γ-氨基丁酸对高温胁迫下黑麦草光合特性及碳水化合物代谢的影响

以热敏感品种顶峰(Pinnacle)为试验材料,研究了热胁迫下(35℃/30℃,昼/夜)施用外源γ-氨基丁酸(GABA)对黑麦草生长、光合及叶绿素荧光特性、碳水化合物含量及其代谢关键酶基因表达的影响。结果表明,热胁迫造成黑麦草生长减弱,膜透性增加,光合色素含量下降,光合能力和碳水化合物含量显著降低,糖代谢关键酶(蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶和转化酶)基因在短时间内(5d)表达显著上调,随后下降;外源施用GABA显著缓解了高温对黑麦草生长的抑制作用,提高了高温胁迫下光合色素和碳水化合物含量,净光合速率(Pn)、气孔导率(Gs)、蒸腾速率(Tr)、CO2羧化效率(CE)、最大光合速率(Amax)和光化学效率(Fv/Fm)、Rubisco最大羧化速率(Vcmax)和RuBP再生速率(Jmax)、光化学猝灭系数(qP)、电子传递速率(ETR)和PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)显著升高,而气孔限制值(Ls)、CO2补偿点(CP)和非光化学猝灭系数(NPQ)显著降低。施用外源GABA降低了高温胁迫下叶片气孔和非气孔限制值,缓解了高温对叶片PSⅡ反应中心的抑制,增强了糖代谢关键酶基因表达的水平,提高了碳水化合物含量,因此有效的提高了黑麦草的耐高温能力。     

高温胁迫下银杏离体枝条叶片的叶绿素荧光特性

银杏是一种重要经济树种,随着全球气温升高,高温适应性问题已经影响了其在低纬度区域的栽培。为了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 ℃、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。本研究表明,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。     

高羊茅种质光合及叶绿素荧光参数对高温胁迫的响应

以21个高羊茅(Festuca arundinacea)种质为试材,在室内模拟35℃和45℃高温胁迫,测定了各高羊茅种质光合和叶绿素荧光参数,探讨高羊茅对高温胁迫的光合适应机制,并利用隶属函数法综合评价种质间耐热性强弱。研究结果表明,高温胁迫对光合参数和叶绿素荧光参数的影响非常显著(P< 0.05)。随着高温胁迫强度的增加,各高羊茅种质的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光量子产量(Yield)和光化学猝灭系数(qP)等参数均呈下降趋势;而叶片非光化学荧光猝灭系数(NPQ)则呈现先升高后降低的变化趋势。利用隶属函数法综合3个温度梯度下21个高羊茅种质的综合耐热D值,可以推测出各种质耐热性顺序为:Ⅲ-17> Ⅲ-3> Ⅱ-11> Ⅰ-17> Ⅰ-7> Ⅰ-4> Ⅳ-3> Ⅳ-2> 水城> Ⅱ-13> Ⅱ-10> Ⅰ-12> Ⅳ-1> Ⅳ-5> Ⅱ-3> 黔草1号> Ⅲ-8> Ⅲ-11> Ⅳ-4> Ⅰ-20> Ⅱ-15。     

