NO3-胁迫下黄瓜幼苗依赖叶黄素循环的热耗散与启动

【目的】揭示高浓度NO3-胁迫的黄瓜幼苗,在强光下对过剩光能的耗散机理。【方法】水培条件下,不同浓度的NO3-处理黄瓜幼苗7 d,测定处理叶片与引入二硫苏糖醇（DTT）、抗坏血酸（AsA）的处理叶片中叶黄素循环各组分和非光化学猝灭（NPQ）的变化。【结果】NO3-浓度为14～98 mmol•L-1处理的,黄瓜幼苗光合速率（Pn）与荧光参数的变化较小,差异不显著;但当NO3-处理浓度达140、182 mmol•L-1时,幼苗光合速率、初始荧光（Fo）均显著低于对照,在较强光下NPQ、（A+Z）/（V+A+Z）%均高于对照;引入抑制剂DTT后,NPQ、（A+Z）/（V+A+Z）%均受到抑制;（A+Z）/（V+A+Z）%与NPQ变化趋势一致。NO3-浓度为140、182 mmol•L-1处理的幼苗,由暗处突然转入1 280μmol•m-2•s-1（PFD）强光下时,天线转化效率（Fv’/Fm’）、实际光化学效率（ΦPSⅡ）启动程度均低于对照,且启动减慢,NPQ启动程度均高于对照。对照、140、182 mmol•L-1 NO3-各处理,NPQ启动达最大值的时间分别约为6～9、6～9和15 min;（A+Z）/（V+A+Z）%启动达最大值的时间分别约为15、15和24 min;引入AsA后,三者NPQ达最大值时间都约为6～9 min。【结论】当NO3-与强光共同胁迫时,黄瓜幼苗更易产生过剩激发能,依赖叶黄素循环的热耗散为耗散过剩激发能的主要方式;高浓度182 mmol•L-1NO3-胁迫的黄瓜幼苗,叶黄素循环的启动呈减慢趋势。     

高温胁迫对黄瓜叶片叶绿素荧光猝灭的效应

以黄瓜叶片为试材,研究其在不同强度的高温胁迫下叶绿素荧光猝灭的差异,以揭示高温对黄瓜光合作用的伤害机理.结果表明:42℃/29℃(昼/夜均为12 h)高温处理对黄瓜叶片的光合机构造成了不可逆性伤害,而35℃/22℃的高温昼夜处理则对光合机构不会造成伤害.在42℃/29℃处理后黄瓜叶片PSⅡ光合电子传递量子效率(ФPSⅡ)、黄瓜叶片光化学猝灭系数(qP)和黄瓜叶片天线转化效率(Fv′/Fm′)明显下降,而35℃/22℃处理则变化不大.     

盐胁迫下不同耐盐性水稻幼苗叶绿素荧光差异性研究

试验研究结果表明:随着NaCl胁迫浓度和时间的增加,2个供试水稻品种(Pokkali和Peta)的初始荧光、最大光化学效率、表观电子传递速率、光量子产量和光化学猝灭系数不断下降;100 mmoL/L NaCl胁迫下2个水稻品种叶绿素含量、非光化学猝灭系数先上升后下降;200 mmoL/L Nacl胁迫下2个水稻品种的叶绿素含量不断下降,Pokkali的非光化学猝灭系数先上升后下降,Peta的非光化学猝灭系数不断下降;相同处理条件下Pokkali的光合速率、叶绿素含量、最大光化学效率、表观电子传递速率、光量子产量、光化学猝灭系数、非光化学猝灭系数明显高于Peta,这与Pokkali的耐盐性有关.     

