2个水稻温敏感叶色突变体的光合特性研究

为了探究水稻突变体表观与其生理特征之间的相关性与联系,利用经60Co-γ射线辐射的粳稻品种‘嘉花1号’后代中的2个温敏感叶色突变体mr21和mr06作为研究对象,分别对其苗期的叶色、叶绿素含量、荧光特性和叶绿体超微结构进行研究。结果表明,突变体mr21在20℃条件下生长时幼苗表现为黄色,32℃高温时呈绿色;与之相反,突变体mr06在20℃时为正常绿色,而在高温时为白化;电镜观察结果表明低温下的mr21和高温下的mr06的叶绿体结构发育不完全,与其叶绿素含量和叶绿体与叶色变化相一致。光合作用参数研究表明无论低温还是高温的2个突变体的Fv/Fm,ΦPSⅡ值均低于其野生型对照,这说明突变体的光能捕捉效率和转换效率都有所降低,进一步快速光曲线分析表明,2个突变体及野生型之间对光强的响应能力具有特异性。     

高温对北方白黄瓜果实表面光系统Ⅱ光能利用效率的影响

采用MINI-IMAGING-PAM成像叶绿素荧光仪,测试了高温处理后黄瓜果实表面叶绿素荧光动力学参数,分析探索了高温对黄瓜果实表面光系统Ⅱ（PSⅡ）光能吸收利用效率的影响。结果表明高温处理后,果实表面初始荧光Fo和非调节性能量耗散量子产量Y(NO)随温度的升高而升高;最大荧光Fm、最大光化学效率Fv/Fm、实际量子产量Y(Ⅱ)和调节性能量耗散量子产量Y(NPQ)随温度的升高而降低。综合分析表明,温度在46℃以下时,果实表面的光合机构以调节性能量耗散来保护反应中心,维持反应中心较高的光能吸收利用效率;46℃以上的高温使果实表面调节性能量耗散机构失活,过剩能量以热耗散形式散发,破坏了光合机构。     

氮素水平对转C4光合基因水稻花期剑叶PSⅡ荧光特性的影响

为探讨转C4光合基因水稻在生育后期剑叶PSⅡ对氮素水平的响应特性,采用转pepc(PC)、ppdk(PK)、pepc + ppdk(CK)和未转基因的Kitaake (WT)为试验材料,测定了不同氮素条件下(0.7 mmol/L(1/4N)、3 mmol/L (1N)、6mmol/L(2N))不同品种剑叶SPAD值和形态学指标的变化,并运用叶绿素荧光动力学技术测定了各个品种叶绿素荧光动力学曲线和荧光参数的变化.结果表明,1/4N处理能增加各品种的根长,减小剑叶面积、株高以及叶片叶绿素含量,2N能使剑叶面积和叶绿素含量增加,转C4光合基因品种叶绿素含量在1/4N氮条件下具有显著优势,PC在1/4N条件下具有最长根长和最大剑叶面积,具有显著的形态学优势.1/4N处理使所有品种的荧光曲线出现了K相(300μs处)的增加,转C4基因水稻材料K相的峰值都比原种低,PC的峰值最低.叶绿素荧光曲线分析表明,低氮破坏了剑叶PSⅡ的构造,造成所有品种PSⅡ的OEC失活,从而出现300 μs处K相的增加,低氮还造成所有品种失活反应中心增加,电子传递活性减弱,热耗散增加,进而造成PSⅡ最大光化学活性的减小.而PC在低氮当中PSⅡ的所有指标都显著高于其他品种,具有相对稳定的PSⅡ结构,具有耐低氮的优势.高氮对各品种PSⅡ光化学活性的影响不大.     

甘蓝型油菜黄化突变体的光合特性及叶绿素荧光参数分析

调查油菜自发黄化突变体(NY)、野生型(NG)及其正反交后代材料(F₁和rF₁)的光合色素含量、光合特性、叶绿素荧光参数及农艺性状,分析五叶期各参数的变化规律。表明,突变体叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和总叶绿素均大幅减少,其中叶绿素b减幅最大;净光合速率显著降低,胞间CO₂浓度升高,但气孔导度与野生型等相当,表明光合速率不受气孔限制;光补偿点和光饱和点升高,暗呼吸速率与野生型等相当,表观量子效率和光补偿点处量子效率显著降低;CO₂补偿点、光呼吸速率和羧化效率均显著降低,CO₂饱和点则显著升高;突变体的荧光参数,包括F_o、F_m、F_v/F_m、F_v'/F_m'、Φ_PSII、q_p、NPQ和ETR均显著降低,说明光合色素含量降低导致PSII反应中心捕光能力弱和光化学转化效率低,使叶片光合速率降低。突变体的黄化持续时间较长,对生长发育产生影响较大,单株籽粒产量只有野生型的57.09%,但与正常材料组配F₁的光合特性和农艺性状均能恢复到正常水平。     