γ-氨基丁酸对高温胁迫下黑麦草光合特性及碳水化合物代谢的影响

以热敏感品种顶峰(Pinnacle)为试验材料,研究了热胁迫下(35 ℃/30 ℃,昼/夜)施用外源γ-氨基丁酸(GABA)对黑麦草生长、光合及叶绿素荧光特性、碳水化合物含量及其代谢关键酶基因表达的影响。结果表明,热胁迫造成黑麦草生长减弱,膜透性增加,光合色素含量下降,光合能力和碳水化合物含量显著降低,糖代谢关键酶(蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶和转化酶)基因在短时间内(5 d)表达显著上调,随后下降;外源施用GABA显著缓解了高温对黑麦草生长的抑制作用,提高了高温胁迫下光合色素和碳水化合物含量,净光合速率(P_n)、气孔导率(G_s)、蒸腾速率(T_r)、CO₂羧化效率(CE)、最大光合速率(A_max)和光化学效率(F_v/F_m)、Rubisco最大羧化速率(V_cmax)和RuBP再生速率(J_max)、光化学猝灭系数(qP)、电子传递速率(ETR)和PSⅡ实际光化学效率(Φ_PSⅡ)显著升高,而气孔限制值(L_s)、CO₂补偿点(CP)和非光化学猝灭系数(NPQ)显著降低。施用外源GABA降低了高温胁迫下叶片气孔和非气孔限制值,缓解了高温对叶片PSⅡ反应中心的抑制,增强了糖代谢关键酶基因表达的水平,提高了碳水化合物含量,因此有效的提高了黑麦草的耐高温能力。     

干旱胁迫对假俭草叶绿素荧光特性的影响

试验以假俭草(Eremochloa ophiuroides)的Yaan和Common品系为材料,研究了中度干旱(土壤含水量为田间最大持水量的50%)和重度干旱(土壤含水量为田间最大持水量的35%)胁迫对假俭草叶绿素荧光参数及叶绿素含量的影响。结果表明,重度干旱胁迫显著地提高了Yaan和Common叶片中类胡萝卜素含量及Common叶片中叶绿素A和叶绿素B的含量。干旱胁迫显著地降低了供试材料的最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、PSII最大光化学量子产量(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)及光合量子产额(Yield),而对基础荧光(Fo)、光化学猝灭系数(qP)和非光化学猝灭系数(qN)没有产生显著影响;与对照相比,在Common和Yaan品系中PSⅡ最大光化学量子产量分别下降了15%和5%,说明干旱胁迫会伤害假俭草的光系统Ⅱ。2个品系的叶绿素荧光参数对干旱胁迫的反应存在一定的差异。在重度干旱胁迫下,Common的Fo有上升趋势,而Fm显著降低;Yaan品系Fo呈下降趋势,Fm无显著变化。     

浦绿对多年生黑麦草耐热性及坪用性能的影响

为探讨浦绿对多年生黑麦草（Lolium perenne）耐热性的影响,以热敏感品种‘顶峰’（Pinnacle）为材料,研究了浦绿（1.95 mL·L^-1）预处理对热胁迫下（35℃/30℃,昼/夜）多年生黑麦草的草层高度和草坪质量、叶片细胞膜稳定性、丙二醛（Malondialdehyde,MDA）和叶绿素（Chlorophyll,Chl）含量、叶绿素荧光参数和气体交换参数、抗氧化酶活性及其基因表达的影响。结果表明,高温抑制了黑麦草的生长,显著降低了叶片Chl含量、草坪质量和叶片光合碳同化能力,提高了叶片电导率、MDA含量和抗氧化酶活性。浦绿预处理显著降低了黑麦草草层高度,提高了热胁迫下叶片Chl含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、光化学猝灭系数、电子传递速率和PSⅡ实际光化学效率,降低了非光化学猝灭系数,增加了叶片抗氧化酶基因的表达和酶活性,降低了叶片气孔和非气孔限制,缓解了高温对叶片PSⅡ反应中心的抑制,从而提高了黑麦草的耐高温能力。综上所述,浦绿可有效提高多年生黑麦草的耐热性,从而提高其坪用性能。     

