外源一氧化氮供体SNP对受旱小麦光合色素含量和PSⅡ光能利用能力的影响

以-0.5MPa PEG模拟干旱胁迫,0.1mmolL^-1SNP作为外源NO供体,从荧光诱导动力学角度研究了干旱胁迫下SNP对小麦光合色素含量的变化和PSII光能利用能力的影响。结果显示,干旱胁迫虽然引起光合色素含量的增加,却减少了PSⅡ反应中心的开放比例（qP）,从而限制PSⅡ对光能的利用（F＇v/F＇m）和光合功能的正常运行（LPFD）。经SNP和PEG同时处理的小麦光合色素含量明显增加,细胞膜相对透性降低,避免因干旱引起的光合功能的限制（LPFD）;SNP还能增加受旱小麦PSII开放反应中心的比例（qP）,使更多的光能传递给PSⅡ反应中心,减少激发能用于非光化学反应的热耗散（NPQ）,从而促使更多的激发能用于光化学反应（F＇v/F＇m）。另外,SNP减轻了干旱胁迫对PSⅡ反应中心施加的激发压力,引起QA的还原程度（1-qP）降低。因此,干旱条件下外源NO供体SNP可能参与了受旱小麦光合色素的合成和PSⅡ对光能的利用。     

Ca2+参与硝普钠(SNP)对干旱胁迫下小麦幼苗叶片NO水平的调控

在15% PEG-6000干旱胁迫下,研究外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)处理对小麦幼苗叶片NO含量、NO合成酶活性的影响及其与Ca2+的关系。干旱胁迫下小麦幼苗叶片NOS活性显著增加,且钙依赖型cNOS快速调控NO产生,但是随着胁迫时间的延长,不依赖钙iNOS活性在NOS活性比例缓慢增加,而NR产生NO的能力只占总NR提取物活性的很小一部分;1mmol/L SNP处理可显著提高干旱胁迫下小麦幼苗叶片NOS和NR活性,诱导NO水平提高,显著缓解膜脂过氧化;用质膜Ca2+通道抑制剂LaCl3与SNP共处理,显著减弱或抵消SNP促进NO合成作用。结果表明,外源NO 显著提高干旱胁迫下小麦幼苗叶片NO合成酶活性和NO含量,有效缓解膜的氧化损伤,而Ca2+参与SNP对干旱胁迫下小麦幼苗叶片NO水平的调控。     

外源一氧化氮供体SNP对受旱小麦光合色素含量和PS II光能利用能力的影响

以-0.5 MPa PEG模拟干旱胁迫, 0.1 mmol L^-1 SNP作为外源NO供体, 从荧光诱导动力学角度研究了干旱胁迫下SNP对小麦光合色素含量的变化和PS II光能利用能力的影响。结果显示, 干旱胁迫虽然引起光合色素含量的增加, 却减少了PS II反应中心的开放比例(qP), 从而限制PS II对光能的利用(F’_v/F’_m)和光合功能的正常运行(L_PFD)。经SNP和PEG同时处理的小麦光合色素含量明显增加, 细胞膜相对透性降低, 避免因干旱引起的光合功能的限制(L_PFD); SNP还能增加受旱小麦PS II开放反应中心的比例(qP), 使更多的光能传递给PS II反应中心, 减少激发能用于非光化学反应的热耗散(NPQ), 从而促使更多的激发能用于光化学反应(F’_v/F’_m)。另外, SNP减轻了干旱胁迫对PS II反应中心施加的激发压力, 引起Q_A的还原程度(1-qP)降低。因此, 干旱条件下外源NO供体SNP可能参与了受旱小麦光合色素的合成和PS II对光能的利用。     

Ca2+ 参与硝普钠对干旱胁迫下小麦叶片NO水平的调控

研究干旱胁迫下外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)处理对小麦幼苗叶片NO水平的影响及其与Ca2+的关系.在15%PEG-6000胁迫下测定NO含量和NO合成酶活性,结果表明,干旱胁迫下小麦幼苗叶片一氧化氮合酶(NOS)活性显著增加,且钙依赖型cNoS(CaM的组成型NOS)快速调控NO产生,但是随着胁迫时间的延长,不依赖钙iNOS(CaM的诱导型NOS)的活性在NOS活性比例缓慢增加,而硝酸还原酶(NR)产生NO的能力只占总NR提取物活性的很小一部分;0.1 mmol/L SNP处理可显著提高干旱胁迫下小麦幼苗叶片NOS和NR活性,诱导NO水平提高,显著缓解膜脂过氧化;用质膜Ca2+通道抑制剂LaCl3与SNP共处理,显著减弱或抵消SNP促进NO合成作用.SNP显著提高干旱胁迫下小麦幼苗叶片NO合成酶活性和NO含量,有效缓解膜的氧化损伤,而Ca2+参与SNP对干旱胁迫下小麦幼苗叶片NO水平的调控.     