低磷胁迫对油菜不同生育期叶片光合作用的影响

油菜是中国的主要油料作物之一,对低磷胁迫敏感.土壤缺磷是油菜获得高产的重要限制因子.通过气体交换参数和荧光诱导动力学参数的测定和分析,研究了低磷胁迫对油菜不同生育期光合特性、叶绿素荧光参数及能量分配的影响.结果表明:与对照相比,低磷处理明显降低了油菜蕾薹期、花期的净光合速率(Pn);油菜三个生育期的最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、最大光化学效率(Fv/Fm)没有显著下降,表明低磷处理没有影响到油菜叶片的原初反应中心;但是,低磷胁迫使油菜蕾薹期光系统Ⅱ(PS Ⅱ)量子产量(φPSⅡ)、电子传递速率(ETR)、先化学猝灭系数(qP)显著下降,非光化学猝灭系数(NPQ)显著上升,能量分配方面天线热耗散(D)和PSⅡ反应中心过剩激发能(Ex)上升,PSⅡ光化学反应(P)下降.表明低磷胁迫导致油菜蕾薹期PSⅡ电子传递受阻,油菜植株启动了能量耗散途径应对低磷胁迫.     

外源硒对谷子叶绿素荧光特性的影响

为了探讨外源硒对谷子叶绿素荧光特性的影响,在大田条件下以‘长农35’为试验材料采用随机区组设计,在谷子抽穗期叶面喷施不同浓度亚硒酸钠,分析谷子叶绿素含量、叶片SPAD值以及叶绿素荧光参数的变化趋势。结果表明:叶面喷施亚硒酸钠提高了谷子功能叶的叶绿素含量并且显著影响谷子叶绿素的荧光特性,叶面喷施合理浓度的硒可以提高谷子叶片的最大光化学效率(Fv/Fm),对电子传递(ETR、ФPSⅡ)和光化学猝灭系数(q P)有增强作用,一定程度上降低了非光化学猝灭系数(q N),从而削弱PSⅡ光能的热耗散,增大PSⅡ的光化学效率。由此可见,叶面喷施硒对谷子叶绿素光和色素、叶片SPAD值以及叶绿素荧光参数相关指标有明显正效应,在谷子抽穗期叶面喷施硒浓度67.84 g/hm2对其叶绿素荧光特性增益效果最佳。     

光强对烤烟生长发育及光合特性的影响

采用盆栽的方法,研究了移栽后40 d时不同光强对烤烟植株生长、叶绿素含量、光合及叶绿素荧光参数的影响。结果表明,弱光处理增加了植株高度、叶的长宽比、叶绿素含量,但茎围变小,叶数变少,节间变长,叶绿素a/b变小。净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、随光强的减弱而降低。叶绿素荧光参数Fv/Fm,￠PSⅡ,光化学淬灭系数(qP),随光强的减弱而升高,而非光化学淬灭系数(qN)降低。     

施氮对高温胁迫下黄瓜果期荧光特性的影响

为了揭示果期高温胁迫下氮素施用水平对黄瓜叶绿素荧光特性的影响过程与机制，以津优101号黄瓜为试验材料，以28℃/18℃为对照，设置了35℃/25℃、38℃/28℃、41℃/31℃3个高温处理，施氮量设置0（N0）,160（N1）,240（N2）,320（N3）kg/hm² 4个水平，共16个处理，每个处理3次重复。果期高温胁迫9 d后测定了黄瓜功能叶片的荧光诱导动力学参数，并探讨了各处理间变化差异的原因。结果表明，果期高温胁迫后黄瓜叶片光系统Ⅱ（PSⅡ）反应中心显著受损，叶片的最大荧光（Fm）、最大光化学量子产量（Fv/Fm）、光合性能指数（PIabs）、Fm与荧光曲线围成的面积（Area）均显著降低。35℃胁迫下各施氮处理黄瓜叶片的ΔW_O-J和ΔW_O-K均为负值，放氧复合体（OEC）未失活且PSⅡ中心类囊体之间的能量传递顺畅；而38℃胁迫下N2处理和41℃胁迫下N1处理黄瓜叶片的ΔW_O-J均为正值，OEC失活，且N1～N3处理的叶片ΔW_O-K均为正值，PSⅡ中心类囊体之间的能...     

