不同光强与低温交叉胁迫下黄瓜PSⅠ与PSⅡ的光抑制研究

 【目的】探讨低温胁迫下不同光强对黄瓜光系统Ⅰ（PSⅠ）和光系统II（PSⅡ）的影响以及低温胁迫下两个光系统之间的相互作用机制。【方法】以冷敏感黄瓜品种津春4号为试材,通过同时测定黄瓜叶片叶绿素荧光快速诱导动力学曲线和对820 nm光的吸收曲线,结合叶绿素荧光淬灭分析,探讨了低温（4 ℃）与不同光强（0,100,200,400μmol•m-2•s-1）结合处理对黄瓜PSⅠ和PSⅡ活性的影响。【结果】低温下,随过剩激发能（（1-qP）/NPQ）的增加,PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）持续下降; 在过剩激发能较低时,PSⅠ活性（△I/Io）也随过剩激发能的增加而明显下降,但是当过剩激发能增加到一定程度时,PSⅠ活性不再随过剩激发能的增加而明显下降。【结论】在低温下,过剩激发能不但能够抑制黄瓜PSⅠ的活性也能抑制PSⅡ的活性,但是当过剩激发能增加到一定程度时,PSⅡ光化学活性的显著下降减少了光合电子向PSⅠ的供应,避免了PSⅠ光抑制的进一步加剧。     

北京地区大叶黄杨春初返青过程的叶绿素荧光动力学研究

该文利用调制式荧光仪与氧电极技术,研究北京地区大叶黄杨在春初返青过程中的荧光动力学及光合放氧的变化,探讨常绿阔叶植物在北方越冬过程中抵御逆境的适应机制,同时借助稳态荧光动力学曲线的变化揭示植物返青过程光暗反应的动态变化。结果表明:冬季大叶黄杨阳生叶与阴生叶的PSⅡ光化学效率、光合速率均很低;光合电子传递不通畅,低温强光双重胁迫导致阳生叶比阴生叶的电子链阻塞更严重;捕光天线系统遭遇破坏,这是植物减少过多激发能对PSⅡ反应中心破坏的一种光保护机制;PSⅡ保持较高的开放程度,借此减小激发能在供体侧积累对反应中心造成的伤害;同时非线性电子传递和天线系统之外的能量耗散是大叶黄杨越冬过程重要的光保护机制。初春随着温度的回升,捕光天线系统、光合电子链的活性、光合速率逐渐恢复。倒春寒发生时,大叶黄杨再次发生光抑制现象。      

北京地区大叶黄杨越冬进程中光系统Ⅱ的行为特征

利用PAM2100调制式叶绿素荧光仪与氧电极技术,监测常绿阔叶植物大叶黄杨在北京地区越冬进程中光系统Ⅱ(PSⅡ)行为特征的转变。结果表明:随着越冬进程的推进,光合放氧速率和PSⅡ光化学效率相继降低,阳生叶降低的幅度均比阴生叶大。深冬,阳生叶的荧光诱导曲线的动力学变化完全消失,而阴生叶能保持一定的荧光动力学变化。同时,植物采取多种防御措施相互配合,保护PSⅡ反应中心:首先,初始荧光(Fo)与最大PSⅡ光化学效率(FV/Fm)同步降低,表明植物通过减小捕光天线系统的方式减少过多光能对PSⅡ反应中心的激发压;其次,光化学猝灭(qP)始终较高,表明PSⅡ通过保持较高的开放程度,减少激发能在PSⅡ供体侧的积累;最后,非线性电子传递与天线系统之外的热耗散是大叶黄杨越冬进程重要的光保护机制。     

遮阴后不同小麦品种(系)旗叶光系统Ⅱ(PSⅡ)对强光的响应

以两个小麦品种(系)01-35和L-14为材料,通过测定强光处理后叶片的叶绿素荧光诱导动力学曲线,研究了强光对不同光强下生长的小麦叶片光系统Ⅱ的影响。结果表明,遮阴下生长的小麦01-35强光处理后其PSⅡ只有受体侧受到伤害,而L-14叶片PSⅡ的供体侧、受体侧和反应中心都受到伤害。因此,01-35在遮阴解除后对强光的耐受性更强。     