外源NO对NaCl胁迫下夏枯草幼苗抗氧化能力及光合特性的影响

试验采用硝普钠(SNP)为NO供体,夏枯草幼苗为材料,研究外源0.01~0.50 mmol/L SNP对70 mmol/L NaCl胁迫下夏枯草幼苗抗氧化系统、光合参数与叶绿素荧光参数的影响。结果表明,0.05~0.10mmol/L SNP可以缓解NaCl胁迫对夏枯草幼苗造成的伤害,其中0.10mmol/L SNP缓解效果最显著,该处理显著提高了NaCl胁迫下夏枯草幼苗叶片的过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,降低了电导率与丙二醛(MDA)的含量。显著提高了夏枯草叶片叶绿素a含量、叶绿素b含量、总叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)与蒸腾速率(Tr),降低了胞间CO2浓度(Ci)。叶绿素荧光动力学参数显示,0.10mmol/L SNP处理显著降低了NaCl胁迫下夏枯草幼苗的初始荧光(Fo)与非光化学荧光猝灭系数(NPQ),提高了最大荧光(Fm)、PSⅡ潜在光化学效率(Fv/Fo)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和PSⅡ有效光化学量子产量(Fv′/Fm′)。外源NO通过提高抗氧化酶活性,来减少脂质过氧化作用,减少光抑制对PSⅡ的破坏,提高光化学能力,增强夏枯草叶片的光合能力,从而最终提高夏枯草的抗盐能力。本试验条件下,以0.10mmol/L SNP处理效果最为显著。     

干旱胁迫对结缕草叶绿素荧光和光合关键酶活性的影响

在对中国结缕草属（Zoysia Willd.）植物53份种源水分利用效率评价的基础上,以高水分利用效率种源Z110和低水分利用效率种源Z132作为试验材料,对其干旱胁迫过程中叶绿素荧光特征、光合关键酶核酮糖二磷酸（RuBP）羧化酶和磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）羧化酶的活性进行了研究。结果表明,在干旱胁迫过程中,两份结缕草种源的叶绿素初始荧光（Fo）、非光化学猝灭系数（qN）逐渐增加;叶绿素最大荧光（Fm）,PSⅡ实际光化学效率Yield,叶片表观光合电子传递速率ETR,PSⅡ光化学猝灭系数（qP）,RuBP羧化酶和PEP羧化酶活性逐渐降低。在干旱胁迫过程中,除种源Z110叶绿素Fo小于Z132的叶绿素Fo外,其他参数均大于Z132,说明干旱胁迫对Z132的光合作用影响较大,Z110对干旱胁迫表现出较强的的适应能力。     

盐胁迫对高羊茅叶片光系统活性的影响

以高羊茅为材料,利用气体交换、叶绿素荧光猝灭以及快速叶绿素荧光诱导动力学曲线分析(O-J-I-P test)等手段,研究了300mmol/L盐胁迫对高羊茅叶片光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)光化学活性以及光合作用的影响.结果表明.300mmol/L盐胁迫没有伤害高羊茅叶片的PSⅡ和PSⅠ的活性,其净光合速率的降低是由气孔导度降低引起的,光合速率降低后诱导实际光化学效率(φPSⅡ)下降,叶黄素循环在保护高羊茅光合机构免受过剩激发能伤害过程中起重要作用,盐胁迫下叶片中渗透调节物质的增加有助于维持细胞膜的稳定性而进一步保护PSⅡ免受盐胁迫.     

低温胁迫对紫花苜蓿叶片叶绿素荧光特性的影响

以经过抗寒锻炼的盆栽不同抗寒紫花苜蓿(Medicago sativa L.)品种为材料,分别在室温和低温处理后(-8℃)测定不同秋眠型紫花苜蓿品种的叶绿素荧光参数,分析低温对不同苜蓿品种的冷害指数和叶绿素荧光参数的影响。结果表明:在低温胁迫后非秋眠型Dona Ana和Pierce的PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)显著降低,电子传递速率(ETR)减慢,实际光化学量子产量(Y)下降,叶片受低温胁迫较重;秋眠型Vernal和5246各荧光参数变化不大,而非秋眠型CUF101、极非秋眠型UC-1465非光化学淬灭(NPQ)值显著升高(P<0.05),其他的参数变化较小。低温胁迫很轻时,非光化学淬灭系数NPQ升高,说明耗散过剩的光能具有保护光合机构的作用。因此紫花苜蓿各荧光参数的变化与其抗寒特性密切相关。     

