北美红枫秋季呈色的生理机制研究

为明确3种北美红枫秋季变色期呈色生理差异,进一步阐释北美红枫呈色生理机制,为北美红枫引种选择及适应性栽培提供参考,特对其叶色参数、色素质量比、可溶性糖质量比、可溶性蛋白质量比、相关酶活性、叶片pH值等进行测定,通过单因素方差分析比较三者间差异,并通过相关性分析探寻北美红枫转色关键作用因子.结果表明,色素质量比、可溶性糖质量比、可溶性蛋白质量比、多酚氧化酶(PPO)活性、叶片pH值等是影响北美红枫转红的重要作用因子.苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性在北美红枫秋季变色期对色素质量比及色素比例并无明显影响,不是影响其叶色转变的重要影响因子.叶绿素和类胡萝卜素质量比下降是北美红枫转红的原因,但花色素苷质量比迅速增加、m_(Chl)/m_(Ant)值和m_(Car)/m_(Ant)值的迅速降低才是北美红枫转红更为重要的直接原因.北美红枫叶色a值与可溶性糖质量比显著正相关(p0.01),整个秋季变色期,可溶性糖质量比呈不断上升趋势,但可溶性糖过量积累可能会抑制花色素苷合成,进而影响北美红枫叶片转红.北美红枫叶色a值与叶片pH值显著正相关(p0.01),整个秋季变色期,叶片pH值不断升高.     

北美红枫秋色叶呈色过程中GC-MS代谢组学分析

以自然生长下的北美红枫秋色叶片为试材,以呈色过程中花色苷与叶绿素质量分数比为划分依据,分别追踪了北美红枫秋色叶片呈色初期、渐变初期、渐变中期、渐变末期和完全呈色期5个呈色阶段内,叶绿素、花色苷、可溶性糖和可溶性蛋白质质量分数的变化,并通过GC-MS代谢组学方法进一步分析了5个呈色阶段内代谢产物的动态变化。结果表明：北美红枫秋叶呈色是一个不断合成花色苷,降解叶绿素,并提高叶片内渗透势的过程,糖类物质是叶片着色主要的代谢环节。通过糖酵解(或糖异生)、半乳糖代谢途径,将蔗糖、麦芽糖和乳糖等糖源物质分解为流动性较强的葡萄糖、果糖和鼠李糖等,这不仅提高了细胞的渗透保护,也为花青素的糖苷化提供了充分的底物供应。除了糖类物质外,其它有机酸类的柠檬酸、苹果酸,脂肪酸类的棕榈酸、硬脂酸,以及氨基酸类的缬氨酸等保护性物质分别参与了TCA循环、不饱和脂肪酸合成、缬氨酸,亮氨酸和异亮氨酸的代谢途径,这不仅为叶片的着色提供了能量供应,也增强了叶片的渗透保护,为叶片赢得了生存时间,且促进了叶片的宏观着色。     

土壤酸化对红枫叶片呈色生理的影响

【目的】研究土壤酸化对红枫秋季叶片呈色生理的影响,为亚高山彩叶林红枫的引种栽培提供科学依据。【方法】于2018年8月—2019年11月使用pH6和pH4柠檬酸缓冲液对土壤进行酸化处理,分析两个年份红枫叶片转色期的色素含量(叶绿素、类胡萝卜素、花色素苷),酶活性(叶绿素酶、苯丙氨酸解氨酶)及内含物质(脯氨酸、可溶性糖)等生理指标。【结果】红枫叶色转变过程中,叶片叶绿素、类胡萝卜素和可溶性糖含量降低,花色素苷及脯氨酸含量增加,叶绿素酶和苯丙氨酸解氨酶活性没有显著变化。在不同处理间,pH4柠檬酸缓冲液处理延缓了叶绿素和类胡萝卜素的降解且各时期花色素苷的积累量最低,而pH6柠檬酸缓冲液处理在2019年加速了叶绿素的降解且花色素苷含量显著高于对照;pH6和pH4酸化处理的叶绿素酶活性在2018年高于对照,而苯丙氨酸解氨酶活性在2019年高于对照;各采样时期pH6柠檬酸缓冲液处理的脯氨酸和可溶性糖含量均高于对照。【结论】使用pH6柠檬酸缓冲液酸化处理有利于红枫转色期叶绿素的降解及花色素苷的合成。因此,使用pH6柠檬酸缓冲液适当降低土壤碱性可使红枫提前转色及增强呈色效果,而pH4柠檬酸缓冲液处理的叶...     

