水分胁迫对紫花苜蓿叶水势、蒸腾速率和气孔导度的影响

采用盆栽水分试验,研究了不同土壤水分条件下紫花苜蓿(Medicago sativa)叶水势、蒸腾速率和气孔导度的变化规律及相互关系,以期揭示其对土壤水分胁迫的气孔响应机制。结果表明:苜蓿叶水势、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)均随水分胁迫加剧而降低,三者日变化均呈双峰曲线特征,日平均值表现为充分供水>轻度胁迫>中度胁迫>重度胁迫。最低叶水势随土壤水分降低而降低;在中度和重度胁迫下,叶水势和蒸腾速率日变化峰值出现的时间提前,当叶水势为-4.68 MPa或T_r为3.27 g·m^-2·h^-1时,气孔开始关闭;在充分供水和轻度胁迫下,T_r越高,叶水势越低,且G_s随着T_r增加而增加。叶水势的变化除受土壤水分影响外,还与叶片生长发育密切相关。     

干热胁迫对紫花苜蓿光合特性的影响

为了解紫花苜蓿（Medicago sativa L.）在干热胁迫条件下光合特性的变化规律,对其6个品种的叶片净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、胞间二氧化碳浓度（C_i）、气孔导度（G_s）、水分利用效率（WUE）进行测定。结果表明,随着干热胁迫强度的增加,各紫花苜蓿品种叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率整体呈下降趋势;而胞间二氧化碳浓度整体呈上升趋势（P<0.05）。且经过一定时间的复水处理,WL525的蒸腾速率和气孔导度得到了明显的恢复（P<0.05）,与胁迫前的状态接近,且其他品种的蒸腾速率和气孔导度也得到一定程度的恢复;而供试品种的净光合速率、胞间CO₂浓度及水分利用效率均没有得到明显改善。相关分析表明,在干热胁迫条件下,净光合速率与蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率均成极显著正相关（P<0.01）,而与胞间二氧化碳浓度成极显著负相关（P<0.01）。     

不同水分胁迫对紫花苜蓿分枝期光合性能的影响

研究水分胁迫下不同紫花苜蓿品种分枝期光合性能变化和影响因素。结果表明，敖汉苜蓿在不同水分胁迫下分枝期均保持较高的净光合速率，皇后、WL323和Vector苜蓿水分胁迫下的净光合速率较低；WL323的净光合速率随水分胁迫强度的增加而降低，Vector、皇后和敖汉苜蓿分枝期的净光合速率随水分胁迫强度的增加表现先增加后降低的趋势。通过分析水分胁迫紫花苜蓿分枝期叶片气孔导度、蒸腾速率和胞间CO2浓度的变化，认为试验中轻度和中度水分胁迫下光合速率下降的主要因素是气孔因素，重度水分胁迫下光合速率下降的主要因素是非气孔因素。     

苏打盐碱胁迫对羊草光合、蒸腾速率及水分利用效率的影响

采用温室土培试验法,研究了羊草叶片光合速率、蒸腾速率和水分利用效率等对不同苏打盐碱胁迫的响应特征。结果表明,随着模拟光辐射的增强,羊草叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度和蒸汽压亏缺等表现为升高,胞间CO₂浓度表现为降低,叶片水分利用效率则呈先升高后降低的趋势。同一光强下,随着土壤苏打盐碱胁迫程度的增大,羊草光合速率和蒸腾速率均有所下降,水分利用效率则有所升高。以光强1 500 μmol/(m²·s)为例,pH 9.78的盐碱胁迫处理的羊草光合速率和蒸腾速率分别比对照(pH 7.15)的处理降低了43.8%和51.3%。苏打盐碱胁迫下,羊草蒸腾速率的降低幅度大于光合速率降低幅度,保持了叶片较高的水分利用效率,可能是羊草适应苏打盐碱逆境的重要生理机制。     

土壤干旱胁迫对2种不同光合类型草坪草的光合特性和水分利用率的影响

以不同光合类型的草坪草--高羊茅Festuca pratensis cv.HoundogⅤ(C3植物)与钝叶草Stenotaphrum secundatum cv.Bitter blue(C4植物)为材料,植株盆钵表面覆盖度达95%以上开始断水,植物叶片出现永久萎蔫为干旱胁迫处理,正常供水为对照.结果表明:在干旱胁迫下,供试草种的叶片相对含水量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率、表观量子产额皆显著下降,而细胞间隙CO2浓度和光补偿点则明显上升,其中钝叶草的叶片相对含水量、蒸腾速率、光饱和点低于高羊茅,水分利用率、表观量子产额则高于高羊茅.由研究结果推论,相对于高羊茅,钝叶草更具有高光效、水分利用率,更适应于干旱环境.     