温光交叉胁迫对日本红枫叶片叶绿素荧光和叶黄素循环的影响

主要研究了温度和光照互作条件下对日本红枫叶片叶绿素含量、荧光参数、叶黄素循环以及抗氧化酶活性的影响。结果表明：高温强光、高温弱光处理的日本红枫叶片叶绿素含量分别降低29.1%和22.9%;高温强光使花色素含量降低6%;处理90 min后高温强光使叶片的Fo、Fm、Fv/Fm分别下降至处理前的80.5%、11%和36.9%;高温强光、高温弱光使叶片的叶黄素循环库分别降低9.7%和7.3%,（A＋Z）/（V＋A＋Z）比值分别升高66.2%和61.9%;弱光条件下温度对叶绿素含量的影响比在强光条件下更明显;强光条件下温度对花色素含量的影响比在弱光条件下明显;高温导致日本红枫叶片发生光抑制,诱导红枫叶片叶黄素循环启动;高温强光、低温强光、高温弱光都会影响日本红枫叶片内多数抗氧化酶活性,这三种处理使日本红枫叶片的正常生长受到一定程度的胁迫。     

水分胁迫对甘薯叶绿素荧光和光合特性的影响

以甘薯品种皖84-559,徐州18,为材料,测定功能叶片的光合和叶绿素荧光参数的变化。水分胁迫下,徐州18叶绿素含量、光合速率、PSⅡ原初光化学效率(Fv/Fm)和光化学猝灭系数(qP)的下降较少;非光化学猝灭系数(qN)增加较少。表明徐州18在水分胁迫条件下,光合机构受破坏较轻,其吸收的光能能较多的用于光化学转化能力,通过热耗散的能量较少。     

花期前后高温对不同基因型玉米光合特性 及产量和品质的影响

【目的】研究花期前后高温胁迫对不同耐热性玉米光合特性及产量品质的影响。【方法】以耐热基因型浚单20和热敏感基因型驻玉309为材料,分别于花前（吐丝前0-8 d）和花后（吐丝后0-8 d）进行高温处理,测定叶片的叶绿素相对含量（SPAD）、光合及叶绿素荧光参数、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPCase）和核酮糖二磷酸羧化酶（RuBPCase）活性及籽粒的产量和品质。【结果】花期前后高温胁迫导致2个基因型玉米产量显著下降,浚单20产量下降幅度小于驻玉309,且花后高温处理影响大于花前处理;高温处理降低了穗位叶净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、最大光化学效率（Fv/Fm）、光量子产量（ΦPSII）、光化学猝灭系数（qP）、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPCase）和核酮糖二磷酸羧化酶（RuBPCase）活性,提高了细胞间隙CO2浓度（Ci）和非光化学猝灭系数（qN）。【结论】花期前后高温胁迫对玉米的光合有显著影响,导致玉米产量显著降低,品质受到显著影响。高温胁迫下耐热玉米基因型比热敏感玉米基因型具有较高的叶绿素含量和光合能力,产量和品质受高温影响较小。     

盐胁迫对杨树和紫丁香叶片叶绿素荧光特性的影响

【目的】研究NaCl不同浓度胁迫处理对杨树和紫丁香叶片叶绿素荧光特性的影响。【方法】采用0(对照),200,400,600,800mmol/L NaCl溶液处理杨树和紫丁香叶片,研究两者在盐胁迫条件下叶绿素荧光参数的变化。【结果】随着NaCl处理浓度的增大,杨树和紫丁香叶片的PSⅡ最大光能转化效率(Fv/Fm)、PSⅡ有效光化学量子效率(Fv′/Fm′)、非循环光合电子传递速率(ETR)、PSⅡ实际光能转化效率(ΦPSⅡ)以及光化学猝灭系数(qp)均呈下降趋势。比较而言,杨树Fv/Fm下降并不显著,且在非胁迫环境或较低盐胁迫条件下,杨树叶片的Fv′/Fm′、ETR、ΦPSⅡ以及qp值高于紫丁香叶片,而非光化学猝灭系数(NPQ)值低于紫丁香叶片。【结论】在非胁迫环境或较低盐胁迫条件下,杨树叶片光合作用的光化学性能优于紫丁香叶片。     