外源NO对UV-B胁迫下小麦幼苗生长、活性氧组分和光合特性的影响

为了研究外源NO对UV-B胁迫下小麦幼苗生长、活性氧组分以及光合特性的影响,以ML7113小麦为受试材料,以硝普钠(Sodium nitroprusside,SNP)作为外源NO的供体,预先用0.1 mmol/L的SNP浸种24 h,设置4个处理组：对照组(CK)、紫外线UV-B胁迫处理组(B)、UV-B胁迫和SNP复合处理组(B+SNP)、SNP单独处理组。待幼苗生长7天后取其叶片进行可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、超氧阴离子(O₂^-)、过氧化氢(H₂O₂)、气孔密度、光合色素及叶绿素荧光参数等指标的测定。结果表明,NO供体SNP能显著增加经UV-B胁迫后小麦幼苗的株高,并使其小麦幼苗可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸含量分别提高19.69%、15.25%、41.36%,同时使其小麦叶正面气孔密度增大10.34%。SNP单独处理使得光合色素（叶绿素和类胡萝卜素）的含量较CK分别提高12.43%和5.99%,叶绿素荧光参数Fv/Fm和Fv/F0较CK显著提高0.5%和5.16%。此外,SNP能使小麦幼苗丙二醛(MDA)、过氧化氢(H₂O₂)的含量较CK显著降低27.30%和74.92%,超氧阴离子(O₂^-)的产生速率较CK显著降低24.47%。通过体内相关生理指标物质含量的变化来响应UV-B胁迫对小麦幼苗造成的伤害,而适宜浓度的外源NO(0.1 mmol/L)可以缓解UV-B胁迫下对小麦幼苗的伤害作用,从而增强小麦幼苗对UV-B胁迫的适应能力。     

高大气CO2浓度下氮素对小麦叶片光合能量分配的调节

探讨了施氮量对高大气CO₂浓度下小麦功能叶光合能量传递与分配的影响,进而明确氮素对小麦叶片光合作用适应性下调的能量分配调节作用。采用开顶式气室盆栽法,通过测定小麦拔节期和抽穗期不同大气CO₂浓度和施氮水平下的叶氮浓度、光合速率–胞间CO₂浓度(P_n–C_i)响应曲线和荧光动力学参数,测算光合电子传递速率和分配去向。与在正常CO₂浓度(400 μmol mol^-1)条件下相比,在高大气CO₂浓度(760 μmol mol^-1)下,小麦叶氮浓度显著下降,N200处理(200 mg kg^-1)叶片抽穗期叶氮浓度的下降幅度较拔节期高335.7%。N200处理较N0处理(0 mg kg^-1)提高小麦叶片光适应下PSII反应中心最大量子产额(F_v′/F_m′)、光化学效率(Φ_PSII)和开放比例(q_P),降低非光化学猝灭系数(NPQ)。高大气CO₂浓度下,小麦叶片光化学反应的非环式光合电子传递速率(J_c)和Rubisco羧化速率(V_c)显著升高,而光呼吸的非环式光合电子传递速率(J_o)和Rubisco氧化速率(V_o)明显降低;施氮使J_c、J_o、V_c和V_o值均呈上升趋势,而且J_c和V_c达到显著差异。高大气CO₂浓度下J_o/J_c和V_o/V_c显著降低,施氮后小麦拔节期叶片J_o/J_c和V_o/V_c降低,但抽穗期J_o/J_c升高而V_o/V_c无明显变化。叶氮浓度与小麦叶片J_c、J_o和V_o均呈显著线性正相关,而且高大气CO₂浓度下小麦叶片J_c、J_o和V_o对氮浓度的敏感性降低。高大气CO₂浓度下,小麦叶片PSII反应中心开放比例增加,非光化学耗能降低,更多的光合电子进入光化学过程;施氮后使小麦叶氮浓度增加,提高光合能力,改变了能量分配,这是高氮条件下光合作用适应性下调被缓解的一个关键因素。     