适当遮光对高温强光下番茄幼苗叶片光合功能的影响

以番茄品种辽园多丽为试验材料,研究适当遮光对番茄越夏栽培过程中常遭遇的高温强光(HH, high temperature and highlight)对叶片光系统Ⅱ及光合机构恢复能力的影响。结果表明:HH和HH下适当遮光(HL, HH with proper shading)均导致番茄幼苗叶片的光合作用效率显著降低,非气孔性限制起主导作用。番茄幼苗叶片PSⅡ反应中心活性降低,PSⅡ电子传递受阻,PsbO和PsbA基因相对表达量降低,即HH和HL对番茄幼苗叶片的主要作用位点为PSⅡ供体侧放氧复合体(OEC)和PSⅡ受体侧QA向QB的传递过程,其原因主要与OEC功能的破坏及D1蛋白的降解有关。HH胁迫下PsbA基因相对表达量降低幅度大于PsbO,并且标准化OJIP曲线上2 ms处相对可变荧光(VJ)的增加幅度大于0.3 ms处相对可变荧光(VK);HL胁迫下PsbA和PsbO基因相对表达量均有降低,但幅度小于HH。说明HH胁迫对番茄幼苗PSⅡ受体侧的伤害程度大于供体侧,HL胁迫下番茄PSⅡ供体侧和受体侧均有损伤,但伤害程度较弱。经12 h恢复后,HH和HL的光合作用能力均有不同程度的提高,...     

水分胁迫对不同甘蔗品种叶绿素a荧光动力学的影响

利用ＯＳ５－ＦＬ调制式叶绿素荧光分析仪研究水分胁迫对不同甘蔗品种叶片叶绿素ａ荧光动力学的影响,结果表明：水分胁迫下蔗叶可变荧光产量下降,Ｔ１／２减少,蔗叶光系统Ⅱ（ＰＳⅡ）原初光能转换效率和ＰＳⅡ潜在活性降低;蔗叶可变荧光衰减能力下降,光合作用潜在活力降低,影响光合电子传递和ＣＯ２同化的正常进行,表现为可变荧光淬灭速率减慢,荧光下降比值变化小,光合量子产额减少,同时还讨论了水分胁迫对蔗叶不合作用影     

钾钠互作对棉花光系统Ⅱ和光系统Ⅰ荧光参数的影响

了解钾离子与钠离子之间的相互作用和对植物的生理效应，对于缓解钾肥资源短缺、提高缺钾土壤和盐地作物的产量有着重要意义。钾和盐胁迫影响了棉花生长，但两者相互作用对光合系统特别是光系统Ⅰ(PSⅠ)光化学效率等荧光参数的差异影响尚不清楚。本试验在温室条件下，测定低钾、盐胁迫和低钾+盐胁迫处理对棉株生长及叶绿素荧光参数的影响。低钾、盐胁迫及低钾+盐胁迫处理均显著制约了棉株的生长，但低钾条件下适宜的钠及盐胁迫下适宜的钾均显著促进了棉株生长。其中，低钾条件下适宜的钠使棉株根和叶面积恢复到CK水平，且茎和叶的生长也得到一定的恢复，盐胁迫下适宜的钾能恢复棉株根、茎、叶生长，特别是叶生长。此外，与对照相比，低钾、盐胁迫及低钾+盐胁迫处理均不同程度地影响了光合系统的荧光参数。与低钾+盐胁迫处理相比，低钾条件下适宜的钠显著降低了PSⅡ的光化学淬灭q_P和实际光化学效率Y(Ⅱ)、PSⅠ的实际光化学效率Y(Ⅰ)、由供体侧限制引起的非光化学能量耗散的量子产量Y(ND),显著增加了PSⅡ的调节性能量耗散量子产量Y(NPQ)和PSⅠ受体侧限制引起的非光化学能量耗散的量子产量Y(NA)。与低钾+盐胁迫...     

淹水胁迫对紫丁香幼苗叶片PSⅡ光化学活性的影响

[目的]为深入研究紫丁香的不耐淹水特性提供理论数据.[方法]在盆栽条件下,研究了紫丁香幼苗叶片PSⅡ光化学活性对淹水胁迫的响应.[结果]淹水前6d对紫丁香幼苗叶片PSⅡ光化学活性的影响较小,而淹水6d后紫丁香幼苗叶片Fv／Fm和PIABS明显降低.快相叶绿素荧光动力学参数的研究结果表明,PSⅡ光化学活性降低,而电子由Pheo向QA的传递在淹水胁迫下未受明显的抑制.淹水胁迫下紫丁香幼苗叶片单位反应中心吸收光能ABS/RC增加.[结论]PSⅡ光化学活性对淹水胁迫较敏感.长期的淹水胁迫导致紫丁香幼苗叶片PSⅡ发生明显的光抑制.淹水胁迫导致紫丁香幼苗叶片PSⅡ电子受体侧由QA向QB的传递受阻,从而导致QA被过度还原,QA大量积累.淹水胁迫导致紫丁香幼苗有活性PSⅡ反应中心数量降低,通过以剩余有活性反应中心的功能增强的方式来维持淹水胁迫下PSⅡ的光能供应.     