高浓度CO2对热胁迫条件下高羊茅生长和抗氧化系统的影响

大气CO₂浓度及温度逐年上升是当前全球范围内主要的两大气候特征,但不断升高的大气CO₂浓度可以缓解高温对植物生长发育带来的负面影响。为了探究高浓度CO₂在多年生禾草生长和抗氧化系统方面对热胁迫的响应,本试验以高羊茅(Festuca arundinacea cv. ‘Barlexas’)为材料,进行CO₂[当前浓度(400 μmol/mol)和高浓度(800 μmol/mol)]和温度[(最适生长温度(25/20 ℃)和热胁迫温度(35/30 ℃)]处理。结果表明,高温导致高羊茅的生长速率(G_r)、净光合速率(P_n)、光化学效率(F_v/F_m)、绿叶数、活性氧清除物质[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)]活性等显著下降,叶片黄绿比、电解质渗漏率(EL)、丙二醛(MDA)、活性氧[过氧化氢(H₂O₂)、超氧阴离子(O₂^-·)]显著上升;热胁迫处理28 d时,高浓度CO₂较正常CO₂浓度使细胞膜稳定性增强(EL、MDA分别降低72%和39%),光合能力提高(P_n、F_v/F_m、绿叶数分别升高174%、17%和165%),活性氧积累减少(H₂O₂、O₂^-·含量分别下降46%和31%)。以上结果说明:高浓度CO₂通过提高高羊茅在热胁迫下的光合能力,维持细胞膜的稳定以及减少体内活性氧的积累减弱了热胁迫对植株的伤害,从而提高了高羊茅的抗热性。     

中草药复方添加剂对高温环境下肉牛体温和腹泻率的影响

为研究中草药复方添加剂对夏季高温高湿条件下肉牛体温和腹泻率的影响。试验选择8月龄,210 kg左右的锦江黄牛27头,分为高温对照组(对照组)、中草药复方添加剂1组(中草药1组)和中草药复方添加剂2组(中草药2组)三个处理,每组3个重复,每个重复3头牛。试验期为60 d,分三个阶段,每个阶段20 d。试验期间在每天早、中、晚观察记录温湿度表所测得的肉牛栏舍内温度和湿度,观测实验牛的体温变化及健康状况。结果表明:(1)随着热应激时间的延长,试验牛体温呈现下降趋势,在第60天时趋于正常;与对照组相比,中草药1组肉牛的体温有下降趋势,但无显著差异;中草药2组试验牛的体温在第21天和第41天显著低于对照组。(2)与对照组相比,试验1~20 d,中草药1组的腹泻指数无显著影响,中草药2组显著降低;试验21~40 d和41~60 d,中草药1组的腹泻指数分别较对照组降低63.6%和74.8%;中草药2组分别较对照组下降81.0%和87.7%。由此可见,添加两种中草药复方后可有效缓解夏季肉牛热应激反应,中草药复方2效果优于中草药复方1。     

Ca2＋对镉胁迫下玉米幼苗生长、光合特征和 PSⅡ功能的影响

为探究钙(Ca~(2+))对玉米镉(Cd)胁迫的缓解作用,采用盆栽试验,研究了根部施加外源Ca~(2+)对Cd胁迫下玉米幼苗生长、光合特征及叶绿素荧光参数等生理指标的影响。结果显示,与对照(CK)相比,100mg/L的Cd处理显著降低了玉米幼苗株高、根、地上部生物量以及玉米叶片叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量。同时,净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、电子传递速率(ETR)、PSⅡ激发能捕获效率(F_v′/F_m′)、光化学淬灭系数(qP)和PSⅡ实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))显著下降,而非光化学淬灭系数(NPQ)和胞间CO_2浓度(C_i)较CK显著上升。外源施加Ca~(2+)可以有效增加镉胁迫下幼苗生物量的积累,明显提高叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量,升高P_n,G_s,T_r,F_v/F_m,ETR,F_v′/F_m′,降低NPQ和C_i,增加幼苗生物量积累,Ca~(2+)浓度为7.5~10.0mmol/L时各指标变化幅度最明显,缓解胁迫的效果最佳。研究结果表明,Cd胁迫使玉米幼苗叶片PSⅡ原初光能转化效率降低,电子传递受到抑制,净光合速率降低。适宜浓度的外源Ca~(2+)能有效缓解Cd对光合机构的伤害,增强幼苗叶片对光的捕获能力,促进光合作用,增加幼苗的生物量,增强玉米幼苗对Cd胁迫的抗性。     