水分胁迫下葡萄糖对小麦幼苗光合作用和相关生理特性的影响

以15%聚乙二醇(PEG-6000)模拟水分胁迫,以不同浓度外源葡萄糖(Glc)处理小麦幼苗,探讨外源Glc对水分胁迫下小麦幼苗生长发育和光合特性的影响。结果表明,水分胁迫显著降低了小麦叶片水势和光合作用,抑制植株的生长,而水分胁迫下外源Glc处理能明显增加叶片水势和光合色素含量,并使水分胁迫和水分胁迫后复水处理条件下,小麦幼苗叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)胞间CO₂浓度(C_i)和叶片水分利用效率(WUE)显著升高,而使蒸腾速率(T_r)下降。同时,外源Glc处理显著提高了水分胁迫下叶片中可溶性糖和脯氨酸的积累,促进不定根和侧根的生长,植株干重比单一干旱处理提高14.32%~40.39%。由此表明,水分胁迫下外源Glc通过促进小麦根系生长和提高叶组织的渗透调节能力,改善叶片的水分状况,提高了叶片的光合功能,促进小麦幼苗的生长,降低了水分胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用。     

NaCl胁迫对茄子幼苗叶片叶绿素荧光参数和能量分配的影响

以茄子幼苗为试材,研究了不同浓度NaCl胁迫下叶绿素荧光参数的变化.结果表明:随着NaCl胁迫加剧,最大荧光(Fm)、PSII最大光化学效率(Fv/Fm)、PSII潜在活性(Fv/Fo)、PSII实际光化学效率(ФPSII)、天线转化效率(Fv＇/Fm＇)、光化学荧光猝灭系数(qP)和电子传递速率(ETR)均表现出降低的趋势,初始荧光(Fo)、非光化学荧光猝灭系数(NPQ)和PSⅡ激发能压力(1-qP)均上升;光化学反应的能量(P)在叶片所吸收的光能中所占的比例也逐渐减少,天线色素耗散的能量(D)表现出和P相反的趋势,非光化学反应耗散的能量(E)变化不稳定,天线热耗散是耗散过剩能量的主要途径.表明NaCl胁迫下,茄子幼苗光系统反应中心受到损伤,光合电子传递过程受到抑制.     

高温胁迫对水稻光合PSII系统伤害及其与叶绿体D1蛋白间关系

以水稻结实期的人工控温试验测定不同温度处理下水稻旗叶光合速率、叶绿素荧光参数的动态变化,并结合Western印迹与胶体金标记技术对叶肉细胞类囊体膜中D1蛋白的表达检测与活性定位,探讨了高温胁迫对D1蛋白存在形态与活性分布的影响,以及D1蛋白表达与叶片光合速率、PSII荧光参数的联系。结果表明,高温处理下叶片净光合速率下降、PSII潜在活性(F_v/F_o)和PSII光能转化效率(F_v/F_m)降低,且随着高温胁迫时间的持续和叶片功能的衰退,类囊体膜结构损伤越严重,光能转化效率越低;在D1蛋白的两类存在形态中,非磷酸化D1蛋白和磷酸化D1蛋白在高温胁迫下的表达量均有所下降,但前者下降更明显;高温处理下控制D1蛋白表达的叶绿体psbA基因在转录水平呈下调表达,使D1蛋白合成及周转过程受到抑制,进而类囊体膜PSII反应中心的功能受损与叶绿体光合效率下降,揭示高温胁迫对叶片PSII系统的伤害受D1蛋白磷酸化过程和psbA基因表达变化的共同作用,进而影响不同水稻品种在高温胁迫下的光合速率和耐热性。     

水分胁迫下一氧化氮对小麦幼苗根系生长和吸收的影响

以25%聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱, 利用一氧化氮(nitric oxide, NO)供体硝普钠(sodium nitroprusside, SNP) 处理小麦幼苗, 探讨外源NO对水分胁迫下小麦幼苗根系生长和吸收的影响。结果表明, 50 mol L^-1 SNP可增加小麦主根长度及侧根数目, 分别比对照增加11.94%和83.78%。同时, SNP可使水分胁迫下小麦的根系活力提高55.88%, 根系K⁺ 的含量提高42.52%。膜片钳全细胞电流显示, SNP处理可增强小麦根细胞质膜内向K⁺ 电流, 而NO的专一清除剂c-PTIO可以逆转SNP的上述效应。因此认为, 外源NO可通过提高小麦根系活力, 增强根细胞质膜内向K⁺ 通道的活性, 从而促进根细胞对K⁺ 的吸收以适应水分胁迫。     

