Photoinhibitive and Recovery Properties of Hybrid RiceⅡ You 129 under Field Conditions

Photoinhibitive properties of super-high-yielding hybrid riceⅡ you 129 and its adaptation mechanism to strong light stress were investigated by measuring the light-response curve, diurnal variations of net photosynthetic rate and chlorophyll fluorescence parameters of Ⅱ you 129 leaves and compared with Shanyou 63. Photoinhibition of rice flag leaves under field conditions mainly resulted from the increase of thermal dissipation, especially for thermal dissipation depended on the xanthophyll circle, but no destruction of photosynthetic apparatus occurred. Potentially super-high-yielding hybrid rice Ⅱ you 129 was more tolerant to photoinhibition than Shanyou 63, because it had higher light saturation intensity and maximum net photosynthetic rate; more active xanthophyll cycle, and more rapid recovery ability after photoinhibition.     

自然条件下杂交水稻Ⅱ优129的光抑制及其恢复特性

通过测定田间高产杂交籼稻Ⅱ优129与对照汕优63的光响应曲线、光合速率和叶绿素荧光参数日变化,探讨了Ⅱ优129剑叶光合作用的光抑制特性及其对强光的适应机制。结果表明, 田间自然条件下杂交水稻叶片发生光抑制现象的主要原因是热耗散的增加,尤其是依赖叶黄素循环的热耗散的增加,而不涉及光合机构的破坏。具有超高产潜力的水稻品种Ⅱ优129比对照汕优63耐光抑制,其原因主要是Ⅱ优129具有较高的饱和光强、最大光合速率和叶黄素循环活力,遭受光抑制伤害后的恢复能力较强。     

茶树鲜叶中叶黄素循环组分的高效液相色谱法测定研究及其光保护功能鉴定

采取酮提取茶树鲜叶中的叶黄素循环组分,分别在15℃、22℃和30℃下,用Spherisorb C18（5μm,250βmm×4.6βmm）色谱柱,乙腈︰甲醇（85︰15）和甲醇︰乙酸乙酯（68︰32）为流动相,线性洗脱,在445βnm下检测。结果表明,不同温度条件下,高效液相色谱法都能够从茶树鲜叶提取物中检测到紫黄素、环氧玉米黄素和玉米黄素,而且分离效果好,重现性和精密度也很高。强光下,叶黄素循环库和紫黄素脱环氧化程度皆明显增加,表明其在茶树中有重要的光保护作用。     

低温对水稻幼苗叶绿体光化学功能及类囊体膜蛋白水平的影响

 研究了低温胁迫下水稻幼苗叶绿体光合电子传递功能及类囊体膜蛋白水平的变化。4℃低温结合35 μmol/(m2·s)的弱光照处理,使水稻叶绿体全电子链、PSⅡ和PSⅠ的电子传递活性均降低,降低的幅度依次是： 全电子链>PSⅡ>PSⅠ。对类囊体膜蛋白组分进行的SDS-PAGE分析显示, 低温使大部分类囊体膜蛋白特别是PSⅡ功能蛋白的稳态水平降低,这可能是造成叶绿体光化学功能降低的主要原因。进一步对低温影响PSⅡ电子传递活性的机理进行了探讨,所得结果表明,低温下PSⅡ功能受抑的主要原因是其氧化侧的电子供应受阻,而与反应中心受到的伤害关系不大,尽管类囊体膜的SDS-PAGE结果显示PSⅡ的反应中心也受到低温的损伤。     

不同大豆品种幼苗叶片光合及叶绿素荧光 特性对套作遮荫的响应

选用4个耐荫性有差异的大豆品种为材料,通过与单作比较,研究了不同大豆品种幼苗叶片光合及叶绿素荧光特性对套作遮荫的响应差异。结果表明,套作遮荫提高了大豆叶片叶绿素含量、总叶绿素与类胡萝卜素比值（Chl(a+b)/Car）、胞间二氧化碳浓度（Ci）、水分利用效率（WUE）、叶片初始荧光（Fo）、PSⅡ有效光化学量子产量（Fv′/Fm′）和实际光化学效率（ΦPSⅡ）;使叶绿素a与叶绿素b比值（Chla/b）、类胡萝卜素(Car)含量、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、气孔限制值（Ls）、蒸腾速率（Tr）、PSⅡ最大光化学量子产量（Fv/Fm）、光化学荧光猝灭系数（qP）、非光化学荧光猝灭（NPQ）呈减小趋势。套作遮荫降低了大豆地上部分干物质积累量,其干物质积累量与Pn呈极显著正相关。耐荫性相对较好的材料,如贡选1号和南豆12在套作遮荫下Pn下降较少,且有着相对较高的Chlb、Car分子组成比例、Fo和Fv/Fm。     