高温胁迫下不同浓度烯效唑对百日草幼苗光合作用和叶绿素荧光参数的影响

以百日草3～4叶期的穴盘苗为试验材料,分析了高温胁迫下不同浓度(10,20,30,40 mg／L)烯效唑(S3307)对百日草幼苗的同化产物分配、光合作用、水分利用率、叶绿素荧光参数等指标的影响。结果表明:高温胁迫下S3307处理的百日草幼苗的株高降低,茎粗增加,地上部冠干重、地下部根干重及其根冠比均大于对照,并且S3307处理还提高了百日草幼苗的净光合速率、叶片水分利用率,显著减缓了高温胁迫对百日草幼苗光合系统Ⅱ(PSⅡ)的抑制作用,使百日草幼苗PSⅡ最大光化学效率(Fv／Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)下降缓慢,非光化学猝灭系数(NPQ)升高幅度增大,从而使光合机构免受高温胁迫的伤害。以30 mg／L的S3307处理效果最佳。     

大气CO_2浓度和气温升高对野生大豆光合作用的影响

用开顶式气室(Open top chamber,OTC)进行气温升高1℃和气温升高1℃+大气CO2浓度升高200μmol/mol条件下野生大豆叶片光合生理和叶绿素荧光参数的变化研究。结果表明,气温升高使大豆净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均下降,水分利用效率提高,PS II的最大量子产量(Fv/Fm)下降,PS II的实际量子产量(ΦPSⅡ)和PS II的电子传递速率(ETR)升高,光化学猝灭系数(q P)升高,非光化学猝灭系数(NPQ)下降;CO2浓度升高能逆转由于升温造成的净光合速率下降,增加叶片水分利用效率,但光合速率仍较对照下降,还会使野生大豆叶片光化学猝灭系数(q P)和非光化学猝灭系数(NPQ)下降。未来气温和大气CO2浓度升高条件下,野生大豆更容易受到高温或干旱胁迫,造成气孔导度下降,净光合速率下降。表明未来的气候变化将不利于野生大豆的生长发育。     

低温胁迫对西瓜幼苗光合作用与叶绿素荧光特性的影响

以西瓜品种早佳8424为试材,分别在中度低温(15℃/10℃)和重度低温(10℃/5℃)下进行处理,研究不同程度低温胁迫对西瓜幼苗光合作用和叶绿素荧光特性的影响。结果表明：(1）（低温胁迫下,叶绿素）a+b（含量,净光合速率Pn）,蒸腾速率（Tr）,气孔导度（Gs）均逐步下降（低温胁迫越重）光合参数下降幅度越大。在重度低温胁迫6d后其Pn降至1.56。相比处理前下降85.9%,表明重度低温已严重损害叶片光合机构极大抑制了光合作用。（2）中度低温下胞间CO2浓度(Ci)降低,与Pn、Gs变化趋势一致,故气孔限制是导致其光合速率降低的主要因素;而重度低温胁迫下Ci呈现相反上升趋势,表明其光合速率降低是由非气孔限制因素导致。低温处理均增加了叶绿素a/b,可能是西瓜幼苗对光照下低温胁迫的一种自我保护机制,因为相对少量叶绿素b能避免过多吸收光能而导致光抑制。（3）低温胁迫降低了叶片PS域最大光化学效率（Fv/Fm）和光化学淬灭系数（qP）,重度低温下非光化学淬灭系数（qN）随之下降,而中度低温下qN则表现为升高,表明中度低温胁迫下西瓜幼苗能通过叶黄素循环的热耗散途径来消除天线色素捕获的过多光能以减轻对PS域的伤害,而重度低温胁迫下幼苗的这种光保护机制已丧失,其对叶片的光合机构将造成不可逆的伤害。     

叶黄素循环和光呼吸对生姜光抑制破坏的防御作用

田间生姜的光呼吸速率随光强的增加而升高，随季节和生长期的进展而降低，其日变化进程基本与ＰＦＤ同步，峰值一般出现在１０：００－１２：００；遮荫可明显降低Ｐｒ。用Ｐｒ抑制抑制Ｐｒ后光抑制加重，光化学效率和光合速率降低。     