铬胁迫对烟草叶片叶绿素荧光特性和活性氧代谢系统的影响

以福建省主栽烟草品种翠碧1号、K326和云烟87为材料,采用土培方法研究了铬(Cr)胁迫对烟草叶绿素荧光特性和活性氧代谢系统的影响。结果表明,以吸收光能为基础的总性能指数PIABS呈显著下降趋势,Cr胁迫首先影响了PSⅡ对光能的吸收和电子传递,降低PSⅡ反应中心活性,引起了发生在从PSⅡ供体侧(即OEC)到PSI末端电子受体还原整个光合电子传递链的光抑制伤害;铬添加量为30、60、90 mg/kg时,3种烟草叶绿素荧光诱导动力学曲线(O-J-I-P曲线)初始值与对照相比差异不大,未出现明显的K点;当铬添加量为90 mg/kg时,J-I-P段荧光值显著下降;低Cr添加量对烟草叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性有促进作用,高添加量则表现为抑制作用;烟草叶片过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量随Cr添加量的增加呈明显上升趋势,表明高浓度Cr胁迫对烟草叶片膜脂系统造成了氧化损伤,并超出了细胞内部的活性氧清除能力。铬对3个烟草品种的影响无显著差异。     

镉对玉米叶片光系统活性的影响

 【目的】研究Cd对玉米叶片光系统活性的影响及其抑制光合性能的作用位点与方式,为进一步解释Cd对玉米叶片光合机构伤害机理提供理论依据。【方法】以郑单958和登海661为供试材料,3叶期开始以Hoagland营养液为养分来源,设置4个不同浓度Cd处理连续培养40 d,选择第8片展开叶测定气体交换参数、叶绿素荧光诱导动力学曲线及820 nm光吸收曲线,分析Cd抑制玉米叶片光合机构性能的主要原因。【结果】Cd胁迫下,PSⅡ电子供体侧K点荧光（Wk）和受体侧J点荧光（Vj）明显增加,与受体侧相比,供体侧性能下降导致PSⅡ性能（Ψo）降低。Cd胁迫使RuBP羧化酶活性和光能产物（NADPH）利用率显著降低,PSI电子积累量上升,RuBP羧化酶活性的下降使PSI 820 nm光吸收量（ΔIR/Io）快速降低,PSⅡ与PSI性能下降比率不同,造成两光系统协调性（Φ(PSI/PSⅡ)）降低。【结论】Cd抑制叶片Pn由非气孔因素引起。Cd降低羧化系统活性,导致光能转化为化学能过程受阻,使过剩电子大量积累于PSI处;随Cd浓度增加,PSI性能降幅显著高于PSⅡ,二者协调性降低,导致Pn降低。     

牡丹早衰与晚衰品种在衰老过程中光系统活性的变化

为了探讨牡丹在衰老过程中叶片光合机构活性的变化与光合能力的维持关系,本试验以早衰品种‘肉芙蓉,和晚衰品种‘卷叶红’为材料,通过快速叶绿素荧光诱导动力学测定技术(JIP test)和820 nm光吸收技术,研究牡丹在衰老过程中的净光合速率(Pn)、叶绿素含量及光合机构活性的变化.结果表明:在衰老进程中,牡丹Pn和叶绿素含量以相同的趋势下降,肉芙蓉’快于‘卷叶红’的下降.通过对荧光参数的分析,发现牡丹叶在衰老时,PSⅡ电子受体侧受到的伤害大于电子供体测,而单位面积有活性的反应中心数量(RC/CSo)显著下降,同时PS Ⅰ的活性也大幅下降.无论PSⅡ还是PS Ⅰ的活性,肉芙蓉’的下降幅度都大于‘卷叶红’.由此得出:PS Ⅰ和PSⅡ光系统活性的快速下降和光合电子传递能力的衰退是牡丹叶片光合能力迅速下降的重要原因之一.     