氮肥运筹对孕穗期受渍冬小麦旗叶叶绿素荧光与籽粒灌浆特性的影响

以小麦品种皖麦54为试验材料,研究不同氮肥运筹对孕穗期受渍冬小麦旗叶叶绿素荧光特性的影响。结果表明,孕穗期小麦旗叶叶绿素含量最高,随后下降,至成熟期降到最低;渍水处理叶绿素含量下降幅度高于对照处理。对照处理孕穗期后叶绿素荧光参数F_v/F_m、F_v/F_o和q_p随小麦生育期的推进呈先增加后降低的变化趋势,于渍水处理孕穗期后第11~20天达到最高峰,NPQ呈先降低再升高的趋势。孕穗期渍水7 d后F_v/F_m、F_v/F_o和q_p均呈“低–高–低”的变化趋势,与对照相比,F_v/F_m低1.8%~2.3%,F_v/F_o低8.0%~10.9%,Φ_PSII则显著低于对照。基肥30%+拔节肥50%+孕穗肥20%(N4)处理生育后期旗叶叶绿素含量显著高于全部氮肥基施(N1)处理,而F_v/F_o、F_v/F_m和q_p显著高于N1和基肥70%+拔节肥30%(N2)处理。叶绿素含量与F_v/F_m、q_p和Φ_PSII呈显著正相关,与NPQ呈显著负相关。ETR-PAR响应曲线的拟合结果表明,孕穗期渍水7 d小麦生育后期旗叶ETR_max、α和E_k值较对照降低。N4的旗叶ETR_max、α和E_k均高于N1和N2。孕穗期渍水7 d条件下不同氮肥运筹方式间各叶绿素荧光参数变异系数高于对照,氮肥的补偿效应较对照明显。氮肥后移运筹方式显著减轻渍水逆境对光合器官的破坏,使小麦生育后期功能叶具有较强的光捕获能力和光化学效率,改善了旗叶光合性能,使灌浆期延长,平均灌浆速率提高,从而较氮肥前移处理显著提高小麦千粒重。     

不同浓度的硝酸盐对淹水条件下甜樱桃叶绿素荧光的影响

以美早/Colt为试材,研究了NO3-对淹水条件下甜樱桃叶绿素荧光的影响。结果显示：（1）甜樱桃各处理的光系统II(PSII)原初光能转化效率（Fv/Fm）、光系统活性（Fv/Fo）和光化学猝灭系数(qP)在淹水过程中出现降低-增加-降低的趋势;NO3-处理在淹水第2天开始能减缓Fv/Fm、Fv/Fo和qP下降趋势;（2）NO3-处理的非光化学猝灭系数（qN）在淹水期间都高于对照。表明淹水过程中NO3-一方面提高了光能转换效率和PS II的潜在活性,另一方面增强了过剩光能的非光化学耗散,有利于保护光合机构免受环境胁迫的破坏。     

种植密度对小麦石新828光合特性及产量的调控效应

本试验于大田条件下,研究了种植密度对冬小麦品种石新828在适晚播情况下生育后期旗叶光合特性及产量的调控效应。设置4个密度水平处理;利用CI-340光合测定系统和FMS-2型脉冲调制式荧光仪分别测定了光合特性的相关指标。试验结果表明,种植密度对石新828生育后期光合特性及产量的影响显著;每公顷基本苗330×104处理的旗叶叶绿素(Chl)含量、净光合速率(Pn)、PS II潜在活性(Fv/Fo)及其最大光化学效率(Fv/Fm)均在生育后期始终表现出明显优势,且产量显著高于其他处理;每公顷基本苗210×104和270×104处理由于群体相对较小,表现出对轻度干旱逆境的脆弱性,390×104由于群体相对较大,封闭的小气候影响了个体的发育,最终均导致了产量的降低。小麦石新828在适晚播条件下,适宜种植密度为330×104基本苗/公顷。     