北美红枫'十月光辉'扦插技术及生化分析

以当年生北美红枫'十月光辉'枝条为试验材料,通过研究基质类型、生长调节物质和扦插时间等因素对插穗生根的影响,确定'十月光辉'扦插快繁技术,通过分析插穗生根能力与扦插过程中生理特性间的关系,旨在为'十月光辉'的种苗无性快繁提供理论依据.结果表明:以腐殖质土:蛭石:石英砂=3:1:1的质量比为扦插基质,用15 mg·L-1...     

乌桕秋叶转色前后生理特性及超微结构的变化

以不同叶色乌桕叶片为试验材料,研究了秋季变色前后色素质量分数、碳水化合物及叶绿体超微结构的变化。结果表明:乌桕秋叶转色后,总叶绿素质量分数和叶绿素a质量分数显著降低;黄叶中类胡萝卜素质量分数大幅升高,而花色素苷质量分数与绿叶的差异不显著;红叶在叶绿素质量分数降低的同时,花色素苷质量分数极显著升高。乌桕秋叶在变色后氮元素、葡萄糖和淀粉质量分数均显著降低;黄色秋叶中果糖和蔗糖质量分数降低,而在红色秋叶中果糖和蔗糖质量分数则有所升高。转色后,叶绿体结构松散,甚至解体;叶绿体内淀粉粒减少,嗜锇颗粒增多。     

叶色退化的紫叶狼尾草生理变化特征

为探索紫叶狼尾草叶色退化的生理特征,以自然光照(CK)、叶色退化(T_D)及长期遮阴(T_S)的3种紫叶狼尾草(Pennisetum setaceum‘Rubrum’)为试材,对其叶色参数及生理指标进行分析测定.结果表明:长期遮阴及退化的紫叶狼尾草叶色为黄绿级别,而对照为红色级别;3组紫叶狼尾草光合色素含量存在显著差异;长期遮阴及叶色退化的花色素苷和类黄酮含量显著高于对照组;对照组的类胡萝卜素和总叶绿素含量占比低于其他两组;3组紫叶狼尾草PAL和CHI活性差异显著且对照组最高;叶色参数L、a、b值与光合色素、花色素苷、类黄酮含量、PAL和CHI活性均存在显著或极显著相关.研究表明:对照组的叶色表现最佳,长期遮阴和叶色退化均为绿色叶,且遮阴和退化的色素占比相近,但光和色素含量差异显著;光合色素、花色素苷、类黄酮含量、PAL和CHI活性是影响紫叶狼尾草叶色的重要原因.     

红枫春季叶色变化与色素含量的相关性

为探讨红枫Acerpalmatum‘Atropurpureum’的春季叶色变化规律。发掘红枫叶色表现与叶片色素质量分数之间的内在关联．通过用分光光度计和叶色扫描测定了红枫春季叶色变化过程中不同叶位的叶绿素、类胡萝卜素和花色素苷与叶色的明度参数L,色相参数0＊和b＊值。结果表明：随春季时间推移,各叶位叶片叶绿素质量分数均逐渐上升,类胡萝l、素质量分数则呈现先上升后下降的变化规律。上位叶和中位叶中花色素苷相对含量先略有上升然后下降．而花色素苷相对含量与总叶绿素质量分数的比值变化则与下位叶一致．呈逐渐下降的变化规律。与上位叶相比,下位叶的叶色红色程度。‘值随花色素苷的下降而下降很快,即叶色转为绿色的时间较旱．影响植株的整体观赏性。图6表1参15     