多年生黑麦草叶片形态与低温胁迫的生理响应

多年生黑麦草(Lolium perenne)在冬季低温多风条件下易受寒害影响,造成脱水死亡。本研究以抗寒性强品种‘Brightstar SLT’和抗寒性弱品种‘Linn’为试验材料,在自然状态下观察两种黑麦草叶片形态,测定叶片相对失水速率,并在0℃低温胁迫条件下测定相关生理指标,以探究多年生黑麦草叶片形态与其低温胁迫生理响应的关系。结果表明,自然状态下,‘Brightstar SLT’叶片气孔数量显著多于‘Linn’(P0.05),气孔长度、气孔面积、叶片表皮细胞和相对失水速率显著小于‘Linn’(P0.05)。低温胁迫后,两品种多年生黑麦草蒸腾速率和气孔导度在短时间内均升高,‘Brightstar SLT’蒸腾速率和气孔导度显著小于‘Linn’(P0.05),光合速率显著高于‘Linn’(P0.05),电解质渗透率低于‘Linn’。由此得出:抗寒品种失水速率慢,在低温胁迫条件下表现出光合能力稳定和受低温伤害程度低的特点与其气孔数目多、长度小、面积小和表皮细胞小的叶片形态紧密相关。     

酿酒葡萄叶片光合生理特性对干旱胁迫的响应

研究PEG-6000模拟干旱胁迫对酿酒葡萄幼苗光合作用的影响,明确酿酒葡萄在逆境环境中的生理生态适应性,为进一步改善酿酒葡萄生长环境,提高酿酒葡萄耐旱性和水分利用效率提供理论依据。以1年生葡萄幼苗‘霞多丽’为材料,在幼苗期对其进行5个胁迫水平(0%、5%、10%、15%、20%)的 PEG-6000人工模拟干旱胁迫,利用 Li-6400 便携式光合作用系统测定干旱胁迫下的光合生理指标,研究干旱胁迫下供试酿酒葡萄幼苗叶片光合参数的变化。结果表明,干旱胁迫会显著影响酿酒葡萄的水分变化及光合特性。不同胁迫水平下,葡萄幼苗叶片的相对含水量(RWC)随干旱胁迫时间的延长而降低;叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和RuBPase羧化酶活性均随着干旱胁迫时间的延长表现为先升高后降低趋势,且在同一胁迫时间段内,随着PEG浓度的增大,均表现出递减变化趋势;5% PEG和10% PEG处理下,从胁迫开始至结束葡萄幼苗叶片的叶绿素含量、Pn、Gs、Tr、Gi、RuBPase活性均高于对照,表明对光合作用具有一定的促进作用;15% PEG和20% PEG处理下,前期(0-24h)葡萄幼苗叶片的叶绿素含量、Pn、Gs、Tr、Gi、RuBPase活性均高于对照,但中后期(24-96h)均远小于对照,表明对光合作用具有一定的抑制作用。该研究结果对酿酒葡萄在干旱区的生产应用以及抵抗干旱逆境有着比较重要的意义。     

水分胁迫对紫花苜蓿根系吸水与光合特性的影响

变水条件下(利用PEG-6000模拟水分胁迫48 h,ψs=0.2MPa,之后复水48 h),测定紫花苜蓿(Medicago sattva L,品种阿尔冈金和陇东苜蓿)幼苗根系水力学导度与光合参数变化规律,旨在研究变水条件下紫花苜蓿光合作用的响应机制、植株水分吸收能力的变化规律及地上与地下部可能的相关关系.结果表明:干旱胁迫使得紫花苜蓿根系水力学导度(Lpr)受到显著影响.随着水分胁迫时间的延长,根系吸水能力呈现快速--缓慢下降趋势,即根系水力学导度逐渐下降,气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、净光合速率(Pn)和叶片水势亦随之而显著降低,胞间二氧化碳浓度(Ci)先随之降低但最终上升而累积.复水后,根系水导呈现缓慢--慢速的恢复趋势,Pn、Gs、Tr、叶片水势随着根系水导速率的增加而逐渐恢复;Ci则随复水时间的延长而逐渐下降.但各参数除Ci外,均没有恢复到胁迫前水平.紫花苜蓿根系水导与光合参数在复水后的恢复程度说明,紫花苜蓿对干旱逆境的抵御与适应能力相对较弱,但陇东苜蓿对水分胁迫的忍耐能力强于阿尔冈金.     

