长期昼间亚高温对日光温室番茄光合作用及光合产物分配的影响

研究了30℃和35℃昼间亚高温条件下,番茄植株光合产物生产及各器官干物质积累与分配的变化情况。结果表明: 30℃和35℃昼间亚高温可促使番茄叶绿素含量减少,光合作用下降,植株干物质总量降低,植株生长发育受到影响;同时光合产物向植株根系和叶片分配减少,而向果实分配增加,果实发育提早,生育期缩短。     

昼间亚高温对日光温室番茄光合作用及物质积累的影响

 研究了昼间亚高温对日光温室番茄(Lycopersicon esculentum Mill. ) 植株光合作用及物质积累的影响。结果表明: 昼间亚高温(35 /15℃, 30 /15℃) 降低了番茄植株的光合作用, 导致生物量积累减少,温度越高对植株的影响越大。亚高温条件下, 植株净光合速率和羧化效率均明显降低, 光呼吸速率升高,植株生长发育变差, 亚高温对地下部的影响要大于地上部。亚高温加快植株生育进程, 导致番茄果实提早成熟, 但果实品质严重下降。长时间亚高温处理促使番茄植株提早衰老。     

番茄幼苗叶片光合作用、PSII电子传递及活性氧对短期高温胁迫的响应

以番茄幼苗为试验材料,研究了光合气体交换参数、叶绿素荧光参数及PSII反应中心、PSII核心蛋白编码基因相对表达量和活性氧代谢对不同高温(25、30、35、40℃)胁迫12 h的响应,以期为番茄高温季节栽培提供参考依据。结果表明:随着温度的升高,番茄幼苗叶片光合碳同化能力受到抑制,30、35℃高温胁迫下番茄幼苗叶片光合作用减弱的原因主要为气孔因素,而40℃时则为气孔和非气孔因素共同限制。高温胁迫下番茄幼苗叶片PSII反应中心活性降低,PSII电子传递受阻,PsbA和PsbP基因相对表达量降低,即高温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Q_A向Q_B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。高温胁迫下PsbP基因相对表达量降低幅度大于PsbA,并且标准化OJIP曲线上0.3 ms处相对可变荧光(V_K)的增加幅度大于2 ms处相对可变荧光(V_J),说明高温胁迫对番茄幼苗PSII供体侧的伤害程度大于受体侧。番茄幼苗叶片在30、35℃高温胁迫12 h并没有诱导过量的活性氧(ROS)产生,这与非光化学淬灭(NPQ)有效淬灭过剩光能有关,而在40℃高温胁迫下番茄幼苗叶片NPQ显著降低,导致叶片中过剩光能(1-qP)/NPQ和ROS大量积累,这是导致光抑制加剧的重要原因。     

高温与空气湿度交互对番茄叶片气孔特性的影响

以番茄品种"金冠5号"为试材,于2018年6—9月在南京信息工程大学农业气象重点实验室进行温度、相对湿度与处理天数三因素正交实验。高温设置4个水平,即32℃/22℃、35℃/25℃、38℃/28℃和41℃/31℃(昼温/夜温),空气相对湿度设置3个水平为50%、70%和90%,4个持续天数(3、6、9、12 d),以28℃/18℃、空气相对湿度50%～55%环境下处理的番茄幼苗为对照(CK),测定不同处理下番茄叶片气孔特性,以期研究高温高湿胁迫对设施番茄气孔特性的影响。结果表明:温度对番茄叶片气孔特性的影响最为显著;在昼温32～38℃范围内,随着温度升高,气孔长度、宽度、面积、周长和开度增大,气孔密度减小,气孔开张比先减小后增大;不同处理下的气孔密度均大于CK;随着湿度增大,气孔密度增大,气孔长度和开度先增大后减小,气孔开张比先减小后增大,气孔宽度、面积和周长无明显变化,70%的相对湿度可以缓解高温胁迫对番茄叶片气孔长度和开度带来的负面影响。该研究揭示了不同环境中番茄气孔特征变化规律,可为设施番茄温湿度调控提供参考依据。     

不同水分亏缺程度对番茄叶片显微结构及光合作用的影响

试验通过设置5个不同的水分处理研究不同水分亏缺程度对番茄叶片显微结构及光合作用的影响。结果表明：随着浇水量的减少，单位长度栅栏组织细胞数增多，番茄叶片厚度下降；番茄叶片中叶绿素、类胡萝卜素含量增加；但净光合速率、气孔导度、蒸腾速率下降。水分亏缺程度越大，对番茄显微结构的影响越大。     