干旱及复水对油菜苗期光合及叶绿素荧光特性的影响

以西藏当地推广的油菜代表品种芥菜型油菜(Brassica juncea L.)年河1号、白菜型油菜（Brasscia rapa L.）青油17号和甘蓝型油菜（Brasscia napus L.)藏油5号为材料,设置持续干旱1周和2周的2个干旱处理及干旱后复水1周、2周、3周的3个时期,研究苗期干旱及复水对油菜光合及荧光特性的影响。结果表明：（1）干旱胁迫造成油菜实际光化学效率（ФPSⅡ）、表观光合电子传递速率（ETR）、光化学淬灭系数（qP）、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）均下降,且随干旱时间延长而降低。PSⅡ反应中心完全关闭时荧光产量(Fm）、最小荧光（Fo）随干旱时间延长而升高。PSⅡ原初光能转化效率（Fv/Fm）、PSⅡ的潜在活性（Fv/Fo）相对变化小,下降不显著。（2）干旱后复水1～2周时,油菜气体交换参数较前期干旱处理均有升高,复水2周后升高幅度大于1周,尤其是干旱2周处理后复水时参数值大幅度升高;复水3周时,油菜气体交换参数呈下降趋势,净光合速率明显下降。（3）干旱后复水1～2周时,油菜PSⅡ、ETR、qP值较对照均有升高,复水1周后较2周后的升高幅度大,尤其是干旱2周处理后复水时,它们的升高幅度大于干旱1周处理后复水的情形;Fm、Fo较对照仍有升高,复水3周各荧光参数值下降。复水后Fv/Fm、Fv/Fo值变化相对较小。     

5-氨基乙酰丙酸促进水稻耐低温光抑制与抗氧化酶活性有关

研究了喷施250 mg/L 5 氨基乙酰丙酸（ALA）明显提高水稻对低温光抑制适应能力的主要机制。低浓度的ALA提高水稻耐低温强光的主要机制不是通过叶黄素循环加强热耗散,而是通过显著增加叶绿体抗氧化酶系统中抗坏血酸过氧化酶（APX）、谷胱甘肽还原酶（GR）的活性,减少超氧化物歧化酶（SOD）活性的下降,从而降低过氧化氢（H2O2）的含量,减轻PSⅡ的光抑制。而且,APX活性的增加可能是由于亚铁血红素库积累而引起的。     

不同光质配比对大豆幼苗形态及光合生理参数的影响

室内模拟玉米/大豆套作下大豆冠层光质配比,设定白光（对照）、红光/蓝光=0.8和红/远红光=0.6三个处理,大豆品种选用贡选1号和桂夏3号,研究大豆幼苗形态及光合生理参数在不同光质配比下的变化特征。结果表明：红光/蓝光配比和红光/远红光配比处理与对照相比,大豆幼苗株高分别降低和增加,茎粗则相反。而根长、地上生物量、地下生物量及根冠比在红光/远红光配比处理下最低,与白光和红光/蓝光配比处理相比差异极显著（P<0.01）,但白光和红光/蓝光配比处理间差异不显著（P>0.01）。叶面积和叶绿素含量在红/远红光配比处理下分别最低和最高,而两大豆品种的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和PSII实际光化学量子产额（ΦPSⅡ）均在红光/蓝光处理下最高,而非光化学猝灭系数（NPQ）最低。两大豆品种的胞间CO2浓度（Ci）,蒸腾速率（Tr）, PSⅡ原初光能转化效率（Fv/Fm）,PSⅡ潜在活性（Fv/F0）在各处理间规律不明显。     

Relationships between unsaturation of thylakoid membrane lipids and xanthophyll cycle in rice under chilling and high light

To explore the differences of chilling induced sensitivity to photoinhibition between indica and japonica, xanthophyll cycle component, activity of violaxanthin deepoxidase (VDE), and unsaturation of thylakoid membrane lipids were measured. Varieties used were japonica 9516 and indica Shanyou 63 (SY 63).     