樟树光合作用“午休”现象初步探讨

本文利用Li-6400XT便携式光合作用分析系统,对生长在自然状态下的樟树(Cinnamomum camphora)从8:00到18:00以2h间隔进行光合作用测定,其结果表明(1)樟树具有显著光合作用的"午休"现象。(2)高VPD对蒸腾速率有双重效应:一方面导致气孔关闭,降低蒸腾速率;另一方面曾加水汽饱和差梯度而增强蒸腾速率。(3)水分利用效率(WUE)日变化趋势与净光合速率日变化接近,而内在水分利用效率日变化趋势不明显。(4)中午前后由于饱和水汽压差(VPD)加大、温度上升导致气孔导度关闭和光化学系统的活性降低是造成樟树"午休"现象原因。     

模拟酸雨胁迫对夏枯草抗氧化酶活性和光合参数的影响

以夏枯草为材料,采用营养液模拟酸胁迫环境,研究不同梯度pH营养液(pH 4.5、4.0、3.5、3.0)对夏枯草抗氧化能力、叶绿素含量及光合能力的影响。结果表明:随着营养液pH值降低,夏枯草叶片过氧化物酶和抗坏血酸过氧化物酶活性、丙二醛含量和相对电导率均呈现上升趋势;超氧化物歧化酶活性、可溶性蛋白含量、水分利用效率和气孔限制值均呈现先上升后下降趋势;叶绿素、类胡萝卜素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、过氧化氢酶活性均呈现下降趋势;胞间CO_2浓度呈现先下降后上升的趋势。在pH值为3.5～4.5范围内,夏枯草净光合速率下降是由气孔因素引起;在pH 3.0处理下,夏枯草净光合速率显著下降是由非气孔因素引起。由此可见,夏枯草可以通过提高部分抗氧化酶活性来抵御酸胁迫伤害。     

干旱胁迫下本氏针茅光合特性和水分利用效率日动态研究

采用盆栽和人工控制土壤水分的方法,使用Li-6400便携式光合测定系统观测本氏针茅(Stipa bungeana)光合生理生态特征的日变化.结果表明:在不同土壤水分状况下,本氏针茅净光合速率日变化曲线均呈"双峰"型,并有不同程度的"午休"现象,且上午的净光合速率明显高于下午,随着土壤水分的升高而增加;蒸腾速率日变化曲线也呈"双峰"型,表现为较高土壤水分处理针茅具有较高的蒸腾速率;气孔导度受水分和光热胁迫的影响,日变化曲线呈凹型;胞间CO₂浓度受空气CO₂浓度和气孔导度的双重影响,呈现早晚高,正午低的日变化进程;水分利用效率最高值出现在上午较早的时段,随着土壤水分的增加,水分利用效率却降低.     

水分胁迫对绢毛委陵菜叶绿体超微结构及光合生理因子的影响

以绢毛委陵菜(Potentilla sericea)为材料,通过盆栽试验进行水分胁迫处理并分析幼苗叶片超微结构与净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、水分利用率(WUE)的关系。结果表明,未胁迫的叶肉细胞结构完整。叶绿体基粒片层结构清晰,基粒数目多且排列整齐,基粒类囊体排列致密,类囊体片层叠垛整齐。叶绿体嗜锇程度低,嗜锇颗粒少,且体积小;随着自然失水胁迫程度的加强,叶绿体基粒和膜结构断裂,片层排列紊乱,基粒垛叠程度下降;线粒体双膜结构膨大或破裂,内含物流出,嵴减少。光合作用与叶绿体的结构变化相关,随着土壤逐步干旱和叶绿体受损程度的加重,Pn、Tr、WUE有所下降。表明在干旱胁迫下绢毛委陵菜通过改变叶绿体结构和光合生理因子来提高抗旱性。     