夜间亚低温处理及其恢复对番茄叶片光抑制的影响

 为探讨夜间亚低温对番茄叶片光合作用影响的生理机制,研究了9 ℃夜间亚低温处理及恢复条件下番茄叶片净光合速率(Pn)和叶绿素荧光参数的变化。结果表明:夜间9 ℃亚低温处理3 d以上,叶片Pn、PSII最大光化学量子产量(Fv/Fm)、PSII潜在的活性(Fv/Fo)、实际光化学量子效率(фPSII)、PSII的电子传递速率（ETR）、光化学猝灭系数（qP）均下降,初时荧光(Fo)、PSII的还原状态(1-qP)、非光化学猝灭系数(NpQ)均提高;但夜间9 ℃亚低温处理9 d以内,除了NpQ在9 d恢复性处理后仍未恢复到对照水平外,其它叶绿素荧光参数均恢复到对照水平。上述结果说明：9 ℃夜间亚低温处理3 d就明显引起番茄成熟叶片光合作用的光抑制,而9 d以下的夜间9 ℃亚低温处理对PSII的影响是可逆的,即短期9 ℃夜间亚低温所引起的番茄叶片光合作用的光抑制现象是可以恢复的。     

高温对温州蜜柑叶片光合作用的影响

通过在夏季晴天测定不同温度条件下温州蜜柑叶片的光合作用参数,研究高温对叶片光合作用的影响。结果表明:高温胁迫(38℃)显著影响了温州蜜柑叶片光合作用,引起光合作用及气体交换参数的变化,如最大净光合速率(Pnmax)、气孔导度(Gs)、表观量子效率(AQY)、蒸腾速率(Tr)降低,细胞间隙CO2浓度(Ci)上升,表现为由气孔限制和非气孔限制共同作用的强"光合午休"现象。     

高昼温对日光温室番茄叶片碳水化合物代谢的影响

以‘辽园多丽’番茄为试材,以昼温25℃为对照,对植株进行30℃和35℃高昼温处理,探讨在高昼温条件下,叶片碳水化合物含量、蔗糖代谢酶活性以及叶绿体超微结构的变化。结果表明：高昼温尤其是35℃昼温处理,番茄叶片叶绿体超微结构发生改变,短时间内叶绿体中淀粉粒数减少,持续15 d后则明显增多,与对照差异显著。高昼温处理的番茄叶片中果糖、葡萄糖和蔗糖含量均降低,昼间温度越高,各糖分含量与对照间差别越明显。在高昼温处理15 d时,叶片中酸性转化酶(AI)、中性转化酶活性(NI)降低,而蔗糖合成酶(SS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性升高,昼温越高,蔗糖代谢相关酶活性与对照的差别越大。高昼温改变了番茄叶片叶绿体的超微结构,并且对糖分的积累与代谢产生影响,最终对植株的生长发育及产量与品质的形成不利,昼温越高,所造成的不利影响越大。     

不同根温处理对番茄叶片显微结构的影响

继研究了夏季高温下不同根温处理对番茄植株生长和对叶片气孔的影响后,再深入研究不同根温处理对番茄叶片显微结构的影响。以番茄为试验材料,采用营养液循环栽培法,分别对根系进行(23±1)℃、(28±1)℃和(33±1)℃3个不同的根温处理,采用石蜡切片法对植株叶片的显微结构进行观察与测量。结果表明:随着根温的升高,处理植株的叶片厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度均在减小;表皮厚度、栅栏组织/海绵组织的厚度比增大。因此,根温升高对植株构成了干旱胁迫,植株为了适应高温干旱的环境而改变了自身的结构特征。     

自然高温对番茄内源激素及生殖生长的影响

通过对番茄植株进行自然高温处理,研究高温胁迫下番茄的内源激素和生殖生长的变化.结果表明:随着处理温度的升高(11:00～15:00平均温度高于45℃时),番茄植株叶片中叶绿素含量降低,降低的程度与处理强度成正比,从而导致植株的光合作用下降,叶片厚度变薄,根冠比下降;SOD活性减弱,POD活性增强,自由基清除能力下降;花粉活力、花粉数目及坐果率都最小;高温条件下也会造成番茄花柱突出花药筒(三级长花柱),致使番茄授粉不良,结实率降低.     