巫山红叶呈色对生境异质性的响应

【目的】明确巫山红叶秋季叶片呈色不均的主要影响因子。【方法】在巫山红叶景区内,根据海拔、坡度、坡向的不同选取4种具有代表性的生境(生境1,生境2,生境3,生境4),并以其中生长的巫山红叶(Cotinus coggygria Scop. var.cinerea Engl.)为试验材料,于2018年7-11月,在每月20日采样并立即测定叶片叶绿素、类胡萝卜素、花色素苷、可溶性蛋白、还原性糖含量以及苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性,通过分析叶片生理指标的变化及其与环境因子(海拔、坡向、坡度、土壤营养状况以及环境温度、湿度)的相关性,明确引起红叶呈色差异的主要因子。【结果】各生境巫山红叶叶片中叶绿素和类胡萝卜素含量随生长期不同存在差异,在11月时急速下降,与10月相比,叶绿素含量降幅为80.42%～92.86%,类胡萝卜素含量降幅为55.58%～86.22%;生境3、生境4中的叶绿素与类胡萝卜素含量始终低于生境2,且在11月转色期时显著低于生境2(P0.05)。各生境巫山红叶叶片中花色素苷含量在转色期前整体较低,在11月转色期时急剧上升,其中海拔最高、坡度最陡的生境4中其含量相比10月上升了10.04倍,并显著高于其他生境(P0.05)。各生境巫山红叶叶片中PAL活性变化幅度与花色素苷含量变化情况并不一致,两者之间无显著相关关系,且转色期时不同生境之间PAL活性也无显著差异。各生境巫山红叶叶片中可溶性蛋白含量在11月转色期时大幅下降,生境4较之10月下降了83.64%,降至最低,但与其他生理指标间无显著相关性。转色期时,巫山红叶叶片中还原性糖含量与花色素苷含量呈显著正相关(P0.05),其中生境4的还原性糖含量最高,但与其他生境的还原性糖含量无显著差异(P0.05)。相关性分析结果表明,花色素苷和还原性糖含量与海拔、坡度呈显著正相关关系(P0.05),与温度、湿度呈显著负相关关系(P0.05),而与坡向和土壤肥力条件无显著相关性(P0.05)。【结论】海拔与坡度、温度与湿度是导致不同生境内巫山红叶转色期叶片呈色不均的关键外在因素;还原性糖由于在一定含量范围内会影响花色素苷含量的变化,是导致叶片呈色不均的一个重要内因。     

红枫秋冬转色期叶色变化的生理特性

以红枫(Acer palmatum Atropurpureum)两头红"品系成龄植株为材料,测定10月下旬至12月上旬红枫秋冬转色期叶绿素、花色素苷和可溶性糖含量的变化,比较不同光照强度及温度对叶色的影响.结果表明:叶绿素含量开始下降缓慢,10月31日后迅速下降,树冠背阴面叶片中的叶绿素含量显著高于向阳面,阳面东向显著高于阳面西向;叶绿素a/b先增加后下降;花色素苷含量开始缓慢增加,11月21日之后显著升高;可溶性糖含量在11月21日之前迅速增加,之后趋于稳定;花色素苷与叶绿素含量呈显著负相关;温度与花色素苷和可溶性糖含量之间均呈显著负相关.     

渗透胁迫下北美香柏抗旱动态特征的研究

采用聚乙二醇6000(PEG6000)在室内模拟干旱条件,研究不同程度干旱胁迫对3年生北美香柏叶片相对含水量、可溶性糖、游离脯氨酸和叶绿素含量影响.结果表明:在渗透胁迫期间.PEG6000处理的北美香柏叶片相对含水量、可溶性糖、游离脯氨酸、叶绿素含量随时问变化趋势基本一致,相对含水量和叶绿素含量随处理时间延长而下降;脯氨酸与可溶性糖含量随处理时间延长呈"低-高-低"的变化趋势.以30%PEG6000处理对北美香柏的伤害最大.胁迫处理2h,30%浓度处理植株的相对含水量(57.53%)高于其他胁迫处理,脯氨酸含量(33.46μg·g-1)低于其他胁迫处理,是对照的70.43%;10%浓度处理的可溶性糖含量最高,比对照升高了57.83%.处理6h时.Chla和Chlb的比值开始增大,30%浓度处理最高(2.75).10%和20%浓度处理的植株叶片脯氨酸积累量较多,分别为对照的1.25倍和1.23倍,显著高于30%浓度处理.在PEG6000处理过程中,处理0-2h为北美香柏在胁迫下的预警阶段;处理2～6h,植株进入抗性阶段;处理6～24h进入耗尽阶段.可见,北美香柏在干旱胁迫下通过改变渗透调解物质含量和水势,进而加强保水力来提高其抗旱能力,忍受较强的干旱胁迫伤害.     