尖叶石竹蜡质突变体的耐盐生理响应

盐胁迫会引起植物的渗透胁迫、离子毒害,导致细胞失水、光合和呼吸作用受到抑制,进而影响植物的生长和发育.植物表皮蜡质可以阻止叶片的非气孔失水,减少蒸腾,减缓植物因胁迫而引起的生理干旱.本研究以观赏性草坪草尖叶石竹(Dianthus spiculifolius)的野生型(wild-type,?WT)和表皮蜡质增强突变体(wax?mutant,?WM)为材料,比较了两者在NaCl胁迫下的表型和生理生化指标的变化规律.结果表明:蜡质突变体在NaCl胁迫下维持了更高的水分含量从而表现出更好的耐盐表型.此外,蜡质突变体在NaCl胁迫下显示出更高的过氧化物酶和过氧化氢酶活性、可溶性糖含量、脯氨酸含量、光合能力以及更低的丙二醛含量.脱蜡试验显示,蜡质突变体与野生型在盐胁迫下的相对含水量和持水力差异与表皮蜡质直接相关.本研究表明表皮蜡质在植物应答盐胁迫中具有重要作用.     

NaCl胁迫对结缕草生长及光合生理的影响

为研究NaCl胁迫对结缕草(Zoysia japonica)生长及光合生理的变化规律,采用盆栽试验观测不同浓度(0, 100, 200, 300, 400和500 mmol·L^-1)NaCl溶液处理对结缕草生长及光合生理的影响。结果表明:在NaCl处理第7, 14和21 d,当NaCl浓度为300, 400和500 mmol·L^-1时,结缕草的相对生长速率、生物量和叶片相对含水量均显著低于对照;随NaCl浓度的增加,结缕草相对电导率、丙二醛含量和可溶性蛋白含量均有增加的趋势,且NaCl胁迫第21 d时,400和500 mmol·L^-1 NaCl浓度处理使结缕草相对电导率、丙二醛含量和可溶性蛋白含量均显著高于对照。结缕草的相对生长速率、生物量和叶片相对含水量均随胁迫时间的延长而显著降低,结缕草相对电导率、丙二醛含量、可溶性蛋白含量均随胁迫时间的延长而显著升高。随NaCl胁迫程度的增加结缕草的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、叶片水分利用效率(WUE)呈逐渐降低的趋势,且500 mmol·L^-1 NaCl浓度处理比对照显著降低;分别在NaCl胁迫第14和21 d时,500 mmol·L^-1 NaCl浓度处理与对照相比,结缕草的胞间CO₂浓度(C_i)和气孔限制值(L_s)显著增加,说明盐胁迫对结缕草光合作用的影响在盐胁迫早期是由气孔限制导致的,在后期是由非气孔因素导致的。     

水分胁迫下钾对岸杂一号(Cynodon dactylon(L.)Pars.)光合作用的影响

研究了两种浓度PEG—6000造成的水分胁迫下,钾对C_4型牧草良种岸杂一号狗牙根光合作用的影响,同时探讨了光合作用的气孔限制问题。试验结果表明,-2.5bar胁迫下,高钾使气孔阻力变化更加明显,而叶肉细胞的羧化活性并未受到影响;-4.7bar胁迫下,气孔因素对光合速率的影响,高K~+处理大于低K~+处理,且高K~+可减轻净光合速率的降低,还可维持相对较大的共质体体积,推测这可能是高K~+部分地逆转水分胁迫抑制光合作用的机制之一。因此认为,C_s的大小并不总是光合作用的主要限制因素。     

渗透胁迫下紫花苜蓿幼苗气孔运动与光合作用的关系

以紫花苜蓿品种维多利亚（Medicago Sativa L.'victorian'）为材料,15% PEG-6000（TM）模拟渗透胁迫,水培法研究渗透胁迫对幼苗气孔、光合蒸腾及生长的影响。结果表明：胁迫第7天时CK与TM相比,苜蓿幼苗气孔密度、长度、宽度和气孔开度宽分别减少了55%,46.9%,12%和56%（P<0.05）;蒸腾速率（Tr）、水分利用效率（WUE）和光能利用率（LUE）分别降低了37%,30%和33.3%（P<0.05）;苜蓿地上部分株高和地下部分根长、侧根数分别下降了22.3%,4.0%和34.9%（P<0.05）。苜蓿的株高与净光合速率（Pn）呈极显著正相关（r=0.830）,与气孔导度（Gs）呈显著负相关（r=-0.720）,蒸腾速率（Tr）与根长、株高、侧根数呈极显著负相关,（r=-0.910,r=-0.980,r=-0.890）。综上,渗透胁迫影响了气孔开度和密度造成蒸腾变化,体内有效水分利用率降低而改变光合能力,苜蓿生物量出现显著下降,这可能是渗透胁迫下苜蓿产量降低的主要因素之一。     

