低温锻炼对两种绣线菊光合作用蛋白及光合能力的影响

以抗寒力不同的毛果绣线菊与金山绣线菊为试验材料,测定低温下光合特性的变化,利用蛋白质组学核心技术建立两种绣线菊低温下光合作用蛋白的表达图谱,并鉴定光合作用蛋白种类,探讨两种绣线菊对低温锻炼的响应机制。结果表明：低温下两种绣线菊的光合能力下降,利用弱光的能力增强,利用强光的能力降低,抗寒能力较强的毛果绣线菊利用弱光能力强于抗寒能力较弱的金山绣线菊。在不同低温水平下分别鉴定出涉及能量代谢与运输的光合作用蛋白共17种,低温下金山绣线菊中参与卡尔文循环、三羧酸循环、磷酸戊糖途径和光合磷酸化的酶显著上调和下调表达,毛果绣线菊中仅参与卡尔文循环的酶和参与PSⅡ光合电子传递的蛋白明显上调和下调表达;低温使两种绣线菊光合作用均受到影响,金山绣线菊光合作用蛋白在低温下的变化更为显著。     

果树对干旱胁迫的响应研究进展

气候异常带来的干旱胁迫严重影响着果树生产。针对近年来果树对干旱胁迫响应的相关研究进展,重点综述了干旱胁迫下树体水分状况变化的研究进展,如叶片水势、茎水势、茎液流和茎直径变化以及光合作用等,以期为果树抗旱栽培提供新的思路和技术指导。     

弱光对蔬菜作物光合特性影响的研究进展

光合作用是绿色植物赖以生存的基础,弱光胁迫下植物为了能够在逆境中正常生长,其光合特性会发生改变。本文对国内外关于弱光逆境对蔬菜作物光合参数、光合色素、叶绿素荧光、光合酶、叶片结构等光合特性影响方面的研究进行回顾总结,并对目前研究中的局限及下一步研究方向进行分析展望。     

干旱胁迫对转基因( PSAG12-ipt) 非洲菊光合作用的影响

 采用转基因( P_SAG12-ipt) 非洲菊为材料, 研究干旱胁迫对叶绿素荧光和光合作用的影响。结果发现, 随着干旱胁迫加剧, PSⅡ电子传递量子效率(ΦPSⅡ) 、开放的PSⅡ反应中心捕获激发能效率( Fv’/Fm’) 、光化学猝灭系数( qP) 、表观光合电子传递速率( ETR) 都表现出降低的趋势, 光化学反应的能量( P) 在叶片所吸收的光能中所占的比例也逐渐减少, 净光合速率( Pn) 、气孔导度(Gs) 也出现同样下降的趋势。随着干旱胁迫的解除, ΦPSⅡ、Fv’/Fm’、qP、ETR、Pn、Gs都显著上升, 缓慢恢复。转基因植株与非转基因对照相比, 叶绿素荧光参数和光合作用参数的变化幅度较小, 在干旱胁迫下各项参数下降较慢, 干旱胁迫结束后各项参数恢复较快。在干旱胁迫和恢复过程中, P在光能分配中所占的比例,转基因植株大于对照。反应中心由非光化学反应耗散的能量( E) 在干旱胁迫过程和恢复过程中没有明显的变化。     

干旱胁迫下葡萄超微弱发光和光合特性的关系

以"赤霞珠"(‘Cabernet Sauvignon’)和"梅鹿辄"(‘Merlot’)葡萄品种为试材,采用控水方式进行干旱胁迫,对比分析了干旱胁迫过程中葡萄叶片超微弱发光(UWL)与光合作用的关系。结果表明:在干旱胁迫过程中,葡萄叶片的光合指标均有明显变化,净光合速率(assimilation rate,A)、气孔导度(stomatal conductance,Gs)、蒸腾速率(transportation rate,E)均随胁迫程度的加深呈下降趋势,胞间CO_2浓度(internal CO_2concentration,Ci)呈上升趋势;UWL强度随胁迫程度的加深呈逐渐下降趋势。相关分析表明,UWL强度与净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、叶绿素含量呈正相关,与胞间CO_2浓度呈负相关。试验表明,随着干旱胁迫程度加重,UWL强度随光合作用的减弱而降低,二者相关性显著,UWL与光合作用有关。     

