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.     

干旱胁迫对4种决明属植物光合作用和叶绿素荧光特性的影响

以4种决明属植物草决明(Cassia obtusifolia)、望江南(C.occidentalis)、伞房决明(C.corymbosa)、双荚决明(C.bicapsularis)为材料,采用盆栽控水试验,设置轻度干旱、重度干旱和正常灌水处理,研究了干旱胁迫对4种决明属植物的叶绿素含量、光合作用参数和叶绿素荧光特性的影响。结果显示,1)干旱胁迫导致4种决明属植物的叶绿素含量下降,望江南的下降幅度最小,说明望江南在水分减少的情况下仍具有较高的光合作用能力,伞房决明的叶绿素含量在3种处理下都趋于最高水平,表明伞房决明光能吸收、转换和传递能力较强;2)干旱胁迫导致4种决明属植物气孔导度(Gs)降低,气孔限制值(Ls)升高,伴随着胞间CO2浓度(Ci)降低,净光合速率(Pn)下降,表明是气孔因素造成的,此后,除草决明外其它3种植物的Ci均升高,Ls均下降,这是非气孔因素造成的;在干旱胁迫下望江南具有较高的光合速率,伞房决明具有相对较高的气孔开放度;3)干旱胁迫导致4种决明属植物的最大荧光(Fm)和光化学效率(Fv/Fm)下降,初始荧光(Fo)上升,表明PSⅡ结构受到破坏或者植物进行了热耗散。光化学淬灭系数(qP)和电子传递速率(ETR)下降,而非光化学淬灭系数(NPQ)上升,说明干旱胁迫对PSⅡ造成伤害,但其能够有效地避免或减轻因PSⅡ吸收过多光能而引起的光抑制和光氧化。望江南表现的最稳定,说明望江南具有较强的抗旱性。     

温度胁迫对柱花草叶绿素荧光参数和光合速率的影响

为了探讨柱花草对不同温度的适应机制,以播种后40 d的幼苗为试验材料,在光照培养箱内分别用高温(36℃)处理5 d,低温(6℃)处理2 d,并以常温(25℃)处理5 d为对照,测定光合速率及叶绿素荧光参数等相关指标在不同温度胁迫下的变化。结果表明,低温处理2 d,叶绿素荧光参数的最大光化学效率(Fv/Fm)、光系统Ⅱ电子传递量子效率(Ф_PSⅡ)、光化学猝灭系数(qP) 和非光化学猝灭系数(NPQ)、叶片光合速率、叶片ATP含量及RuBPcase和FBPase活性显著降低;而高温处理5 d对其光合效率没有产生明显的抑制作用。在温度胁迫条件下,足够的ATP供应对保证柱花草的光合能力是有必要的。     

高温对温州蜜柑叶片光合作用的影响

通过测定高温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相关参数的影响。结果表明：高温胁迫（38℃）显著影响了温州蜜柑叶片光合作用,主要表现为光合作用及气体交换参数的变化。如最大净光合速率（Pn）、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,高温对温州蜜柑叶片光合作用的影响还表现出主要由气孔限制和非气孔限制共同作用的“光合午休”现象。     

干旱胁迫对桑树生理生化特性的影响

以盆栽桑树为材料研究干旱胁迫对桑树生理生化特性的影响 ,结果表明 :在干旱胁迫下 ,随着胁迫的加强 ,抗旱性强的品种的过氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化物酶 (POD)、过氧化氢酶 (CAT)活性提高 ,复水后下降迅速 ,而抗旱性弱的品种在一定胁迫下活性增加 ,严重胁迫时则下降 ,复水后下降趋势缓慢 ;抗旱性强的品种的叶片可溶性蛋白含量下降幅度小于抗旱性弱的品种 ,复水后抗旱性强的品种可溶性蛋白含量上升较快 ;抗旱性强的品种可溶性糖、脯氨酸的含量升高幅度大于抗旱性弱的品种 ,而丙二醛的质量分数升高幅度则小于抗旱性弱的品种 ,复水后抗旱性强的品种恢复较快 ;干旱胁迫下桑树叶片的净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率下降 ,抗旱性强的品种净光合速率、水分利用效率高于抗旱性弱的品种。     