风箱果和紫叶风箱果叶片光系统Ⅱ功能对秋季低温的响应

以风箱果(Physocarpus amurensis Maxim)和紫叶风箱果(Physocarpus opulifolius"Diabolo")为材料,利用快速叶绿素荧光动力学技术研究了两种植物叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)特点对北方秋季自然低温胁迫的响应。结果表明:在正常温度时,风箱果和紫叶风箱果叶片的叶绿素荧光参数均无显著差异;在秋季低温胁迫时,风箱果叶片的快速叶绿素荧光诱导动力学(OJIP)曲线变化幅度明显大于紫叶风箱果,其PSⅡ反应中心光化学活性对低温胁迫更为敏感,风箱果叶片J点和K点相对可变荧光强度(VJ和VK)增加幅度明显大于紫叶风箱果,风箱果叶片PSⅡ供体侧放氧复合体(OEC)活性和受体侧电子由初级电子受体(QA)向次级电子受体(QB)的传递过程更易受到低温的抑制。紫叶风箱果叶片超氧阴离子(O-2)产生速率和H2O2质量摩尔浓度,在秋季低温胁迫时的增加幅度明显小于风箱果,L点的相对可变荧光强度(VL)增加幅度也明显小于风箱果,活性氧导致风箱果叶片类囊体膜的损伤程度大于紫叶风箱果。在秋季低温胁迫时,紫叶风箱果光合机构的伤害程度明显低于风箱果;在高寒区秋季,紫叶风箱果比风箱果更具有抗寒性。     

淹水条件下紫丁香幼苗叶片的PSⅡ能量分配特点

[目的]为探究淹水条件下紫丁香幼苗叶片PSⅡ能量分配特点.[方法]在盆栽条件下,利用叶绿素快相荧光动力学曲线研究胁迫对紫丁香叶片PSⅡ能量分配的影响.[结果]淹水胁迫下紫丁香幼苗叶片单位反应中心吸收光能ABS/RC增加,其原因可能是由于在淹水胁迫导致紫丁香幼苗有活性PSⅡ反应中心数量降低的情况下,通过以剩余有活性反应中心的功能增强的方式来维持淹水胁迫下PSⅡ的光能供应.在剩余有活性PSⅡ反应中心吸收光能增强造成PSⅡ反应中心压力增大的情况下,紫丁香幼苗叶片PSⅡ反应中心的光能分配参数发生了明显的改变,淹水6d后紫丁香幼苗叶片PSⅡ反应中心吸收光能用于光化学反应的量子产额（ΦNSⅡ）明显降低,而失活PSⅡ反应中心的热耗散量子产额（ΦNF）明显增加,说明淹水胁迫导致紫丁香幼苗叶片PSⅡ反应中心光化学效率降低,失活反应中心的比例也随着淹水时间的延长而增加.但在淹水过程中紫丁香幼苗叶片Φf,D呈增加趋势,而ΦNPQ呈先增加后降低趋势.[结论]紫丁香幼苗不但可以通过热能和荧光的形式耗散过剩光能,而且可以通过启动依赖于叶黄素循环的非辐射能量耗散过程来调整过量能量的耗散,以降低PSⅡ反应中心过剩光能的压力,但是在淹水第10天开始ΦNPQ却呈降低趋势,说明在长期淹水胁迫下这种光保护机制的作用逐渐降低,从而导致光能分配到失活反应中心的比例剧增.     

低温胁迫对 Acacia holosericea PSⅡ反应中心的影响

用拉曼技术研究低温胁迫及光胁迫条件下,高原植物绢毛相思 (Acacia holosericea) PSⅡ反应中心的变化,所测得的拉曼谱表明,在低温胁迫条件下,光诱导的光抑制更为严重,表现为光强下降,但低温胁迫再加光胁迫测得光强反而上升,较好的体现了绢毛相思在光合作用方面的抗逆性.并且PSⅡ反应中心复合物为全反式构型.     

