱胁迫下叶片叶绿素的降解,保持了较高的SPAD值;显著提高了叶片的净光合速率(Pn)等光合参数,维持了干旱胁迫下光系统Ⅱ(PSⅡ)较高的活性,光化学猝灭系数(q P)、PSⅡ的天线转换效率(Fv’/Fm’)、光系统Ⅱ最大光化学效率(Fv/Fm)、电子传递速率(ETR)均显著高于对照,初始荧光(Fo)显著小于对照。外源钙通过调节气孔开闭,保持较高的气孔导度;减缓叶绿素的降解,增加光合电子传递,维持较高的ФPSⅡ,进而有效缓解了干旱对葡萄叶片光合作用的抑制,维护了干旱胁迫下光系统Ⅱ的活性。[结论]该研究可为提高葡萄的抗旱能力提供参考。     

冬、春季节柑桔叶片光合机构运转的研究

冬、春柑桔光合作用的最适温度不同,春季光合作用的最适温度高于冬季,而且冬季柑桔光合作用的最适温度远远高于环境温度,冬季柑桔的净光合速率(Pn)、Rubisco活性、RuBP再生速率、表观量子效率(AQY)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、光下的光化学效率(Fv'/Fm')、光化学猝灭系数(qP)及电子传递速率(ETR)较低,PSⅡ反应中心失活或破坏,细胞间隙CO2浓度与环境CO2浓度比值(Ci/Ca)、非光化学猝灭系数(qN)较高.这些结果表明,柑桔光合作用的最适温度与环境温度变化相适应,冬季低温是限制柑桔光合作用的主要因子;光合碳代谢和光化学反应受低温限制是冬季光合作用较低的重要原因.     

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.     

去果、枝条环剥和新梢套袋后桃树叶片可溶性糖含量的变化对光合作用的影响

以‘绿化九号’桃(Prunus persica(L.) Batch)为试材,在果实最后迅速生长期,通过去果降低叶片中糖分往果实中的运输,新梢套袋等措施改变光照时间,减少光合同化物的积累,并通过新梢左右两端环剥阻止同化物向其他果实和枝条运输,形成一个叶片中糖分浓度梯度,研究不同叶片糖分浓度梯度下,源叶净光合速率(Pn)、叶绿素荧光、叶片中可溶性糖含量等的变化。同时,通过叶绿素荧光参数分析了在库源调控造成叶片可溶性含量不同时,Pn下降可能的调控机制。结果表明,和留果对照相比,去果造成叶片可溶性糖含量最高,而套袋使叶片可溶性糖含量最低。伴随着叶片可溶性糖含量的增加,Pn和气孔导度(Gs)下降,而叶片温度(tleaf)增加。Pn和Gs之间极显著正相关。而tleaf的增加则伴随着光系统Ⅱ最大量子产额(Fv/Fm)、光系统Ⅱ实际光化学效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)的下降,相反,tleaf增加,非光化学猝灭系数(NPQ)增加。因而,叶片可溶性糖的积累有可能通过某种方式影响Gs并使之降低,造成蒸腾作用减少,最后使叶片tleaf升高,有可能限制了PSⅡ反应中心的光化学效率,从而对光合作用做出调节。