Traits Related to Chilling-Induced Photoinhibition in Leaves of indica and japonica Rice （Oryza sativa）

Physiological indices related to PS II photochemical efficiency (Fv/Fm) and membrane lipid peroxidation were measured in leaves of indica rice cv Shanyou 63 and japonica rice 9516 at different temperatures and light intensities for four days. No obvious changes in Fv/Fm and MDA were observed in both indica and japonica rice at moderate temperature and medium PFD, implying neither photoinhibition nor photooxidation happened in these cases. In indica rice either at medium temperature with higher PFD or at lower temperature with medium PFD Fv/Fm dropped obviously with no changes in MDA contents, and photoinhibition appeared while photooxidation did not occur. However, D1 protein, Fv/Fm, (A Z)/(A Z V), and SOD activities dropped, and O2 - production and MDA content increased accordingly, as well as both photoinhibition and photooxidation appeared in two rice varieties at lower temperature and higher PFD. Experiment with inhibitors at lower temperature and higher PFD showed that as compared with japonica rice the decrements appeared in D1 protein contents, SOD activities, and (A Z)/(A Z V) ratios, the xanthophyll cycle and non-photochemical quench (qN) were inhibited in a more degree, as well as increments of MDA content were greater, thus exhibiting more distinct photoinhibition and photooxidation in indica rice. It is suggested that Fv/Fm and membrane lipid peroxidation product-MDA were the key indices to predict and diagnose photooxidation.     

土壤水分胁迫对槟榔幼苗叶绿素荧光动力学参数的影响

以海南长蒂种槟榔幼苗为供试材料,通过控制土壤相对含水量,设置5个土壤水分胁迫水平的单因子盆栽试验,研究土壤水分胁迫程度对槟榔幼苗叶绿素荧光动力学特性的影响。结果表明,长期、持续处于土壤水分胁迫会抑制槟榔幼苗的PSⅡ原初光能转化效率,光合电子传递能力、PSⅡ的光化学活性,PSⅡ潜在活性和PSⅡ潜在光合作用活力。土壤相对含水量≤30％,槟榔幼苗不能持续进行有效的热耗散,但具有较高的热耗散能力。其PSⅡ反应中心会出现不易逆转的破坏。其伤害部位可能位于PSⅡ氧化传递链或PSⅡ反应中心或PSⅡ原初电子受体。     

缺钾胁迫对水稻光合特性及光合防御机制的影响

以钾敏感型品种二九丰和钾钝感型品种原丰早为材料,研究了缺钾对水稻光合和叶绿素荧光特性的影响以及光合防御机制,并对缺钾条件下的光合防御机制进行了讨论。在缺钾条件下,两品种的净光合速率(Pn)随气孔导度(Gs)的下降而下降;光合作用的关键酶Rubisco含量降低,而抗氧化酶系统的关键酶SOD活性显著上升。进一步的叶绿素荧光特性研究表明,随着钾胁迫时间的延长,缺钾水稻叶片中的 Fv/Fm、ФPSⅡ、qP及ETR均显著下降,说明PSⅡ反应中心受到伤害。缺钾也降低了水稻叶片的光饱和点,PSⅡ吸收的光能超过了光合作用所能利用的光能。缺钾叶片NPQ显著上升,说明钾胁迫下的水稻叶片通过启动热耗散机制耗散过剩的激发能,以减轻因PSⅡ吸收过多光能而引起的光抑制和光氧化从而保护光合机构免受伤害。从品种间的差异来看,原丰早在缺钾条件下,由于仍有较强的光合能力和抗光抑制能力,因此对缺钾有更强的耐性。     

不同光质对紫苏光合特性的影响

以紫苏为材料,利用LED灯调制光源,按照光质组成的不同设置8个处理,测定紫苏叶片的光合与荧光参数,研究不同光质处理对紫苏光合特性的影响。结果表明:红蓝黄配比光(RBY)处理有利于提高紫苏叶片光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、光合性能指标(PI_(ABS))、单位面积电子传递的量子产额(ET_O/CS)、PSⅡ最大光化学效率(ψ_(PO),即F_v/F_m)、电子传递到电子传递链中Q_A~-下游的其他电子受体的概率(ψ_O)和反应中心吸收的光能用于电子传递的量子产额(ψ_(EO)),说明RBY处理促进了紫苏PSII的活性,提升了光能利用率,而G和Y处理有减弱作用。不同光质处理下紫苏的光能利用率表现为红蓝黄配比光(RBY)红蓝配比光(RB)白光(CK)蓝光(B)红蓝绿配比光(RBG)红光(R)绿光(G)黄光(Y)。     