‘巨峰’葡萄盛花后弱光胁迫对叶片光合生理及光合酶基因表达的影响

为了探明弱光胁迫对葡萄叶片光合生理的影响,以4年生‘巨峰’葡萄为材料,在盛花后进行20 d 70%遮光作为弱光处理,然后恢复至未遮光植株(对照)水平,测定果实品质和叶片的光合参数、叶绿素荧光、叶绿素含量、叶片糖含量及组分、光合酶基因及蔗糖磷酸合成酶基因表达等。结果发现,弱光处理导致成熟期葡萄果实可溶性固形物含量降低,可滴定酸含量升高,果皮花色苷含量减少,果实纵径降低。随着弱光时间延长,叶片叶绿素b含量增加,叶绿素a/b值下降,光合速率和光化学效率降低,叶片中可溶性糖含量降低,Rubisco大、小亚基,PRKase,SPS1-2,SPS3等基因表达受到抑制;光照恢复至对照水平10 d后,光合速率、光化学效率及可溶性糖含量略有上升,光合酶基因表达得到部分恢复;恢复光照50 d后,叶绿素a/b、叶片可溶性糖含量、部分光合酶基因和SPS表达等基本与对照水平一致,仅Rubisco大亚基1(RbcL1)表达仍低于对照。说明长时间弱光处理对葡萄叶片光合中心的损伤短期内不可逆,部分光合酶和蔗糖代谢关键酶基因表达受到抑制,叶片光合能力下降,光合产物合成与积累减少,进而导致了葡萄果实变小,品质降低。     

干旱胁迫下不同砧木对酿酒葡萄‘Syrah’光合作用的影响

为探讨干旱胁迫下不同砧木对酿酒葡萄‘Syrah’光合作用的影响,以‘Syrah’为试材,研究了干旱胁迫下嫁接苗(采用‘Beta’‘5BB’‘SO4’为砧木)和自根苗叶片叶绿素含量(叶绿素a,Chl a;叶绿素b,Chl b;叶绿素总量,Chl)、光合效率(净光合速率,Pn;气孔导度,Gs;蒸腾速率,Tr;水分利用效率,WUE)和PSⅡ光化学活性(PSⅡ最大光化学效率,Fv/Fm;光化学猝灭系数,qP)各项指标的动态变化。结果表明:1)干旱胁迫下,嫁接苗和自根苗的各项指标除WUE呈现先上升后下降,整体上升的趋势外,其它均呈下降趋势。说明干旱胁迫下,嫁接苗和自根苗光合效率和光合能力都有所降低;2)但与自根苗相比,嫁接苗中除Tr外其它指标均高于自根苗,尤其在干旱胁迫严重时,嫁接苗的Chl a、Chl b、Chl、Gs、Pn、WUE均显著高于自根苗,说明干旱胁迫下嫁接苗具有较高的光合效率和光合能力;3)3种嫁接苗中,又以‘Beta’为砧木的嫁接苗各项指标表现更为突出,优于‘5BB’和‘SO4’为砧木的嫁接苗,说明以‘Beta’为砧木的‘Syrah’嫁接苗在干旱胁迫下具有更高的光合效率和光合能力。因此,优先推荐‘Beta’作为抗旱节水酿酒葡萄‘Syrah’的理想砧木。     

高温胁迫下银杏离体枝条叶片的叶绿素荧光特性

为探明高温胁迫对银杏叶片光合过程的影响,本研究中离体银杏枝条被置于不同温度(25、30、35、40和45℃)下处理,随即对其叶绿素荧光参数进行监测.结果显示,40℃以上高温胁迫下,银杏叶片的光系统Ⅱ(PSⅡ)潜在光化学效率(Fv/Fo)、最大光化学效率(Fv/Fm)显著下降;最大荧光(Fm)、最大相对电子传递速率(rETRmax)、PSⅡ实际光化学效率(Yield)、光化学淬灭系数(qP)均显著下降;而初始荧光(Fo)和非光化学淬灭系数(NPQ)在40℃以上高温胁迫下显著上升.银杏离体枝条叶片光合作用对温度变化较敏感,推测高温可能伤害了光合机构,从而对光能的吸收、转换与光合电子传递都有显著的影响.银杏离体枝条叶片的叶绿素荧光动力学参数对高温的敏感性,可能有助于快速筛选和培育耐高温的银杏品种.     

干旱胁迫下水杨酸、脱落酸和海藻提取物对苹果幼苗抗旱性及养分吸收的影响

以盆栽苹果砧木M9T337矮化幼苗为试材,研究了水杨酸(SA)、脱落酸(ABA)和海藻提取物(SE)对重度干旱胁迫下苹果幼苗生长、光合色素、抗氧化酶活性、光合特性、渗透调节物质以及养分吸收的影响。结果表明:重度干旱胁迫显著抑制了苹果幼苗的营养生长,降低了叶片抗氧化酶活性、渗透调节物质含量、光合作用及植株养分含量。喷施SA、ABA和SE均促进了干旱胁迫下幼苗的生长,提高了叶片光合色素含量以及净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr),同时也提高了苹果叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性以及可溶性蛋白、脯氨酸等渗透调节物质的含量,降低了丙二醛(MDA)含量,有效缓解了干旱胁迫对植株造成的伤害。与SA和ABA相比,喷施SE在促进苹果幼苗营养生长、提高叶绿素a含量和叶片SOD和CAT活性、增加可溶性蛋白和脯氨酸含量、提高植株养分含量方面效果更显著。     