昼间亚高温影响番茄叶片光合及PSⅡ活性的钙素调控作用

为分析番茄叶片光合作用及光系统Ⅱ(PS Ⅱ)活性对亚高温逆境响应的钙素调控作用.试验以番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)辽园多丽为试材,研究了GaCl2、EGTA(钙螯合剂)、LaCl3(钙通道阻塞剂)预处理对亚高温胁迫下番茄叶片的叶绿素含量、净光合速率及叶绿素荧光参数的影响.结果表明:...     

DCPTA对低温胁迫下玉米幼苗叶片叶绿素含量及其荧光特性的影响

以郑单958为盆栽试验材料,设置3个昼夜温度梯度(18℃/9℃、16℃/7℃、14℃/5℃),研究喷施不同浓度DCPTA对玉米幼苗叶片的叶绿素含量以及叶绿素荧光特性的调控机制。结果表明,低温胁迫下喷施DCPTA玉米幼苗的叶绿素含量比对照(清水处理)高23.62%~144.55%;玉米叶片Fo(初始荧光)比对照低4.55%~39.53%,Fv/Fo(PSⅡ潜在活性)、Fv/Fm(PSⅡ最大光化学效率)、qN(非光化学猝灭系数)分别比对照高出30.26%~112.39%、7.47%~32.96%、5.98%~57.52%;浓度为50mg/L的DCPTA喷施玉米幼苗叶片后,对低温胁迫下玉米叶片光合系统的保护效果最好,这有利于提高玉米幼苗叶片的抗冷性。     

热胁迫对5个品种观赏桃叶片叶绿素含量和叶绿素荧光的影响

研究不同胁迫时长下温度对5个品种观赏桃叶片叶绿素含量和叶绿素荧光的影响,并比较观赏桃的耐热性。测定经过不同处理后观赏桃叶片叶绿素含量和叶绿素荧光参数变化,利用主成分分析法和模糊综合评价法比较不同品种观赏桃的耐热性。结果表明,随着热胁迫时间的延长、温度的逐渐升高,5个品种观赏桃叶片叶绿素含量降低,Fo值上升,Fm和Fv/Fm值下降;ABS/RC、TR_o/RC、DI_o/RC、ET_o/RC均增加;φP_o、φ_o和φE_o先逐渐升高再快速下降,在叶片失活前φD_o达到最大值,失活后快速下降并趋近于0。温度在43℃以下时,处理时长对叶片结构和功能无明显影响;温度在43℃左右及以上时,无论短时的高温还是长时间的高温,均导致叶片细胞膜系统的结构、光系统Ⅱ反应中心及其电子传递链的结构受到不可逆的损伤。说明观赏桃的叶绿素含量和叶绿素荧光参数的变化主要与胁迫温度有关。不同品种观赏桃耐高温的能力存在差异,‘迎春桃’的耐热性最强,‘满天红桃’耐热性最弱。     

基于叶绿素荧光参数的滴灌棉花氮素营养估测模型

【目的】建立基于叶绿素荧光参数的棉花叶片氮素营养监测模型,为棉花高效施氮及植株生长状况的无损监测提供方法。【方法】在水肥一体化滴灌条件下,以新陆早58号为试验材料,设置4个施氮水平,测定了棉花生长关键时期顶2(从顶部数起)至顶5叶的叶绿素荧光参数和氮素含量,分析了棉花叶片氮素含量与荧光参数的关系。【结果】(1)棉花出苗70 d后,叶片氮素含量以及光系统Ⅱ(PSⅡ)潜在光化学活性(Fv/F0)、PSⅡ潜在最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)、PSⅡ最大光化学效率(Fv’/Fm’)均随着棉花生长呈逐渐下降趋势。(2)不同氮素处理下,各叶片氮素含量以及叶绿素荧光参数Fv/F0、Fv/Fm、ΦPSⅡ和Fv’/Fm’均随施氮量的增加而上升,其中N2(240 kg·hm-2)处理下各荧光参数值最大。(3)叶片氮含量与Fv、Fv/F0、Fv/Fm、ΦPSⅡ都呈现极显著正相关关系,与荧光参数ΦPSⅡ、Fv’/Fm’间呈现较好的指数函数关系,与荧光参数Fv、Fv/Fm、Fv/F0呈现良好的线性函数关系。顶5叶可变荧光(Fv)与叶片氮素含量建立的关系模型(y=0.0022x+1.6243)的模拟效果最好,决定系数达到0.928,相关系数达到0.963,呈极显著正相关。【结论】适量施氮(240 kg·hm-2)能够提高PSⅡ的活性及PSⅡ反应中心开放部分的比例,进而改善棉花叶片光合能力。顶5叶氮素含量与叶绿素荧光参数Fv构建的模型精确度和拟合效果较其他荧光参数好,因此可以选用荧光参数Fv来监测棉花叶片氮素含量,进而监测植株的氮素营养状况。     