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。     

滴灌模式下旱后复水对甜菜叶丛期光合光响应特性的影响

为探索甜菜叶丛期叶片光合生理特性及光响应特征参数对旱后复水的响应机制,以旱敏感型品种‘XJT9907’和耐旱型品种‘XJT9916’为材料,在甜菜叶丛期控水为45%~50%田间持水量持续7 d时,复水达70%~75%田间持水量(对照,CK)48 h后,测定其叶片光合生理指标,采用非直角双曲线模型进行叶片净光合速率(P_n)与光强非线性拟合,并计算其光响应特征参数。结果表明,甜菜叶丛期干旱胁迫显著降低甜菜叶片的叶绿素相对含量(SPAD)、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)和蒸腾速率(T_r)。复水后,两种品种的叶片SPAD值、P_n、G_s、C_i和T_r虽均有所提高,但XJT9916品种光合生理参数值明显高于XJT9907,且均未超过正常供水水平,表现出一定的补偿效应。旱后复水处理下,XJT9907和XJT9916品种叶片光响应特征参数最大净光合速率(P_nmax)分别比CK低17.1%和6.2%,表观量子效率(AQY)分别比CK低12.2%和6.5%,暗呼吸速率(Rd)分别比CK低14.9%和19.1%,光饱和点(LSP)分别比CK低14.1%和19.6%,而光补偿点(LCP)显著高于CK,分别高17.6%和15.4%,其光能利用区间较窄,光能利用效率降低。综合来看,当甜菜叶丛期土壤含水量为田间持水量的45%~50%时对其叶片光合潜能的发挥不利,其叶片光合能力减弱,复水后光合能力仍无法恢复到正常水平。耐旱型甜菜XJT9916品种光合作用旱后复水恢复能力更强。     

挂果对纽荷尔脐橙枝条源叶光合作用的影响

在纽荷尔脐橙果实膨大期,选取1年生双果枝、单果枝和营养枝,测定源叶净光合速率（Pn）、气孔导度（Cond）、蒸腾速率（Trmmol）等光合生理指标,探讨挂果对枝条源叶光合特性的影响。结果表明,挂果对叶片 （源） Pn、Cond、Trmmol在上午光合作用较强时间段影响显著,对Ci和Tleaf无显著影响,并且无果枝Pn高于单果枝和双果枝。挂果对果枝叶片Pn、Cond、Trmmol、Ci的日变化曲线没有影响,Pn仍然表现为典型的“双峰”曲线。     

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.     

干旱胁迫对紫花苜蓿生长和叶绿素荧光特性的影响

为探明干旱条件下紫花苜蓿(Medicago sativa L.)的生长和光化学特性变化规律及二者的关系,以‘中苜1号’(M.sativa L.‘Zhongmu No.1’)和‘中天1号’(M.sativa L.‘Zhongtian No.1’)为材料,采用盆栽控水方法,于不同控水时间测定不同干旱条件下紫花苜蓿的株高、基径及叶绿素荧光参数。结果表明：除轻度干旱外,随着干旱胁迫的加剧,苜蓿生长速率减缓且减缓程度逐渐增大。初始荧光(F_o)和非光化学淬灭系数(NPQ)逐渐上升,其他荧光参数均逐渐下降。株高和基径的生长速率与F_o和NPQ极显著负相关,干旱胁迫使光系统Ⅱ(PSⅡ)光化学活性降低,热耗散增加,影响苜蓿光合作用,最终导致其生长受到抑制。轻度干旱未抑制2种苜蓿的生长且促进了‘中天1号’株高的生长。随着干旱加剧和持续时间延长,基径、F_o、潜在光化学效率(F_v/F_o)、最大光化学效率(F_v/F_m)表现出品种特异性,‘中苜1号’的抗旱性更强。...     

短期施水对长期干旱铁杆蒿光合作用和叶绿素荧光特征的影响

模拟长期干旱条件下的突然降雨,研究短期施水对长期干旱条件下铁杆蒿(Artemisia sacrorum)光合特性的影响。结果表明,施水后,铁杆蒿的叶水势得到恢复,表观量子效率、羧化速率和最大光合能力明显增加,限制光合作用的气孔因素和非气孔因素得到缓解;铁杆蒿的光化学活性(Fv/Fm)在施水后完全恢复,实际光量子产量(PhiPSII))增加,PSII的还原比例和非化学猝灭(NPQ)降低;不同水分条件下,铁杆蒿叶片的叶绿素荧光光诱导过程存在较大的差异;施水后叶片光合速率(Pn)、气孔导度(gs)和PhiPSII上升速率明显加快,而非化学猝灭(NPQ)启动速度和最大值相对较小。     

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。     

黄连花的光合日变化及干旱对其光合特性的影响

为了明确黄连花(Lysimachia davurica)的光合特性,揭示干旱胁迫对黄连花生长和光合作用的影响机理,以黄连花幼苗为材料,采用LI-6400便携式光合仪测定了自然条件下的光合日变化以及自然干旱5、10和15 d的光响应曲线。结果表明,自然条件下,黄连花净光合速率(P_n)在一天中呈"单峰"型变化, 14:00时达到最大值[9.18μmol·(m~2·s)~(-1))],无"午休"现象。与自然条件相比,干旱胁迫下,黄连花的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)降低,胞间CO_2浓度(C_i)升高,表观量子效率(AQE)降低,光补偿点(LCP)增加,光饱和点(LSP)先增加后减小,且净光合速率在胁迫15 d时降为负值,说明黄连花的抗旱能力一般,可以承受10 d的干旱胁迫。     

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。     

干旱胁迫对香根草生长及光合生理主要特征的影响

对干旱、半水淹和对照(正常灌水)等三种处理香根草在30 d后的生长状况,以及退水、复水40 d后三种处理香根草对光合有效辐射(PAR)增强的光合生理主要特征进行研究.结果表明复水、退水后,干旱、半水淹处理香根草Pn、Tr和WUE均已恢复正常,说明香根草具有相当强的抗旱耐涝能力.     