黑麦草对NaHCO3胁迫的光合生理响应

为了探讨牧草对碱胁迫的光合生理响应,采用营养液砂培方法,研究了不同浓度NaHCO₃(0,50,100,150,200 mmol/L)胁迫对黑麦草幼苗叶片光合色素含量、气体交换参数、叶绿素荧光和叶黄素循环的影响。结果表明,1)随着NaHCO₃浓度增大,叶绿素和类胡萝卜素含量逐渐降低,叶绿素a/b不断提高,净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)和气孔限制值(L_s)下降,胞间CO₂浓度(C_i)升高,表明非气孔限制是碱胁迫下P_n降低的主要因素。2)PSⅡ初始荧光(F_o)随NaHCO₃浓度提高明显上升,最大荧光(F_m)、最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(Φ_PSⅡ)和光化学猝灭(q_P)显著下降,非光化学猝灭(NPQ)呈增加趋势。3)随着NaHCO₃浓度提高,天线转化效率(F_v′/F_m′)降低,激发能在2个光系统间的分配不平衡性(β/α－1)增大,叶片吸收的光能中用于光反应的比例(P)下降,而天线热耗散的比例(D)增加,叶黄素循环脱环氧化状态(A+Z)/(V+A+Z)呈先升后降趋势,表明依赖叶黄素循环的天线热耗散是碱胁迫下黑麦草耗散过剩光能的主要途径。     

香蕉茎叶与柱花草混贮饲料的品质

为分析香蕉(Musa paradisiaca)茎叶与柱花草(Stylosanthes guianensis)混合青贮发酵品质,本研究选择新鲜香蕉茎叶和柱花草进行香蕉茎叶单独青贮(以下简称单贮)、柱花草单贮、75%香蕉茎叶+25%柱花草混合青贮(以下简称混贮)及50%香蕉茎叶+50%柱花草混贮,青贮5周后,对青贮饲料进行感官评定和品质检测,探讨香蕉茎叶与柱花草的适宜混合比例。感官评定结果表明,香蕉茎叶单贮感官评定最优,柱花草单贮感官评分等级最低,二者混贮评分居中,并且随着香蕉茎叶比例的降低青贮饲料感官品质下降。实验室指标分析表明,香蕉茎叶单贮时pH值最低,随着柱花草比例的增加,青贮饲料pH升高(P0.01),而乳酸菌菌落数增加(P0.05);柱花草单贮,乙酸含量最低,乳酸和丁酸含量各处理组间差异不显著(P0.05),且丁酸含量很低,对青贮品质影响不大;75%香蕉茎叶与25%柱花草混贮提高了青贮饲料乳酸菌菌落数和乳酸、乙酸的含量。随着柱花草比例的增加,混贮饲料初水分含量降低,粗纤维和粗蛋白的含量显著上升(P0.05),可溶性碳水化合物含量下降(P0.05)。综合青贮饲料品质感官评定和实验室检测结果,香蕉茎叶与柱花草混贮可降低香蕉茎叶初水分含量,提高柱花草可溶性碳水化合物水平,改善青贮饲料的发酵品质,当75%香蕉茎叶与25%柱花草混贮时,青贮效果最佳。     