持续NaCl胁迫对西洋菜叶绿素荧光参数与电子传递的影响

为探索持续NaCl胁迫对西洋菜叶绿素荧光参数与电子传递的影响,以西洋菜为材料,研究了不同浓度NaCl(1,2,3,4 g/kg)持续处理下幼苗生长、叶绿素含量及叶绿素荧光参数变化,结果表明,当NaCl浓度小于3 g/kg时,西洋菜随着盐处理浓度的增大,叶绿素含量升高,初始荧光( Fo)增大,最大荧光( Fm)、潜在光化学活性( Fv/Fo)、光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学效率(Fv/Fm)减小,叶片转化光能的能力降低;实际量子产量Y(Ⅱ)下降,非光化学猝灭(NPQ)上升,叶片通过调节热耗散维持较高的光化光能量分配;光化学猝灭(qP)与PSⅡ电子传递速率(ETR)降低,质体醌( QA )趋于被还原状态,电子传递受到抑制。当NaCl浓度达4 g/kg 时,PSⅡ受损,QA过分还原,电子传递明显受到抑制,能量转化、传递与分配不能正常进行,根冠比较对照下降62.5%,植株长势明显减弱。由此说明,西洋菜对持续NaCl胁迫的耐受浓度是3 g/kg。     

水分和高温复合胁迫对水稻幼苗光合生理特性的影响

以水稻“迁星1号”幼苗为材料,进行水分(PEG6000浓度分别为0%,10%,15%,20%)和高温(35,40℃)双重胁迫处理,研究水分和高温复合胁迫对水稻幼苗光合生理特性的影响,为探索调控植物光合生理措施、规避高温干旱复合逆境伤害提供理论依据。结果表明,轻度水分胁迫(PEG6000浓度为10%)下,35℃高温处理的水稻幼苗净光合速率(Pn)、气孔导度(gs)胞间CO2浓度(Ci)、总叶绿素(Chla+b)含量、叶绿素a/b(Chla/b)、初始荧光产量(Fo)、最大荧光产量(Fm)和PS II最大光化学量子产量(Fv/Fm)与对照相比无显著变化;40℃高温处理的水稻幼苗在3种水分胁迫下,Pn,gs,Ci,Chla+b,Chla/b,Fm和Fv/Fm显著低于对照,Fo显著高于对照。说明35℃高温处理水稻幼苗光合生理特性在轻度水分胁迫下未受到明显抑制,表现出对水分胁迫具有一定的适应性;随着胁迫温度的升高,40℃高温处理的水稻幼苗对水分胁迫的适应性显著下降,其光合生理特性受到明显抑制。     

灌浆期干旱胁迫对玉米叶片关系统活性的影响

以高淀粉玉米品种郑单21为材料,借助叶绿素荧光快速诱导动力学曲线和820 nm光吸收曲线,研究了灌浆期土壤干旱胁迫对玉米籽粒产量和对叶片光系统I (PSI)及光系统II (PS II)活性的影响。两年的研究结果均表明,干旱胁迫显著抑制叶片光合速率(P<0.05)和籽粒产量(P<0.05)。JIP-test分析发现干旱胁迫导致叶绿素荧光快速诱导动力学曲线中的K点和J点上升,表明PS II放氧复合体(OEC)和Q_A之后的电子传递链受到抑制,且PS II受体侧受抑制的程度大于供体侧。此外,干旱胁迫也显著地抑制PS I的最大氧化还原活性(ΔI/I_o),阻碍光合电子从PS II向PS I的传递,破坏了PS I和PS II的协调性。我们认为干旱胁迫抑制PS I和PS II活性并破坏二者的协调性,是导致导致P_n和籽粒产量下降的重要原因之一。     