大果卫矛和欧洲卫矛叶片呈色机制研究

以大果卫矛和欧洲卫矛为试验材料,采用扫描电镜观察两者叶片的结构,并测定叶色相关的生理指标,探讨各项指标的变化规律和内在联系,以期为卫矛属植物的开发和应用提供依据。结果表明,2种植物叶片的表皮特征和横切面结构相似,叶片内不存在圆锥形细胞和气室。2种植物叶片的光合色素含量在转色期均呈下降趋势,但大果卫矛的叶绿素含量下降幅度明显小于欧洲卫矛。大果卫矛的花色素苷含量以及各类色素含量占比变化不大,欧洲卫矛花色素苷大量合成且占比不断变大。欧洲卫矛的可溶性糖含量呈先上升后下降的单峰曲线,大果卫矛的淀粉含量前期有所下降,后期保持平稳。大果卫矛的苯丙氨酸解氨酶(PAL)和查尔酮异构酶(CHI)活性保持平稳,过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性呈下降趋势。欧洲卫矛CHI和PPO活性呈先上升后下降的单峰曲线,POD活性呈下降趋势,PAL活性变化没有规律。综上,2种植物的叶色变化由叶片内色素的比例决定,而叶片结构对两者的呈色没有影响,可溶性糖参与花色素苷的合成,POD和PPO抑制花色素苷的合成。     

基于在线生理参数的黑曲霉生产葡萄糖酸钠发酵动力学模型

对黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钠的发酵过程进行研究,并通过在线参数分析,发现在线生理参数摄氧率(OUR)和呼吸熵(RQ)可以用来表征发酵过程中底物葡萄糖消耗速率和得率的高低。基于此发现,将在线生理参数摄氧率(OUR)和呼吸熵(RQ)成功用于葡萄糖酸钠发酵动力学特性表征和分析,得到了葡萄糖酸钠发酵过程中葡萄糖消耗率和得率及葡萄糖酸生成的动力学方程,并对方程参数进行最优参数估计和非线性拟合。通过计算值与试验数据的比较,发现试验值和计算值可以很好地拟合。该模型可以很好地应用于葡萄糖酸钠发酵工艺优化预测及后续放大过程。     

3种北美观赏海棠对夏季 高温环境的生理响应

通过夏季高温环境下彩叶北美海棠‘紫宝石’、‘王族’和绿叶北美海棠‘亚当’的生长情况、生理生化、光合气体交换参数及光响应曲线的研究,探索3种北美海棠对高温环境的响应策略并初步探讨其与绿叶北美海棠对夏季高温环境的适应性差异。结果表明,彩叶北美海棠与绿叶北美海棠在夏季高温环境下均能通过维持细胞膜的热稳定性、降低活性氧积累、增加渗透调节物质含量、提高光合速率与叶片内部水分利用效率的方式来适应高温环境,耐热性由高到低表现为‘紫宝石’、‘亚当’和‘王族’。该研究结果可为南方高温地区彩叶北美海棠的引种驯化、栽培育种以及耐热机理的研究提供依据。     

‘黄金水蜡’不同叶色叶片的生理生化与超微结构研究

为明确‘黄金水蜡’(Ligustrum obtusifolium)不同叶片叶色的生理差异,以‘黄金水蜡’的全黄叶、半黄叶、全绿叶3种叶色表型叶片为试验材料,测定叶片不同时期的叶色参数、色素含量、叶绿素前体物质含量及叶片叶绿体超微结构,旨在阐明叶片色素含量和解剖结构对叶色的影响。结果表明：在整个生长发育过程中,‘黄金水蜡’叶色参数变化的时序性较强,与叶色表型的变化情况相符合;半黄叶、全黄叶的类胡萝卜素与总叶绿素的比值均显著高于全绿叶(P<0.05);与全绿叶相比,半黄叶和全黄叶的叶绿素合成前体物质含量显著降低(P<0.05);半黄叶和全黄叶的叶绿体结构存在不同程度的缺陷,类囊体片层系统严重退化,缺少正常的基质类囊体和基粒类囊体,类囊体膜降解为残存的膜结构和囊状小泡。研究结果表明‘黄金水蜡’属于总叶绿素及叶绿素b合成减少型突变体,表现为半黄叶与全黄叶的叶绿体发育停滞,类囊体结构异常,叶绿素前体物质含量减少,导致叶绿素严重缺失,类胡萝卜素含量相对升高,是‘黄金水蜡’叶片呈现不同颜色的主要因素。     

Lab色彩模型下梯度Hough圆变换的成熟草莓识别

自然生长状态下的草莓,果实密集,形状多变,枝叶遮挡率较高,使用机器采摘对成熟草莓的图像识别具有一定的难度。针对这个问题,提出了Lab色彩模型下采用梯度Hough圆变换的成熟草莓识别方法。以自然生长状态下的草莓图像为研究对象,在Lab色彩模型空间里对图像分割及阈值化并采用梯度Hough圆变换等方法,识别成熟草莓并计算出草莓中心。试验结果表明,对随机选取的100张草莓图片,该方法识别成熟草莓的相对偏差为1.07%,对枝叶遮挡、成熟草莓相互遮挡等情况,具有较好的识别效果。与传统的Hough变换相比,这一方法节省了运行内存,提高了时间效率,能够满足机器采摘对成熟草莓识别率与定位的要求。     