酸黄瓜对南方根结线虫抗性的光合响应

 【目的】酸黄瓜对南方根结线虫具有高度抗性,明确其抗性的光合响应特性,为进一步抗性基因的分离及功能鉴定提供理论依据。【方法】采用温室盆栽苗期人工接种技术,研究线虫侵染对抗、感黄瓜叶片光合作用、叶绿素荧光参数及相关生理指标的影响。【结果】线虫侵染使抗病材料酸黄瓜叶绿素（Chl）含量降低幅度显著小于感病材料北京截头,酸黄瓜Chl随氮素含量降低较北京截头平缓;抗、感材料净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）下降,酸黄瓜胞间CO2浓度（Ci）下降,而北京截头Ci上升,酸黄瓜Gs对叶片相对含水量（RWC）持续下降的反应较北京截头敏感;实际光化学效率（ΦPSⅡ）、光化学猝灭系数（qP）降低幅度酸黄瓜小于北京截头,非光化学猝灭系数（qN）升高幅度酸黄瓜显著高于北京截头;酸黄瓜Pn/Ci初始斜率变化不大,而北京截头Pn/Ci急剧降低。【结论】酸黄瓜叶绿素含量下降较小,从而保持了较高的净光合速率,使线虫侵染对酸黄瓜植株生长造成的影响不大。     

外源硝酸钙对盐胁迫黄瓜幼苗生长和光合作用的影响

以较耐盐黄瓜品种新泰密刺为试材,采用营养液栽培,研究了叶面喷施Ca(NO3)2对盐胁迫(65 mmol/L NaCl)下黄瓜幼苗生长、叶片叶绿素含量、光合及叶绿素荧光参数的影响。结果表明,外源Ca(NO3)2显著提高了盐胁迫下黄瓜幼苗的干鲜重和叶片叶绿素含量;Ca(NO3)2也提高了盐胁迫下黄瓜叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、PSⅡ实际光化学效率(ФPSⅡ)、光条件下最大光化学效率(F'v/F'm)和光化学淬灭系数(qP),而对胞间CO2浓度(Ci)、暗条件下最大化学效率(Fv/Fm)和非光化学淬灭系数(qN)没有显著影响。这些结果说明外源Ca(NO3)2可能通过提高叶绿素含量和调节气孔限制,以缓解盐胁迫对黄瓜幼苗光化学效率的抑制,进而提高植株耐盐胁迫能力,促进其生长。     

Photosynthetic Characteristics of a Super High Yield Cultivar of Winter Wheat During Late Growth Period

The mechanism of high yield of winter wheat in the field at late growth period was investigated by measuring the photosynthetic characteristics of photosystem Ⅱ （PSⅡ） and xanthophylls cycle, which could provide physiological reference for breeding. Weimai 8 （W8）, a super high yield cultivar, and Lumai 14 （L14）, a control cultivar were object. The photosynthetic rate （Pn）, parameters of chlorophyll fluorescence and chlorophyll content were measured. The Pn, maximum photochemical efficiency of PSII （Fv/Fm）, quantum yield of PSII electron transport （ΦPSⅡ）, efficiency of excitation energy capture by open PSII reaction centers （Fv＇/Fm＇）, and photochemical quenching coefficient （qP） were higher in Weimai 8 compared to that in Lumai 14, a commercial high yield cultivar. Furthermore, Weirnai 8 showed a lower non- photochemical quenching coefficient and a lower de-epoxidized ratio of the xanthophyll cycle pigments than of Lumai 14 at late growth period. At mature stage, chlorophyll content of different leaves decreased both in Weimai 8 and Lumai 14. Chlorophyll content in flag, second and third leaf from the top of plant decreased more in Lumai 14 than in Weimai 8. These results suggested that Weimai 8 had more antenna pigments to absorb light energy, and had higher photosynthetic capability and photochemical efficiency of PSⅡ. The yield of Weimai 8 was also higher than that of Lumai 14.     