干旱对甜菜叶丛期光系统Ⅱ及光合作用的影响

为探索甜菜(Beta vulgaris)叶丛期叶片光合机构和功能对干旱胁迫的响应机制,以抗旱性相对不同的品种“XJT9907”(旱敏感型)和“XJT9916”(耐旱型)为材料,在甜菜叶丛期控水为45%～50%田间持水量持续7 d时,利用植物效率分析仪(Handy-PEA)测定各处理叶片的叶绿素a荧光诱导动力学曲线(OJIP曲线),同时通过JIP-test数据分析方法,获得有关光系统Ⅱ (PSⅡ)标准化数据、比活性参数、性能指数、总性能指数和能量分配比率。结果表明：1)干旱胁迫增加了XJT9907和XJT9916叶片可变荧光强度,降低叶片电子传递效率(ΨEO, φEO, φRO);2)降低单位面积光能的吸收、捕获、耗散和传递(ABS/CSO, DIO/CSO, ETO/CSO, REO/CSO),其中对耐旱型品种XJT9916的影响较小;3)降低了PSⅡ单元之间的能量连通性和光系统之间的电子传递能力;4) PSⅡ放氧复合体(OEC)失活和PSⅡ受体侧与供体侧电子之间的不平衡;5) XJT9907和XJT9916叶片净光合速率分别降低32.2 %和10.3 %;6) 耐旱型品种XJT9916通过较强的能量耗散(DIO/CSO, DIO/RC)防止了能量被过度激发,致使叶片的净光合速率降低幅度低于旱敏感型XJT9907。XJT9907和XJT9916甜菜叶丛期土壤含水量为45%～50%田间持水量时,叶片光合系统光化学活性降低,电子传递反应和Calvin-Benson循环之间平衡失调,光合机构稳定性和光能利用效率降低,导致叶片光抑制,从而降低了叶片的光合能力。由此可知,干旱胁迫下甜菜光合能力的降低与PSⅡ功能下调有关,与Fv/Fm相比,性能指数PItotal可作为筛选抗旱基因型品种的敏感性指标。     

盐碱互作胁迫对高丹草叶片叶绿素荧光参数的影响

为明确高丹草Sorghum bicolor×S.sudanense在盐碱互作胁迫下的生理响应及耐受特点,以两种中性盐NaCl和Na_2SO_4以及两种碱性盐Na_2CO_3和NaHCO_3按不同比例配成50、100、150和200mmol·L~(-1) 4个盐浓度,并且每个盐浓度分别设7.0、8.0、9.0和10.0共4个pH梯度的盐碱互作组合,研究了在盐碱互作胁迫对高丹草叶片的叶绿素荧光参数的影响。结果表明,高丹草叶片的各生理参数受高盐浓度以及溶液中各离子浓度的影响较大,其中影响较大的为CO_3~(2-)浓度和总盐浓度。低盐浓度下,不同pH对高丹草叶片叶绿素荧光参数的影响相对较小,并且低于100mmol·L~(-1)的盐浓度下高丹草叶片PSⅡ反应中心的光化学活性无明显影响,即高丹草具有一定的抗盐碱性能力。但在高盐高pH条件下,高丹草叶片PSⅡ光化学效率的降低,并且此时随着pH的增加,高丹草叶片的PSⅡ反应中心活性降低幅度增大。高丹草在一定碱性盐浓度范围内可以通过提高非化学淬灭系数(NPQ)及时耗散过剩的光能,但在高盐浓度下高丹草叶片通过NPQ来耗散过剩光能的保护能力下降,并且高pH下降低幅度更为显著。盐和pH对高丹草叶片的各生理参数影响过程中存在明显的交互作用,并且随着盐浓度的增加,交互作用逐渐变大,即低盐浓度下,受pH的影响相对较小,但随着盐浓度的增加,pH的影响变大。高丹草叶片具有一定的耐盐碱能力,但在盐浓度较高地区推广高丹草要注意碱化度的影响。