不同贮藏方式下鲜核桃生理指标响应及动力学模型

为探讨不同贮藏方式下鲜食核桃品质的变化规律,在常温条件下,以鲜食核桃仁为研究材料,采用PA/PE复合膜真空袋、自封铝箔袋及普通自封袋进行包装,定期对相关指标进行测定,并结合一级反应动力学模型就相关指标的变化进行非线性拟合。结果显示,真空塑料袋贮藏鲜食核桃的保鲜效果较佳,真空贮藏可有效减缓油脂酸价、过氧化值的变化速率,减少丙二醛的积累,推迟过氧化氢酶活性高峰出现时间,保持较高的过氧化物酶活性。真空贮藏能延缓油脂中不饱和脂肪酸被氧化,能较好保持鲜食核桃品质,一级反应动力学模型能较好地折射出鲜食核桃贮藏期间相关指标变化。     

鸡有机磷中毒模型复制及生理指标测定

通过给试验用鸡喂入敌百虫,造成其有机磷中毒,并观察在有机磷中毒情况下,试验用鸡的临床表现、典型病理及生理指标的变化。试验结果表明:鸡有机磷中毒主要表现为精神沉郁,共济失调,口角大量流涎,呼吸困难,严重腹泻和粪便带血等临床症状。检测到试验组胆碱酯酶活性显著低于对照组,但乳酸脱氢酶活性值升高。     

新西兰白兔敌百虫中毒模型复制及生理指标测定

以灌胃给药的方式给新西兰白兔喂入敌百虫试剂以构建敌百虫急性中毒模型,观察新西兰白兔中毒后的基本临床表现,并对其呼吸频率、心率、体温、胆碱酯酶(AchE)活性、乳酸脱氢酶(LDH)活性等生理指标进行测定.结果表明,新西兰白兔敌百虫中毒后表现出共济失调、大量流涎、骨骼肌震颤、排泄增加等临床症状,各生理指标表现出体温升高、心率加快、呼吸急促、AchE活性显著上升、LDH活性明显升高等变化.     

北美海棠品种在不同栽植模式下的生长和生理响应研究

为了探索北美海棠(North American Begonia)对不同栽植模式的响应,提升北美海棠在园林绿化中的栽植广度。研究了6个北美海棠品种在5种栽植模式下的生长和生理响应。结果表明,从不同品种对栽植模式的响应来看,栽植模式1要优于其他栽植方式;其中露易莎对各种栽植方式适应性最好,其次是罗宾逊、凯尔斯、丰花;各北美海棠品种在园林绿化应用中栽植高度以小于地面40 cm为宜;光合特性差异较小的品种有高原之火、丰花、罗宾逊、凯尔斯;高原之火的成活率最高,为100%,其次是凯尔斯、露易莎、丽丝,成活率为80%。凯尔斯、高原之火植株的叶片发病率较低,丰花、丽丝的植株叶片虫害较轻。     

速效氮对叶色突变体谷子苗期光合生理的影响

叶色突变体具有易于辨识的表型,在理论研究和实际应用方面都具有重要价值。对EMS诱变的晋谷21号突变体库中筛选获得叶色突变体进行叶面喷施速效氮肥试验。结果表明,速效氮使叶色突变体谷子的净光合速率(Pn)增加了78.58%、水分利用率(WUE)增加了57.34%,但气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)均没有显著变化;叶色突变体谷子叶片光系统II最大的(潜在)光化学量子效率(Fv/Fm)、叶片光系统II有效光化学量子效率(Fv′/Fm′)、光系统II实际光化学量子效率(ΦPSII)和电子传递速率(ETR)分别比对照增加了33.06%,28.89%,15.88%,15.88%,光化学淬灭系数(q P)和非光化学淬灭系数(q N)无显著变化;速效氮能增加叶色突变体谷子叶绿素a、叶绿素b以及叶绿素a+b的含量,但类胡萝卜素施肥处理与对照间差异不明显。总之,速效氮能够提高叶色突变体谷子的光合作用,改善叶色突变带来的不利影响,从而促进生长。