水分胁迫对甘蔗叶片光合性能的影响

植物体内叶绿素荧光是探测和分析植物光合功能的一个重要手段 ,为研究 PS 及其光合电子传递提供了丰富的信息 ,是研究植物光合生理与逆境胁迫关系的理想探针〔1,2 ,4〕。人们利用荧光分析方法研究了低温、高温、水分及盐分等主要环境因子对植物光合作用的影响〔5〕,并在多种作物上尝试利用 ,然而在甘蔗上未见相关报道。本文研究了水分胁迫对蔗叶叶绿素 a荧光诱导动力学的影响 ,为甘蔗抗旱育种提供可供借鉴的技术和方法。1　材料与方法供试材料为福农 81 -74 5(F.A.81 -74 5)、粤糖 86-3 68(Y.T.86-3 68)、桂糖 89-5(G.T.89-5)、闽糖 88-…     

桑树叶片光系统Ⅱ对NaCl和Na2CO3胁迫的响应

为探讨桑树叶片PSⅡ在中性盐NaCl和碱性盐Na2CO3胁迫下的生理响应,采用快相叶绿素荧光技术研究了不同浓度的NaCl和Na2CO3溶液中PSⅡ功能的快速响应。结果表明：NaCl浓度低于100mmol/L时,叶绿素荧光参数没有明显变化;超过100mmol/L时,桑树叶片的QA被完全还原时所需要的能量（Sm）、吸收光能...     

氮素形态对马铃薯叶片光合色素及其荧光特性的影响

基于不同形态的氮素营养栽培试验,分析了不同氮素形态下马铃薯叶片光合色素含量的变化及其与叶绿素荧光动力学参数之间的关系.结果表明:不同形态的氮素营养对马铃薯叶片中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量均产生了较大的影响,其中在发棵期和结薯期表现得较为明显.但不同形态的氮素营养对叶绿素a与叶绿素b含量的比值影响不大,从幼苗期至结薯期均无显著差异(P＞0.05).此外,本研究还发现,以叶绿素a、叶绿素b和类胡萝素3种光合色素的含量作为模型自变量,所建立的叶片PSⅡ光化学效率及PSⅡ潜在活性的三元回归模型具有较高的精度,各生育时期所对应的模型决定系数均在0.865以上,能够较好地反映马铃薯叶绿素荧光动力学参数与叶片光合色素含量之间的关系.研究结果对马铃薯氮肥的高效管理具有指导意义.     

干旱胁迫对双季超级晚稻PSⅡ的影响

利用OS30P+叶绿素荧光仪测定不同干旱胁迫持续天数的双季超级晚稻叶片叶绿素荧光参数,以研究干旱胁迫对晚稻叶片PSⅡ的影响。结果表明:干旱胁迫15 d对超级晚稻的快速叶绿素荧光诱导参数影响不显著;干旱胁迫20 d后,超级晚稻的DI_0/RC和ψ_O显著增加,φ_(PO)、RC/CS和VJ显著降低;干旱胁迫30 d后,超级晚稻的ABS/RC、TR_0/RC、DI_0/RC和VJ都显著增加,φ_(PO)、ψ_O和φ_(EO)显著降低。说明干旱胁迫处理20 d后开始显著影响超级晚稻的PSⅡ。     

干旱胁迫对双季超级晚稻PSⅡ的影响

利用OS30P+叶绿素荧光仪测定不同干旱胁迫持续天数的双季超级晚稻叶片叶绿素荧光参数,以研究干旱胁迫对晚稻叶片PSⅡ的影响。结果表明:干旱胁迫15 d对超级晚稻的快速叶绿素荧光诱导参数影响不显著;干旱胁迫20 d后,超级晚稻的DI_0/RC和ψ_O显著增加,φ_(PO)、RC/CS和VJ显著降低;干旱胁迫30 d后,超级晚稻的ABS/RC、TR_0/RC、DI_0/RC和VJ都显著增加,φ_(PO)、ψ_O和φ_(EO)显著降低。说明干旱胁迫处理20 d后开始显著影响超级晚稻的PSⅡ。     

杜鹃红山茶叶片叶绿素荧光对干旱胁迫及复水处理的响应

分析研究了国家一级保护珍稀濒危植物杜鹃红山茶(Camellia changii Ye)叶片在不同程度干旱胁迫及复水条件下叶绿素荧光参数的变化特性及抗氧化酶代谢情况,初步探讨了杜鹃红山茶对干旱胁迫的响应适应性。结果表明,杜鹃红山茶通过PSⅡ系统和抗氧化酶系统应对外界的干旱胁迫,重度干旱胁迫使杜鹃红山茶的PSⅡ受到损害,光合电子传输能力下降,但一定程度的干旱处理有利于提高PSⅡ反应中心开放部分的比例。研究结果为栽培生产杜鹃红山茶提供参考,使其更好地适应干旱逆境。