花期高温高湿对设施黄瓜叶片光合特性和保护酶活性的影响

以黄瓜品种"津优101"为试材,昼温/夜温设计35℃/25℃,40℃/30℃2个水平,相对湿度设计80%,持续时间设为3、6、9、12 d 4个水平,以昼温/夜温28℃/18℃,相对湿度50%处理作为对照,系统研究了恒定湿度下,高温35~40℃处理不同天数时黄瓜的光合作用以及抗氧化酶活性的变化,以期探究高温高湿环境对黄瓜花期叶片光合特性及保护酶活性的影响。结果表明:在日最高温度35~40℃范围内,随着温度升高处理天数增加,黄瓜的最大光合速率(Pn_max)、表观量子效率(AQE)、光饱和点(LSP)、气孔导度(Gs)、胞间CO₂浓度(Ci)均有所降低,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性在高温处理后有短暂上升,然后随处理天数增加而下降,而光补偿点(LCP)、气孔限制值(Ls)、丙二醛(MDA)含量有所增加。恢复处理14 d后,各指标均向对照组数值靠近。研究证实高温处理会通过气孔限制因素抑制光合反应,也会降低酶促防御系统的活性,导致细胞膜脂过氧化程度加深。黄瓜叶片可以通过适宜气温缓解高温热害造成的伤害,但40℃处理的黄瓜叶片光合反应系统以及抗氧化保护酶活性更难恢复到CK水平。     

夜间低温对番茄幼苗光合作用的影响

 以15 ℃夜温为对照, 研究了12℃、9℃、6℃夜间低温对番茄(Lycopersicon esculentum Mill. )光合作用和叶绿素荧光参数的影响。结果表明: 夜间低温抑制了植株总干物质的积累; 总叶绿素含量、净光合速率下降; 光合作用相关因素中气孔导度(Gs) 、胞间CO₂ 浓度(Ci) 、蒸腾速率( Tr) 下降, 气孔限制值(Ls) 增大。12℃、9℃夜低温处理10 d净光合速率及相关因素可恢复到正常水平; 6℃低温处理10 d对番茄净光合速率的影响则不可恢复, 而对光合作用相关因素的影响是可恢复的, 说明在恢复期间6℃夜低温处理净光合速率的降低与Gs、Ci、Tr、L s无关。所有夜间低温处理对Fv/Fm、ΦPSⅡ、ETR影响较小,低温胁迫解除后很快得到恢复, 说明试验所设定的夜间低温及其处理时间未对PSⅡ系统造成伤害。     

高温胁迫对甜椒光合作用和叶绿素荧光的影响

 研究了35、40、45 和50 ℃高温处理0～60min 对甜椒净光合速率(Pn) 、细胞间隙CO₂ 浓度(Ci) 、气孔导度(Gs) 、蒸腾速率(Tr) 以及叶绿素荧光参数的影响。结果表明,35 和40 ℃处理下, Pn 随Ci 的下降而下降, 而45 和50 ℃处理下, Pn 明显下降, 但Ci 在45 ℃下变化不大, 50 ℃下增加, Gs 的变化与Tr 呈显著正相关。表明在严重的高温胁迫下光合抑制主要是由于非气孔限制引起, 而在胁迫较轻时, 可能主要是通过气孔限制。蒸腾作用对气孔导度的敏感性高于光合作用。叶绿素荧光参数Fv/ Fm、Fm、Fo 在35 和40 ℃处理下变化不大,而45 和50 ℃处理下Fv/ Fm、Fm明显下降, 但Fo 上升, 处理结束后置于25 ℃下24 h 后都能得到恢复, 表明短期高温下光系统II 的可逆性失活是光抑制的主要原因。     

空气湿度对高温下番茄光合作用及坐果率的影响

利用人工气候室,研究了空气湿度对高温下番茄幼苗光合作用及坐果率的影响。设置3 个空气相对湿度处理,即70% ± 5%（高湿处理）、55% ± 5%（中湿处理）和不加湿的40% ~ 50%的对照（低湿处理）。结果表明：在10:00 至16:00 平均温度为33 ~ 43 ℃的高温条件下,高湿处理显著促进了番茄叶片的蒸腾速率和净光合速率,并且减轻或消除了光合“午休”,测定日内9:00 至17:00 的蒸腾累积值和净光合累积值分别比对照提高了116% ~ 133%和31% ~ 343%,坐果率显著高于低湿处理,达到48%;中湿处理的净光合速率和坐果率与对照没有显著差异。表明在30 ℃以上的高温条件下,70%的相对湿度有利于光合作用的增强和坐果率的提高。     

γ-氨基丁酸浸种对不同温度胁迫下黄瓜种子萌发和幼苗生长的影响

以清白黄瓜为材料,研究外源γ-氨基丁酸(GABA)浸种对不同温度胁迫下黄瓜种子萌发、幼苗生长及光合特性的影响。研究结果表明,次低温(20℃/10℃)、次高温(35℃/28℃)、高温(40℃/35℃)显著抑制了黄瓜种子的萌发和胚根的生长,同时使黄瓜幼苗的株高、壮苗指数、根冠比以及根系活力显著降低,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)呈现下降趋势。外源GABA浸种能够显著提高温度胁迫下黄瓜种子的萌发和胚根生长速率,并能促进黄瓜幼苗的生长,提高黄瓜叶片的光合特性,其中以10 mmol/L GABA浸种处理效果最好。