干旱胁迫对香根草生长及光合生理主要特征的影响

对干旱、半水淹和对照(正常灌水)等三种处理香根草在30d后的生长状况,以及退水、复水40d后三种处理香根草对光合有效辐射(PAR)增强的光合生理主要特征进行研究。结果表明:复水、退水后,干旱、半水淹处理香根草Pn、Tr和WUE均已恢复正常,说明香根草具有相当强的抗旱耐涝能力。     

水分胁迫对6种禾草叶绿体、线粒体超微结构及光合作用的影响

利用透射电镜技术,研究了水分胁迫下柳枝稷(Panicum virgatum L.)、巴哈雀稗(Paspalum notatum Flugge)、毛花雀稗(Paspalum dilatatum Poir)、羊茅黑麦草(×Festulolium Asch.et Graebn.)、草芦(Phalaris arundinnacea L.)及多年生黑麦草(Lolium perenne L.)6种禾本科牧草叶肉细胞叶绿体和线粒体超微结构的变化,并结合对叶绿素含量和光合速率的测定,分析了其生理功能对水分胁迫的响应,旨在为耐旱草种的选择、引种和选育提供形态学和生理学依据。结果表明,经过8 d水分胁迫后,6种牧草的叶绿体均膨大变圆并向细胞中央移动;叶绿体内分布有一定数量的嗜锇颗粒和少量淀粉粒,受伤害严重的叶绿体中的基粒和被膜破损;线粒体数目均增加,且对水分胁迫的耐受性强于叶绿体;光合速率的高低与叶绿体的结构变化相关。可将6种牧草分为3个不同的抗旱等级:柳枝稷和巴哈雀稗抗旱性较强,羊茅黑麦草和草芦抗旱性中等,多年生黑麦草和毛花雀稗抗旱性较弱。     

干旱和盐胁迫对鸭茅叶绿素荧光动力学参数的影响

为了研究鸭茅对干旱、盐胁迫的回馈,采用随机区组盆栽试验。试验包括4种相对含水量处理,相对含水量为75%(CK)、55%、35%、20%和3种盐浓度(100,70和35 mmol/L),以相对含水量75%作为对照,研究干旱胁迫和盐胁迫对叶绿素荧光参数的影响。结果表明:随着相对含水量的减少,鸭茅的非光化学荧光淬灭(NPQ)幅度逐渐降低,光化学淬灭系数(qP)逐渐增加;最大光化学效率(Fv/Fm)、潜在活性(Fv/F0)逐渐减少;电子传递速度(ETR)逐渐降低;实际原初光能的捕获效率Y(Ⅱ)降低。但在极度干旱胁迫时,热耗散能力降低,光合作用上升,潜在最大光合效率和潜在光合效率增加,实际原初光能的捕获效率增加;表明在极度干旱的条件下,鸭茅的内部机制会做出相应的反应,来避免恶劣的环境。盐胁迫时,低浓度促进热耗散幅度抑制光合作用,相反高浓度抑制剩余光能的转化和促进光合效率;鸭茅的Fv/Fm先上升后下降,Fv/F0与Fv/Fm有相同的趋势;ETR先上升后减少,原初光能的捕获效率先增加后降低。综合评定,鸭茅受盐胁迫影响大于干旱胁迫。     

干旱胁迫对不同禾本科牧草叶绿素荧光特性的影响

本试验以无芒雀麦、垂穗披碱草、老芒麦、细茎冰草为试验材料,研究了干旱胁迫处理下不同禾本科牧草的叶绿素荧光参数、叶片电导率和脯氨酸（Pro）含量变化的对比。结果表明：随着干旱胁迫程度的加剧,4种禾草初始荧光（Fo）和非光化学淬灭系数（qN）呈现逐渐上升趋势,而最大荧光（Fm）,潜在光化学效率（Fv/Fo）,最大光化学效率（Fv/Fm）和光化学淬灭系数（qP）呈现逐渐下降趋势。上述参数的变化幅度因材料抗旱性强弱而异,这种差异可作为简便评价禾草抗旱性强弱的鉴定指标,因此,运用隶属函数对不同禾草抗旱性进行评价分析,得出抗旱性强弱次序为：垂穗披碱草〉无芒雀麦〉细茎冰草〉老芒麦。     

干旱胁迫对3种披碱草属牧草光合特性的影响

在干旱胁迫条件下对垂穗披碱草、老芒麦和圆柱披碱草光合特性进行分析,比较其抗旱性强弱。结果表明:3种禾草叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、水分利用效率(WUE)随干旱胁迫程度的增加呈现不同程度降低,而CO2浓度(Ci)在干旱胁迫过程中变化较小。在重度干旱胁迫(第8~10d)时,垂穗披碱草的净光合速率、蒸腾速率、CO2浓度最高,其次老芒麦,圆柱披碱草最低;而老芒麦的叶片气孔导度显著高于垂穗披碱草和圆柱披碱草(P<0.05)。综合得出,垂穗披碱草对干旱的适应性较强,是一种较耐旱的牧草,可在干旱半干旱地区推广种植。