黄瓜低温弱光耐受性机理及其应用研究的主要进展

选择低温弱光抗性水平不同的欧洲温室型、欧亚杂交型、华北温室型、华北露地型黄瓜(Cucumis sati- vus L.)的16个品种为试验材料,以光合代谢为切入点,开展苗期光合速率、光补偿点、1,5-二磷酸核酮糖羧化酶 (rubisco)活性和叶绿素a荧光动力学曲线的系统研究,结果表明:单一偏低温和偏低温弱光协效应未明显伤害光合系统,而临界低温可能伤及PSⅡ;偏低温和弱光组合时,弱光对黄瓜幼苗的影响起主导作用,弱光与临界低温组合时,临界低温起主导作用;偏低温弱光(单一弱光)下的叶面积增长量和临界低温下的冷害指数可分别作为评价黄瓜对偏低温弱光(单一弱光)耐受性和临界低温耐受性的比较稳定可靠的指标,据此设计了相关的评价指标体系。用117个重组自交系为材料,以弱光下叶面积增长量为指标进行弱光耐受性评价并以RAPD、AFLP、SSR分子图谱为基础,通过区间作图,检测到5个与黄瓜弱光耐受性有关的QTLs。采用mRNA差异显示银染技术克隆得到黄瓜冷敏型品种津研4号低温锻炼中特异表达基因的cDNA克隆(ccr18),其大小为639 bp。在基因组中以单拷贝或低拷贝形式存在。序列同源性比较表明它与拟南芥[Arabidopsis thaliana(L．)Heynh．]染色体ⅣBAC库中的 F14P3基因组序列具有88％的同源性。     

18种绣线菊苗期抗寒性评价与筛选

以18种（品种）不同地理分布及不同抗寒力的绣线菊为试验材料,通过测定露地自然低温下的抗寒性相关生理指标,应用隶属函数模型、Logistic方程计算生理指标隶属函数值;通过测定冰冻处理枝条电导率计算其半致死温度,根据生理指标隶属函数值和半致死温度确定其抗寒力。结果表明,华北绣线菊、土庄绣线菊、绒毛绣线菊、石蚕叶绣线菊、绢毛绣线菊、金丝桃叶绣线菊、三裂绣线菊抗寒力最强;毛果绣线菊、石棒绣线菊、柳叶绣线菊抗寒力较强。     

ALA对菊花光合作用和营养生长光照胁迫效应的缓解作用

以光照胁迫下的菊花为试材,采用喷施外源ALA方法,研究了外源ALA对菊花光合作用和营养生长光照胁迫效应缓解作用的影响,以期探究ALA的作用机制。结果表明:光照胁迫导致菊花叶片叶绿素含量、光合能力降低,植株生长明显受到抑制,ALA的喷施能够在一定程度上缓解光照胁迫的影响。喷施200 mg·L^-1ALA对中度T1和重度T2光照胁迫的菊花净光合速率Pn分别提升11.41%和29.09%,使光饱和点LSP分别提高7.61%和5.29%。在中度和重度光照胁迫下,外源ALA使光补偿点LCP降低。在重度光照胁迫下,喷施外源ALA 100 mg·L^-1和200 mg·L^-1使菊花叶片叶绿素a含量比不喷施ALA对照处理分别增加42.00%和44.00%,使茎粗分别增加20.14%和27.76%。     

水分胁迫对加拿大一枝黄花光合和荧光参数的影响

在水淹和干旱条件下对加拿大一枝黄花的光合和荧光参数的影响进行了研究.结果表明:一定时间内,水淹促进了加拿大一枝黄花生长,而干旱胁迫可严重抑制植株的生长,表现为15 d的水分胁迫试验中,水淹植物的叶绿素含量、光下可变荧光与光下最大荧光的比值Fv'/Fm’、表观光合电子传递速率ETR、光化学淬灭系数qP和净光合速率NPR增加,最小荧光值Fo下降,可变荧光与最大荧光之比值Fv/Fm变化不大;而干旱胁迫植物的叶绿素含量、Fv'/Fm'、Fv/Fm、ETR、qP和NPR下降,Fo值上升,处理15 d后植株死亡.     