拟南芥低叶绿素荧光LCF3基因的克隆与功能分析

叶绿素荧光动力学技术在测定叶片光合作用中光系统对光能的吸收、传递、耗散、分配等方面具有独特的作用。本研究借助叶绿素荧光成像仪, 从拟南芥EMS诱变突变体库中筛选到一株低叶绿素荧光突变体lcf3-1 (lower chlorophyll fluorescence 3-1)。遗传分析表明lcf3-1突变体为单基因隐性突变。突变基因图位克隆结果显示LCF3是PsbW的等位基因。另外, LCF3基因的T-DNA插入突变体及功能回补转基因植物的叶绿素荧光分析结果, 均证明LCF3基因突变导致拟南芥叶绿素荧光F_v/F_m值降低。进一步实验证明LCF3蛋白定位于叶绿体, 且LCF3基因在植株中普遍表达。PsbW蛋白可能细微调整PSII-LHCII超复合体的组装及稳定。     

NaCl胁迫对海岛棉幼苗光合和荧光特性的影响

本文旨在研究盐胁迫对不同海岛棉品系幼苗生长指标、叶绿素含量、光合及叶绿素荧光参数的影响,为海岛棉耐盐材料的选育、栽培管理提供理论依据。以两份海岛棉—耐盐性强的品系越海9号和耐盐性弱的品系PS-7为材料,采用水培法,从发芽至三叶期,进行150 mM NaCl的持续胁迫,研究盐胁迫下不同海岛棉品系的生长指标、叶绿素含量、光合及荧光参数的变化。结果显示：持续NaCl胁迫降低了越海9号和PS-7的叶面积、根长、茎长、根/茎比值、叶绿素 a、叶绿素 b和叶绿素 a与b总量,提高了叶绿素a/b比值。盐胁迫促进了越海9号的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、水分利用率(WUE)、PSⅡ实际光化学量子产量(Y(Ⅱ))、光化学淬灭系数(qP)、光合电子传递相对速率(rETR)上升,PSII的最大光化学量子产量(Fv/Fm)和非光化学猝灭系数(NPQ)下降。盐胁迫导致PS-7的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、水分利用率(WUE)、PSII的最大光化学量子产量(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学量子产量(Y(Ⅱ))、光化学淬灭系数(qP)和光合电子传递相对速率(rETR)降低,胞间CO2浓度(Ci)和非光化学猝灭系数(NPQ)提高。PS-7的根/茎比值大于越海9号,其余指标均小于越海9号。上述结果提示,持续盐胁迫抑制了海岛棉生长指标及叶绿素等生物量积累,对耐盐性弱的品系抑制程度大于耐盐性强的品系。非气孔限制因素是导致盐胁迫下PS-7净光合速率下降的主要原因。PSⅡ实际原初光能转化效率提高是引起盐胁迫下越海9号净光合速率上升的主要原因。生长指标、叶绿素含量、光合参数、叶绿素荧光参数可作为鉴定棉花耐盐材料的生理学指标。     

棉花早熟芽黄突变体叶绿素荧光动力学特性研究

以中棉所58及其航天诱变芽黄突变体为研究对象,利用快速叶绿素荧光诱导动力学测定和JIP-test数据分析方法,研究了晴天条件下野生型(Wild type,WT)和突变体5个叶位叶片(倒1叶至倒5叶)的原初光化学反应的变化.结果表明,突变体倒2叶最大光化学效率(Fv/Fm)最低,至倒5叶时恢复正常.突变体叶片较高的K点的...     

五味子休眠前叶片的叶绿素荧光参数变化研究

运用叶绿素荧光参数来指示植物早期休眠的状态,为调控植物休眠提供便捷有效的参考指标。以五味子一年生幼苗为试材,运用叶绿素荧光成像系统对五味子叶片休眠前的叶绿素荧光参数进行测定。结果显示,PSⅡ的最大量子效率Fv/Fm,光化学猝灭系数qP,非光化学猝灭系数NPQ的成像中叶脉变得突出;五味子进入休眠前,初始荧光Fo,qP及非调节性能量耗散Y(NO)显著升高,而最大荧光Fm,Fv/Fm,NPQ及调节性能量耗散Y(NPQ)显著降低。说明随PSⅡ反应中心原初光能转化效率降低,反应中心受到损伤失活,电子传递严重受阻,无法将过剩的光能以热的形式耗散,光损伤情况加重,光保护能力下降。综上,Fv/Fm,Y(NPQ)及Y(NO)或许可以作为指示五味子在休眠前期机体光合结构受到损伤的标准。     

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。