黄瓜富氢水浸种对低温下幼苗光合碳同化及氮代谢的影响

为探明外源氢气（H2）对低温下黄瓜幼苗光合碳同化及氮代谢的影响,以‘津优 35 号’黄瓜为试材,将种子分别用饱和富氢水（HRW,H2 供体）和去离子水（对照,Control）浸种 8 h,常温下育苗,幼苗长至 2 叶 1 心时移至光照培养箱中进行低温（昼/夜温度 8 ℃/5 ℃）处理。结果表明：低温抑制黄瓜幼苗的生长,造成叶片光合色素含量、光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）、光下实际光化学效率（ΦPSⅡ）、PSⅡ。最大光化学效率（Fv/Fm）、光下最大天线转换效率（Fv′/Fm′）、核酮糖–1,5–二磷酸羧化酶（RuBPCase）活性和根系活力逐渐降低,而胞间 CO2 浓度（Ci）和初始荧光（F0）趋于升高。此外,低温胁迫诱导了黄瓜幼苗碳代谢关键酶蔗糖合成酶（SS）和蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性,总糖、蔗糖含量有所升高,淀粉含量显著下降,同时发现,低温下叶片的硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）、谷氨酸合成酶（GOGAT）和谷氨酸脱氢酶（GDH）活性及总氮、铵态氮含量先升高后降低,硝态氮含量略有升高。富氢水浸种的黄瓜幼苗各指标的变化趋势与对照一致,但低温胁迫过程中除 Ci 和 F0显著低于对照外,其余指标多显著高于对照,说明外源 H2 可以通过提高黄瓜幼苗光合关键酶活性,减轻光抑制,维持较高的碳、氮代谢水平,进而增强对低温胁迫的耐性。     

外源水杨酸对NaCl胁迫下番茄幼苗PSⅡ光化学效率及光能分配利用的影响

为探讨外源水杨酸（SA）缓解番茄幼苗盐胁迫伤害的光合生理机制,以‘秦丰保冠’番茄幼苗为试材,在水培条件下,利用叶绿素荧光动力学技术研究营养液中（1/4 Hoagland）施入SA（200 μmol · L^-1）对100 mmol · L^-1 NaCl胁迫下番茄幼苗PSⅡ光化学效率、激发能分配和天线色素吸收光能利用的影响。结果显示：NaCl胁迫15 d内,SA处理的幼苗叶片PSⅡ潜在光化学活性（F_v/F_o）、最大光化学效率（F_v/F_m）、天线转化效率（F_v′/F_m′）、实际光化学效率（Φ_PSⅡ）、光化学荧光猝灭系数（q_P）、吸收光能用于进行光化学反应的份额（P）和叶绿素荧光衰减率（R_fd）不同程度升高;PSⅡ非光化学荧光猝灭系数（NPQ）、激发能压力（1–q_p）、天线热耗散的份额（D）、光合功能相对限制值（L_PFD）和双光系统间激发能分配不平衡偏离系数（β/α–1）明显降低;PSⅡ反应中心非光化学耗散的份额（E_x）变化无明显规律。以上结果表明,外源SA可以通过提高PSⅡ光化学活性来减轻盐胁迫导致的光抑制,进而促进了番茄幼苗的生长发育。     

外源水杨酸对NaCl胁迫下番茄幼苗光合特性的影响

采用营养液栽培,研究了外源水杨酸对NaCl胁迫下番茄叶片光合作用和叶绿素荧光参数的影响。结果表明：在NaCl胁迫条件下进行SA处理,番茄叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）均较NaCl胁迫条件下未加SA处理有明显的增加。SA处理减缓了细胞间隙CO₂浓度（Ci）、气孔限制值（Ls）的升、降速度。外源SA减小了NaCl胁迫下番茄叶片叶绿素含量、PSⅡ原初光能转换效率（Fv/Fm）、PSⅡ的潜在活性（Fv/Fo）、光合电子传递量子效率（ΦPSⅡ）、叶绿素光化学猝灭系数（qP）的下降以及初始荧光（Fo）、非光化学猝灭系数（NPQ）的升高。说明外源SA对NaCl胁迫下番茄叶片光合系统的破坏具有保护作用。     