水杨酸对高温胁迫下黄瓜幼苗光合特性和过氧化物酶活性的影响

[目的]研究外施水杨酸( SA)对黄瓜幼苗抗高温胁迫能力的生理效应。[方法]以“津春3号”黄瓜幼苗为试验材料,对其喷施浓度分别为0.05、0.10和0.50 mmol/L的SA溶液,并进行昼(40±1)℃/夜(30±1)℃高温胁迫处理,研究黄瓜幼苗4叶期叶片光合特性、叶绿素荧光参数变化及过氧化物酶(POD)活性。[结果]高温胁迫下幼苗叶片的净光合速率(Pn)、羧化效率(CE)、表观量子效率(AQY)、光化学淬灭系数(qP)、PSⅡ实际光化学效率(фPSⅡ)、POD活性明显降低,而幼苗叶片初始荧光(Fo)、非光化学淬灭系数(NPQ)明显增加,且嫁接苗的变化趋势弱于自根苗。[结论]不同浓度的SA溶液均可抑制高温胁迫下黄瓜幼苗Pn、CE、AQY、qP、фPSⅡ、POD活性的降低和Fo、NPQ的增加,以浓度为0.10 mmol/L的SA处理效果最优。     

低温弱光对黄瓜植株生长、光合特性的影响

研究了偏低温弱光条件对5个黄瓜品种苗期植株下胚轴、真叶数、叶长叶宽、叶绿素含量、净光合速率及叶绿素光化学效率的影响。结果表明,偏低温弱光造成黄瓜下胚轴、真叶数以及叶长叶宽的生长量减少,叶片的叶绿素含量、净光合速率和叶绿素光化学效率降低。不同品种受低温弱光逆境影响的部位和程度不同。     

水杨酸对高温强光胁迫下小麦叶绿体D1蛋白磷酸化及光合机构运转的影响

[目的]研究外源SA对高温强光胁迫下小麦叶片类囊体膜D1蛋白磷酸化和光合机构运转的影响。[方法]用0.5 mmol/L水杨酸（SA）溶液预处理灌浆期小麦叶片,以水预处理为对照,将预处理植株进行高温强光[35℃,1600μmol/（m2.s）]胁迫,测定胁迫处理过程中小麦旗叶活性氧代谢、叶绿素荧光参数及D1蛋白的变化。[结果]SA预处理有效抑制了高温强光下D1蛋白的净降解,保持了较高的D1蛋白磷酸化水平,高效防护了高温强光所致的氧化损伤,维持较高的超氧化物岐化酶（SOD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性,维持了较高的通过PSⅡ电子传递速率（Fv/Fo）、PSⅡ原初光化学效率（Fv/Fm）、实际光化学效率（ФPSⅡ）、光化学猝灭系数（qP）。[结论]SA预处理明显减轻了高温强光胁迫对光合机构的损伤,保证了PSⅡ的正常运转。     

缺氮对槟榔幼苗叶片光合特性的影响

以‘热研一号’槟榔幼苗为试验材料,通过缺氮处理,观测槟榔苗生长状态;测定槟榔苗的生物量、叶绿素含量、叶绿素荧光参数,并结合气体交换指标,分析缺氮胁迫对槟榔幼苗叶片光合特性的影响。结果显示,与对照（CK）相比,缺氮胁迫下,槟榔苗地上部矮小,叶片发黄,生物量降低但差异不显著;而地下部根系发达,根冠比显著升高。缺氮处理的槟榔苗各叶序叶片叶绿素a、b含量均显著低于对照,且叶绿素b含量降低幅度更大。缺氮胁迫还导致槟榔苗各叶序叶片的光合速率、蒸腾速率、气孔导度、最大光化学效率（Fv/Fm）、实际光化学效率Y（Ⅱ）、光化学淬灭参数qP等均显著下降,而细胞间CO₂浓度、非光化学淬灭参数NPQ显著上升。缺氮胁迫还导致槟榔苗各叶序叶片的叶肉细胞密度显著低于对照。结果表明,缺氮胁迫使槟榔苗叶片叶绿素合成受到抑制,PSⅡ反应中心活性下降,光合效率降低,导致整株生物量下降;在缺氮条件下,槟榔苗会通过调整地上部与地下部的生物量的分配以维持根系与地上部的生长平衡,同时槟榔苗可通过采取降低叶绿素b在光合色素中的比例以及提高叶片厚度和上表皮细胞厚度等策略来增强热耗散机制,从而适应热带高温、强光的生存环境。