持续干旱对油棕幼苗叶绿素荧光动力学参数的影响

为研究持续干旱对油棕叶绿素荧光动力学参数的影响,以油棕2 年生幼苗为试验材料,采用盆栽方式模拟自然持续干旱,测定叶绿素荧光参数及叶绿素含量,并运用隶属函数法对其抗旱性进行综合分析。结果表明：干旱胁迫下,油棕叶片叶绿素含量、可变荧光(Fv)、最大荧光(Fm)、可变荧光与最大荧光比(Fv/Fm)均降低;初始荧光(F0)和非光化学淬灭系数(NPQ)则升高,说明干旱胁迫伤害了光系统Ⅱ(PSⅡ),使得PSⅡ原初光能转换效率(Fv/Fm)降低,光合电子传递、光合原初反应过程受到抑制,起光保护作用的热耗散(NPQ)提高。4 个品种的叶绿素荧光参数和叶绿素含量的变化存在品种间差异,整个处理过中对干旱的适应性‘热油6号’＞‘热油8号’＞‘热油2号’＞‘热油4号’,因此,叶绿素荧光参数和叶绿素含量可作为抗旱性强弱的诊断指标用于油棕抗旱育种及相关研究。     

不同生育时期玉米苞叶叶绿素荧光特性差异分析

以郑单958和农大364两个玉米品种为研究材料,对大田条件下不同生育时期玉米苞叶的叶绿素含量和叶绿素荧光动力学进行了比较分析.结果表明,不同生育时期玉米苞叶叶绿素含量呈先升后降的变化趋势,并在灌浆期达到最高值,且农大364苞叶的叶绿素降低速率要低于郑单958,这样有利于其保持更为持久的光合能力.不同生育时期玉米品种间苞叶叶绿素荧光参数(Fm、Fv、Fv/Fm、Fv/Fo等)的变化规律基本一致,郑单958高于农大364,说明郑单958苞叶反应中心活性较高,具有较高的电子传递速率,并且苞叶叶片开放的PSⅡ反应中心捕获激发能的效率高于后者.     

硅对严重干旱胁迫下黄瓜幼苗叶绿素荧光参数的影响

研究了硅对严重干旱胁迫下黄瓜幼苗叶绿素荧光参数的影响。结果表明:黄瓜幼苗在严重干旱胁迫6 d后,Fo升高,Fm,Fv,Fv/Fm,Fv/Fo及NPQ均下降,施硅使各荧光参数均呈现相反的变化趋势。说明土壤施硅可缓解严重干旱胁迫对黄瓜幼苗光合机构的损伤与破坏,提高抗旱性能。     

高温胁迫对蝴蝶兰幼苗叶绿素荧光参数的影响

为了探究高温胁迫对蝴蝶兰幼苗叶片光合机构的影响,将蝴蝶兰幼苗置于38℃处理4天,以25℃为对照,测定了蝴蝶兰幼苗叶绿素荧光参数的变化。结果表明：随着高温胁迫时间的延长,蝴蝶兰叶片叶绿素总含量、最大光化学效率(Fv/Fm)、有效光量子产量(ΦPSⅡ)、表观光合电子传递速率(ETR)、光化学猝灭系数(qP)持续下降,而丙二醛(MDA)含量、初始荧光(Fo)、非光化学猝灭系数(qN)不断上升。与胁迫前相比,胁迫后期的上述指标均存在显著差异。由此表明,高温胁迫下蝴蝶兰幼苗PSⅡ反应中心出现了可逆失活或损伤,使光合原初反应过程受阻,显著降低了原初光能转换效率,从而引起严重的光抑制,极大地减弱了光合电子传递活性,使反应中心积累过剩光能,对光合机构和叶绿素造成光氧化破坏,但蝴蝶兰幼苗能在一定程度上通过热耗散途径来减轻伤害。     

高温胁迫对无柄小叶榕光合作用的影响

本研究以无柄小叶榕为材料,研究了不同天数高温处理对无柄小叶榕气体交换参数、叶绿素荧光参数和Rubisco活力的影响。结果表明,随着高温处理的持续,净光合速率（Pn）持续下降,而气孔导度（Gs）下降非常缓慢,蒸腾速率（Tr）则先开始快速上升随后保持稳定,但是胞间CO2浓度（Ci）却没有明显变化,说明高温处理引起无柄小叶榕Pn的下降不是由于气孔因素引起的。进一步研究发现,在高温胁迫下,开放PSII反应中心激发能捕获效率（Fv′/Fm′）、光化学猝灭（qP）、PSII实际量子产额（ФPSII）和电子传递速率（ETR）都持续下降。Rubisco初始活力下降速度则快于这些荧光参数的变化。非光化学猝灭（NPQ）则是先迅速上升后来略有下降。这些结果表明高温抑制无柄小叶榕的光合作用,首先是由于高温抑制了Rubisco活力,进而影响PSII活力和电子传递。