渗透胁迫下紫花苜蓿幼苗气孔运动与光合作用的关系北大核心CSCD

以紫花苜蓿品种维多利亚(Medicago Sativa L.‘victorian')为材料,15%PEG-6000(TM)模拟渗透胁迫,水培法研究渗透胁迫对幼苗气孔、光合蒸腾及生长的影响。结果表明:胁迫第7天时CK与TM相比,苜蓿幼苗气孔密度、长度、宽度和气孔开度宽分别减少了55%,46.9%,12%和56%(P<0.05);蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)和光能利用率(LUE)分别降低了37%,30%和33.3%(P<0.05);苜蓿地上部分株高和地下部分根长、侧根数分别下降了22.3%,4.0%和34.9%(P<0.05)。苜蓿的株高与净光合速率(Pn)呈极显著正相关(r=0.830),与气孔导度(Gs)呈显著负相关(r=-0.720),蒸腾速率(Tr)与根长、株高、侧根数呈极显著负相关,(r=-0.910,r=-0.980,r=-0.890)。综上,渗透胁迫影响了气孔开度和密度造成蒸腾变化,体内有效水分利用率降低而改变光合能力,苜蓿生物量出现显著下降,这可能是渗透胁迫下苜蓿产量降低的主要因素之一。     

干旱胁迫下硅对肥皂草光合特性的影响

本研究在模拟正常水分、中度干旱、重度干旱条件下对肥皂草(Saponaria officinalis)施加不同浓度的硅,测定其叶片光合指标及叶绿素含量,并对光响应曲线进行拟合,明确各处理下的肥皂草叶片的光响应参数。结果表明,施硅使正常水分条件下的光补偿点降低,其余各项指标均增高;施硅使两种干旱胁迫下的净光合速率、叶绿素含量、最大净光合速率、暗呼吸速率、光饱和点和表观量子效率等增高,气孔导度、蒸腾速率和光补偿点降低。其中0.3和0.4g SiO_2·kg~(-1)干土硅添加处理效果较好。说明施硅可以使肥皂草光合呼吸作用加强,从而更好地利用光能和调节自身新陈代谢,并有效缓解干旱造成的损害。     

土壤水分胁迫对荻光合生理特性的影响

本研究对荻（Miscanthus sacchariflorus）的实生苗进行了4种土壤水分胁迫[对照（保持田间最大持水量的80%,下同）、轻度水分胁迫（65%）、中度水分胁迫（45%）和重度水分胁迫（30%）]的盆栽试验,以研究不同程度土壤水分胁迫对荻光合生理特性的影响。在胁迫过程中,随着水分胁迫程度的增加,荻的叶片相对含水量（RWC）、比叶重（SLW）、叶绿素（Chl）含量、最大净光合速率(Pmax)、表观量子效率(AQE)、暗呼吸速率(Rd)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)、光饱和点(LSP)和光补偿点(LCP)呈下降趋势,各胁迫处理与对照差异显著(P＜0.05);气孔限制值(Ls)呈上升趋势,各处理间差异显著(P＜0.05);水分利用效率(WUE)先上升后下降,各处理间差异显著(P＜0.05)。荻叶片的气体交换参数与生理指标对水分胁迫的适应能力较差,可塑性较低。     

干旱胁迫下紫花苜蓿叶片代谢组分析及气孔调节物质的筛选

为阐明干旱胁迫下紫花苜蓿叶片的代谢变化，筛选并鉴定影响叶片蒸腾和气孔的物质为开发苜蓿气孔剂提供理论依据，本研究采用超高效液相色谱串联质谱法对不同程度脱水胁迫处理的紫花苜蓿‘雷达克之星’(Medicago sativa L.‘Ladak⁺’)叶片进行代谢组测定，分析外源差异代谢物对苜蓿蒸腾和气孔开度的影响。结果表明，干旱导致苜蓿叶片碳氮代谢失衡，脱落酸、愈伤酸含量显著增加，谷胱甘肽循环增强和渗透调节物质明显积累使苜蓿的抗氧化能力和渗透调节能力提高。外源棉子糖能够促进紫花苜蓿叶片气孔关闭，并且棉子糖与脱落酸有协同作用，促进脱落酸诱导的气孔关闭；维生素B₆能够促进气孔打开，并且维生素B₆与脱落酸有拮抗作用，抑制脱落酸诱导的气孔关闭。总之，干旱引起苜蓿叶片中多种代谢物含量变化，其中棉子糖、维生素B₆对苜蓿叶片气孔有调控作用。