光抑制条件下不同水稻品种叶片的PSⅡ光化学效率和CO2交换特性的差异

 比较了光抑制条件下两个水稻品种叶片的PSⅡ电子传递活性、D1蛋白量、叶绿素荧光Fv／Fm、净光合（PN）和光呼吸（PR）速率、碳酸酐酶（CA）、PEPC和RuBP羧化/加氧酶活性的变化,并对RuBP羧化酶进行了动力学分析。经光抑制处理后,耐光抑制品种02428较对光抑制敏感品种3037中D1 蛋白净降解少、PSⅡ活性和PSⅡ原初光化学效率高,光抑制较轻;RuBP羧化/加氧酶活性和RuBP羧化酶的Km(CO₂)和Vmax(CO₂)值没有变化,且在品种间无差异。CA和PEPC活性出现诱导增高,尤以品种02428中活性诱导的幅度更高。CO₂交换特点发生了显著变化,在PN降低的同时,PR／PN比值明显增加,品种3037的PR／PN比值比02428的更大。在水稻耐光抑制特性上,D1蛋白、CA和PEPC可能分别对PSⅡ光化学效率和CO₂交换起着重要的调节作用。     

冬季喷施多效唑对荔枝叶片叶绿素荧光特征的影响

为弄清多效唑(PP333)对荔枝叶片光合能力的影响,于2011年12月对‘妃子笑,荔枝整株喷施PP333(500 mg/L),研究其对叶片叶绿素指数和叶绿素荧光动力学参数的影响.结果表明:喷施PP333可显著增加荔枝叶片的SPAD值,且使Fv/Fm、Fv/F0、Fv′/Fm′、ΦPSⅡ、ETR、PCR等叶绿素荧光参数有所增加,而NPQ则降低;从光响应曲线可以看出,Fv′/Fm′、ΦPSⅡ和qP随光化光强度的增加呈下降趋势,而NPQ、PCR和ETR随光化光强度增加而增加;从PSⅡ反应中心能量分配比率上看,PP333处理后P、E增加,D减小,更有利于能量进入PSⅡ反应中心,促进光化学效率提高;PP333处理可以增加PSⅡ反应中心的开放比例,推动光合电子传递,提高荔枝叶片的光合性能.     

水稻叶片氮含量与荧光参数的关系

在3个供氮水平和2个水稻品种(华粳2号和武香粳9号）的田间试验条件下,测试分析了不同处理水稻顶部4张完全展开叶片氮含量及对应的荧光参数。不同供氮水平的水稻叶片氮含量和荧光参数差异明显,均随施氮量的增加呈上升趋势。叶片荧光参数随生育期推迟呈抛物线型变化,以抽穗期为界先上升后下降,直到成熟期降为最低。叶片荧光参数随不同叶位的变化规律为：顶1叶>顶2叶>顶3叶>顶4叶。同一水稻品种各叶位叶片氮含量分别与荧光参数呈极显著相关,且华粳2号的相关性高于武香粳9号。综合水稻品种的不同叶位,叶片氮含量与荧光参数ΦPSⅡ、qP均呈良好的线性相关。基于ΦPSⅡ和qP宜采用不同的回归方程来反演不同叶位叶片氮含量。因此,荧光参数ΦPSⅡ和qP有可能用来估算水稻叶片氮含量。     