适度水分胁迫提高黄瓜幼苗光合作用弱光适应性

以黄瓜（Cucumis sativus L.）‘戴多星’品种为试材,在人工气候室内研究弱光（75 ~ 85 μmol · m-2 · s-1）下水分胁迫（40%基质最大持水量）对幼苗叶片光合、荧光特性及Rubisco含量的影响。结果表明,弱光逆境下,经20 d水分胁迫后的幼苗较正常水分条件下叶片光合色素（以单位面积计）含量提高,叶绿素a/b（Chl.a/b）下降,植株光饱和光合速率Asat、表观量子效率（AQY）、羧化效率（CE）、RuBP最大再生速率及光饱和点（LSP）均显著增加,CO2补偿点（CCP）显著下降,并且光系统Ⅱ（PSⅡ）最大光化学效率（Fv/Fm）、潜在光化学效率（Fv/Fo）、PSⅡ光化学量子效率（ΦPSⅡ）、光化学反应速率（Prate）、非环式电子传递速率（J）以及PSⅡ吸收光能向光化学反应分配比例P等叶绿素荧光参数呈增加趋势,PSⅠ和PSⅡ间激发能分配不平衡性（β / α–1）减小,叶片可溶性蛋白质含量和Rubisco大、小亚基含量上升,表明适度的水分胁迫有利于提高弱光下黄瓜幼苗的光合适应性;而正常光照下（500 ~ 600 μmol · m-2 · s-1）经水分胁迫后的黄瓜幼苗上述主要光合特性指标如Asat、RuBP最大再生速率、CE、ΦPSⅡ、Prate、J和P等有所下降,光系统间激发能分配不平衡性（β / α–1）增加,光合作用受到一定抑制。     

外源腐胺对盐胁迫下黄瓜幼苗叶片PSⅡ光化学特性和体内离子分布的影响

以黄瓜品种‘津优4号’为材料,采用营养液栽培,研究了外源腐胺（Putrescine,Put）对NaCl 胁迫下幼苗叶片光系统Ⅱ（PSⅡ）光化学特性和器官离子分布的影响。结果表明,外源Put提高了NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶片最大光化学效率（Fv/Fm）、PSⅡ实际光化学效率（ΦPSⅡ）和保护性热耗散（ΦNPQ）,显著增强光耐受能力和电子传递能力,降低了光损伤程度,抑制了植株体内Na+ 和Cl-向地上部的运输,显著降低了叶中Na+ 和Cl-的含量。说明外源Put能够减少NaCl胁迫下盐离子进入植株叶中,降低离子毒害,减轻不可逆光抑制,进而缓解盐胁迫对黄瓜幼苗光合机构的伤害。     

外源H2S对低温下日光温室黄瓜光合作用及抗氧化系统的影响

为了探讨外源硫化氢（H2S）对黄瓜耐冷性的调控机理,以‘津优3号’黄瓜为试材,叶面喷施H2S供体硫氢化钠（NaHS）,以清水处理为对照,研究H2S对温度变化的响应,以及对黄瓜叶片光合作用和抗氧化系统的影响。结果表明：随着日光温室内气温降低和低温持续时间的延长,黄瓜叶片的H2S含量及D–/L–半胱氨酸脱巯基酶（CDes）活性先升高,后降低;光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）、核酮糖–1,5–二磷酸羧化酶（RuBPCase）活性,以及暗下光系统Ⅱ最大光化学效率（Fv/Fm）、光下实际光化学效率（ΦPSII）、电子传递效率（ETR）和光化学猝灭（qP）逐渐降低,胞间CO2浓度（Ci）、初始荧光（Fo）和非光化学猝灭（NPQ）趋于升高。低温胁迫可使MDA含量增加,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）和谷胱甘肽还原酶（GR）活性先升高后降低。与对照相比,NaHS处理叶片的H2S含量和CDes活性及Pn、Gs、Tr、RuBPCase活性、Fv/Fm、ΦPSII、ETR和qP明显升高,Ci、Fo和NPQ显著降低。低温下NaHS处理的MDA含量显著低于对照,而SOD、POD、CAT、APX和GR活性明显高于对照。NaHS处理的黄瓜产量比对照增加15.3%。可见CDes催化合成H2S受低温胁迫诱导,外源H2S可增强活性氧清除能力,减轻低温对黄瓜叶片光合机构的伤害。     