遮荫和环剥对荔枝枝梢生长和光合生理的影响

 以12年生‘黑叶’荔枝（Litchi chinensis Sonn.‘Heiye’）为研究材料,进行遮荫、环剥及遮荫 + 环剥处理,观测这些处理对新梢生长,以及叶片净光合速率、叶片光系统Ⅱ（PSⅡ）最大光量子效率（F_v/F_m）和淀粉含量的影响。结果表明：遮荫处理和环剥处理均能显著抑制枝梢生长,降低叶片的净光合速率,但两种处理抑制光合作用的机制各异。其中,环剥处理导致叶绿素含量降低,产生永久性光抑制,显示光系统Ⅱ（PSⅡ）受到破坏,因此,环剥处理导致光合作用的降低与光反应系统的破坏有关;遮荫下叶片最大光化学效率F_v/F_m维持正常,淀粉含量降低,但即使在相同的人工光源下,光合作用速率同样低于对照,可能主要与暗反应系统活性减弱有关;而遮荫可显著缓解环剥对光反应系统的破坏效应。     

外源褪黑素对臭氧胁迫下‘赤霞珠’葡萄叶片光合作用的影响

以盆栽‘赤霞珠’葡萄为试验材料,浇施浓度为100 nmol·L~(-1)的外源褪黑素(melatonin)后,在110 n L·L~(-1)臭氧浓度胁迫下,测定葡萄叶片气体交换参数和叶绿素荧光快速诱导动力学曲线,并结合叶绿素荧光淬灭分析葡萄叶片光合性能的变化。结果表明:浇施褪黑素提高了臭氧胁迫下叶绿素a、b和类胡萝卜素的含量以及叶绿素a/b的比值,提高了叶片净光合速率(P_n)和叶片单位面积有活性反应中心的数量(RC/CSm),以及捕获的激子将电子传递到Q_A以后的其他电子受体的概率(Ψ_o),从而缓解了臭氧胁迫下的光抑制程度。结论:外源褪黑素缓解了臭氧胁迫下葡萄叶片叶绿素的降解,通过调节光系统的能量分配,缓解了臭氧胁迫对光合作用的伤害。     

土壤含水量对阿月浑子叶片净光合速率及叶绿素荧光参数的影响

 研究了土壤相对含水量对阿月浑子叶片叶绿素含量、净光合速率(Pn) 和荧光参数的影响。结果表明: 干旱胁迫降低了阿月浑子叶片Chl1a、Chl1b 含量和Pn , 增加了类胡萝卜素含量; 20 %供水处理降低了阿月浑子叶片的PS Ⅱ活性, 原初光能转化效率(Fv/ Fm) , 光化学猝灭系数(qP) , 非光化学猝灭系数(qN) 和PS Ⅱ电子传递量子产量(ΦPS Ⅱ) 。轻度干旱胁迫下, 气孔限制是Pn 降低的主要原因; 严重干旱胁迫下, 非气孔限制是Pn 降低的主要原因。干旱胁迫下阿月浑子叶片Pn 的下降是水分胁迫和强光胁迫双重作用的结果, PS Ⅱ电子传递量子产量(ΦPS Ⅱ) 降低是阿月浑子叶片Pn 下降的内在原因。     

不同品种金银花光合作用对干旱胁迫的响应

研究不同品种金银花光合作用对干旱环境的适应机理,为南方喀斯特地区植被恢复筛选耐旱植物提供科学的理论依据。采用土壤干旱胁迫方法,比较了不同品种金银花的光合生理变化。结果表明:干旱胁迫下各金银花的净光合速率和呼吸速率均下降,但光合效率变化趋势不尽相同;各金银花的光合作用对干旱胁迫采取不同的适应方式。     

霍山石斛叶片光合速率和叶绿素荧光参数的日变化

 以霍山石斛( Dendrobium huoshanense) 为材料, 研究其叶片的光合速率和叶绿素荧光参数的日变化。结果表明: 栽培林下, 霍山石斛光合速率较低, 光合速率日变化与光强日变化显著正相关, 林下石斛生长速度慢与生长环境光强低有关, 林下光强不是石斛生长的最适光强。自然光下, 石斛光合速率日变化呈V 型, 中午12 : 00 光合速率最低, 9 : 00～17 : 00 之间光合速率为负值, 只有早晚光强较低时有光合积累。叶绿素荧光参数日变化表明, 自然光下, 上午8 : 00 光强超过800 μmol·m^-2·s ^-1 , 石斛叶片发生严重光抑制, 出现在光合速率为负值之前, 表明石斛不适宜在800 μmol·m^-2·s ^-1以上的强光下生长。室内光强处理试验表明在500 μmol·m^-2·s ^-1光强时, 石斛叶片ETR 上升快, 光合电子传递速率增加, NPQ 增加, 能及时有效利用光能并耗散过剩的光能, 石斛有较好的光响应能力。