蝴蝶兰与萼脊兰光合特性的比较

以蝴蝶兰和萼脊兰为材料,对其叶片的CO_2吸收速率、可滴定酸含量和叶绿素荧光参数的昼夜变化进行研究。结果表明:蝴蝶兰和萼脊兰的CO_2交换方式都具景天酸代谢途径(CAM)的特点,其叶片的净CO_2吸收速率分别在22:00和凌晨0:00左右达到最大值。蝴蝶兰暗适应下的叶绿素荧光参数最小荧光F_o、最大荧光F_m、最大可变荧光F_v、可变荧光产量与最大荧光产量之比F_v/F_m、光系统Ⅱ潜在活性F_v/F_o均高于萼脊兰。蝴蝶兰和萼脊兰叶绿素荧光参数日动态变化结果表明,蝴蝶兰所需要的光照强度显著低于萼脊兰,太高的光强将引起植株的光抑制,从而引起光化学效率的下降。总的来说,蝴蝶兰为专性CAM兰花,萼脊兰属兼性CAM兰花,在蝴蝶兰与萼脊兰杂交后代的栽培中,在避免过高的光强引起其光抑制的同时,可提供特定的环境条件以诱导其叶片更多地进行C_3途径光合,尽量减少CAM途径光合,从而有效地促进其干物质的积累,促进杂交后代的生长。     

高静水压诱变水稻突变株系的叶绿素荧光特性变化

以经75 MPa高静水压处理后筛选得到的3个水稻突变株系及其亲本粤香占为材料,测定了田间生长条件下不同生育时期水稻剑叶的叶绿素荧光动力学参数。与对照亲本相比较,3个突变株系的Fv/Fm在分蘖期和抽穗期均增加,除抽穗期突变2的ΦPSⅡ略低外,其余的ΦPSⅡ都表现为增加,说明光系统Ⅱ的功能得到改善。在抽穗期,突变株系与亲本在中午高光强下受到的抑制相比,突变株系受到的抑制较小,而且在18:00以后几乎能恢复到早上6:00的水平;在灌浆期,突变株系受到的光抑制增加,但能够快速恢复。突变1、突变2和粤压1号单株产量比对照亲本分别提高268%、279%和188%。结果显示,高静水压处理萌动的水稻种子后筛选得到的突变株系叶片的叶绿素荧光特性及田间光抑制发生了改变,产量也明显提高。高静水压诱变可能成为一种筛选高产水稻品种的新途径之一。     

Isolation and Characterization of a Yellow Xanthophyll Pigment-Producing Marine Bacterium,Erythrobacter sp. SDW2 Strain,in Coastal Seawater

Xanthophylls, a yellow pigment belonging to the carotenoid family, have attracted much attention for industrial applications due to their versatile nature. We report the isolation of a homo xanthophyll pigment-producing marine bacterium, identified as the Erythrobacter sp. SDW2 strain, from coastal seawater. The isolated Erythrobacter sp. SDW2 strain can produce 263 ± 12.9 mg/L (89.7 ± 5.4 mg/g dry cell weight) of yellow xanthophyll pigment from 5 g/L of glucose. Moreover, the xanthophyll pigment produced by the SDW2 strain exhibits remarkable antioxidative activities, confirmed by the DPPH (73.4 ± 1.4%) and ABTS (84.9 ± 0.7%) assays. These results suggest that the yellow xanthophyll pigment-producing Erythrobacter sp. SDW2 strain could be a promising industrial microorganism for producing marine-derived bioactive compounds with potential for foods, cosmetics, and pharmaceuticals.     

水稻孕穗期不同叶位叶片的气体交换与叶绿素荧光特性

研究了6个水稻品种孕穗期不同叶位的气体交换和叶绿素荧光特性,结果表明净光合速率([i]P[/i][sub]n[/sub]）、气孔导度（[i]g[/i]）、蒸腾速率（[i]E[/i]）和水分利用效率（[i]WUE[/i]）均随叶位降低而明显下降;而胞间CO[sub]2[/sub]浓度（[i]C[/i][sub]i[/sub]）基本维持不变,说明叶片衰老时[i]P[/i][sub]n[/sub]的下降主要不是气孔因素引起的。叶绿素含量降低与[i]P[/i][sub]n[/sub]下降的表现一致,叶绿素荧光分析表明[i]F[/i][sub]v[/sub]/[i]F[/i][sub]m[/sub]和[i]F[/i]'[sub]v[/sub]/[i]F[/i]'[sub]m[/sub]没有随叶位发生变化,而PSⅡ的光化学效率[i]Ф[/i][sub]PSⅡ[/sub]和电子传递速率([i]ETR[/i]）随叶位降低明显下降,这表明可能是PSⅠ电子传递受阻导致CO[sub]2[/sub]同化下降。