La~（3＋）缓解碱性盐胁迫引起的西瓜幼苗光合能力下降的作用

研究了在NaHCO3和Na2CO3共同胁迫下,不同浓度的硝酸镧溶液预处理对西瓜苗叶片光合能力的影响,结果表明,叶面喷施0.1mmol·L-1硝酸镧对碱性盐胁迫下西瓜苗的光合能力下降具有良好的缓解效果,有效减缓了西瓜幼苗叶片叶绿素含量、净光合速率、Mg2＋-ATP酶、RuBPCase活性的下降,缓解了碱胁迫对叶片PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）、光化学猝灭（qP）、实际光化学效率（ФPSⅡ）的抑制,提高了非光化学猝灭（qN）,促进了过剩光能的耗散。不同浓度硝酸镧处理对碱性盐胁迫下西瓜苗叶片乙醇酸氧化酶活性没有显著影响,不阻碍光呼吸的进行。而硝酸镧浓度超过一定值时则加重碱胁迫带来的伤害。因此,适宜浓度的硝酸镧预处理可减缓碱性盐胁迫引起的西瓜幼苗光合能力的下降。     

外源水杨酸对低温下黄瓜幼苗CsFAD的表达调控

为探究外源水杨酸（SA）对低温下黄瓜幼苗脂肪酸组成的影响,采用根系施用SA的方法,测定了正常生长温度和低温（8 ℃）条件下SA处理对黄瓜幼苗叶片中脂肪酸含量、组分,以及脂肪酸去饱和酶基因（CsFAD）表达水平的影响。结果表明：根系施用SA能降低叶片中因低温引起的丙二醛积累和相对电解质渗漏,维持细胞膜稳定性;低温引起叶片中总脂肪酸含量减少,C_18︰3等多不饱和脂肪酸相对含量降低,C_18:0、C_18:1等脂肪酸比例升高,脂肪酸双键指数降低;根系施用SA后,叶片中总脂肪酸含量、脂肪酸不饱和度及双键指数均得以恢复;低温诱导叶片中CsFAD的表达,低温下外源施用SA可进一步促进CsFAB2.1、CsFAB2.2、CsFAD2.1、CsFAD6和CsFAD7等的表达。总之,SA可以诱导黄瓜幼苗中CsFAD的表达,维持细胞膜脂肪酸不饱和度,提高细胞膜稳定性,诱导耐低温性。     

根区温度对甜瓜幼苗光合特性的影响

以甜瓜品种银帝3号和西州蜜1号为试材,采用有机生态型无土槽式栽培,研究了根区温度对甜瓜幼苗叶片叶绿素含量 、气体交换特性和叶绿素荧光参数的影响。结果表明：甜瓜幼苗叶片叶绿素含量、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、气 孔限制值（Ls）、蒸腾速率（Tr）、荧光产量（F）、光化学量子产量（Yield）、光化学猝灭系数（qP）、非光化学猝灭系 数（NPQ）均随着根区温度的降低而降低。非气孔限制是导致根区低温胁迫下甜瓜幼苗叶片光合作用下降的主要影响因素;PS Ⅱ光化学活性抑制是甜瓜光合作用降低的重要原因之一。     

高温干旱胁迫对牡丹叶PSⅡ功能及光能分配的影响

以耐旱的“胡红”和对干旱敏感的“洛阳红”2个不同抗性的牡丹品种为试材,研究了高温干旱协同胁迫下的牡丹叶片PSII功能及光能分配特性,以期为提高干旱胁迫下的牡丹抗性提供理论依据和实践支持。结果表明:高温干旱胁迫引起了2种牡丹叶片PSⅡ初始荧光(F0)、光下叶片初始荧光(F0′)、非光化学猝灭系数(qN)、天线热耗散百分率(Hd)、反应中心非光化学耗散百分率(Ex)的增加和最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、暗适应最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光能转换效率(Fv′/Fm′)、叶绿素荧光光化学猝灭系数(qP)、表观光合电子传递速率(ETR)的降低。胁迫前4d2个牡丹品种具有一定的光合保护机制,PSⅡ叶绿素荧光能量分配与对照无显著差异,PSⅡ功能没受到影响。但6d后光合保护机制受损严重,叶绿素荧光能量分配变化显著,Hd逐渐增加第12天时“胡红”和“洛阳红”分别比对照增加118.9%、153.0%。Pc和ETR逐渐降低,第12天时“胡红”Pc、ETR和“洛阳红”Pc、ETR分别比对照降低70.7%、73.8%和84.9%、97.2%。说明进入PSⅡ反应中心的能量减少,通过天线热耗散的能量增多,PSⅡ功能受抑。胁迫中后期2个牡丹品种间叶绿素荧光能量分配差异显著,抗性较差的“洛阳红”Hd和Ex百分率高于抗性较强的“胡红”,Ex增加造成光合机构更严重的可逆失活及破坏。表明抗性较强的“胡红”比抗性较弱的“洛阳红”,遭受高温干旱胁迫时光抑制程度更低,仍能维持相对较高的PSⅡ实际光能转换效率。     

等渗Ca和NaCl胁迫对黄瓜叶片叶绿体超微结构及光合特性的影响

采用营养液栽培,以盐敏感型的黄瓜品种津春2号为试材,研究了等渗Ca和NaCl胁迫对黄瓜幼苗叶绿体超微结构、叶片叶绿素含量、光合特性和叶绿素荧光参数的影响。结果表明：两种盐胁迫均降低了黄瓜叶片叶绿素含量,且NaCl胁迫后下降的幅度大于Ca胁迫。Ca胁迫后,叶绿体大部分与细胞壁脱离,基粒片层数减少|等渗的NaCl胁迫后,叶绿体结构变形,基粒片层膨胀、松散,片层之间界限模糊,嗜饿颗粒明显增多。Ca胁迫后净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、PSⅡ最大潜在光化学效率（Fv/Fm）、PSⅡ实际光化学效率（ΦPSⅡ）和光化学淬灭系数（qP）下降的幅度均小于NaCl胁迫。Ca胁迫下植株的胞间CO2浓度（Ci）呈下降趋势,而NaCl胁迫下Ci呈上升趋势。综上所述,Ca胁迫主要通过气孔限制引起Pn下降|而NaCl胁迫严重破坏了叶绿体超微结构,主要通过非气孔因素限制引起Pn下降。     

5- 氨基乙酰丙酸对马铃薯叶片光合特性及产量和品质的影响

以马铃薯品种荷兰806 为材料，在植株生长发育不同时期叶面喷施50 mg · L^-1 外源5- 氨基乙酰丙酸（ALA）溶液，研究ALA 对马铃薯叶片光合特性及产量和品质的影响。结果表明：ALA 可以提高马铃薯叶片叶绿素相对含量，尤其提高正午和下午叶片的光合能力，降低光合午休程度。测试分析结果表明，ALA 处理提高了马铃薯叶片PS Ⅱ和PSⅠ反应中心最大光化学效率（φP_o 和φR_o），降低PS Ⅱ反应中心最大关闭速率（M_o），维持较高的光合电子传递量子产额（φE_o）和较低的能量热耗散量子产额（φD_o），提高以吸收为基础的光合性能指数（PI_abs）和包括PSⅠ和PS Ⅱ在内的整体光合性能指数（PI_total）。ALA 处理还能上调PS Ⅱ反应中心核心蛋白D1 和D2 编码基因Psb A 和Psb D 转录水平。此外，ALA 处理显著提高马铃薯块茎产量，提高可溶性糖和VC 含量，但对淀粉含量影响不显著。可见，ALA 这种全天然的非蛋白质氨基酸类物质，在马铃薯产业上具有推广应用前景。