阿克苏5个枣品种光合荧光特征及水分利用效率研究

采用TPS-2光合测定系统、OS-30P手持荧光仪和碳同位素技术测定了阿克苏市的5个枣品种—冬枣、灰枣、骏枣、临猗梨枣和赞皇大枣的光合特征、叶绿素荧光特征以及水分利用效率,并研究了净光合速率与主要影响因子的关系。结果表明:1)5个品种的净光合速率日变化一般在12:00左右达到峰值,整个生长季节各品种净光合速率日均值大小关系依次为:赞皇大枣>冬枣>临猗梨枣>骏枣>灰枣;2)5个品种蒸腾速率日变化基本呈"单峰"曲线,整个生长季节的蒸腾速率日均值排序为:冬枣>赞皇大枣>临猗梨枣>骏枣>灰枣;3)5个品种长期水分利用效率,依次为冬枣>赞皇大枣>临猗梨枣>骏枣>灰枣,骏枣和灰枣表现较高,赞皇大枣和临猗梨枣次之,冬枣最低;4)5个品种气孔导度均表现出"早晚高,午间低"的现象,胞间CO2浓度日均值有所不同;5)5个品种净光合速率主要影响因子有所不同,但光合有效辐射和胞间CO2浓度均为各品种的主要影响因子;6)通过叶绿素荧光测定表明,冬枣的耐光性低于其他品种。综上所述,冬枣、赞皇大枣和临猗梨枣属于高光合、高蒸腾和低水分利用效率品种,而骏枣和灰枣则为低光合、低蒸腾、高水分利用效率,且具有较强耐光性的品种,更适宜在环塔里木盆地干旱缺水地区种植。     

桂花叶片水分含量及光合生理特性的研究

以柳叶桂、山桂和四季桂3个桂花品种为试材,研究了其水分、光合色素的含量以及净光合速率(Pn)、蒸腾速率和叶绿素荧光(Fv/Fm)的日变化。结果表明:山桂和柳叶桂的各种水分和光合色素的含量差异不显著,但与四季桂差异显著,其Pn日变化和蒸腾速率日变化都呈现先上升后下降的单峰曲线;Pn峰值出现在10:00左右,而蒸腾速率的峰值出现在12:00左右,最大光化学效率日变化呈单峰曲线,但呈现先下降后上升趋势。     

豌豆根瘤共生植株生长和光合荧光特性对水分胁迫的响应

采用盆栽法,研究3种不同水分条件下接种和不接种根瘤菌(15735菌株,Da99菌株)的2种豌豆植株(‘定豌8号’‘陇豌6号’)单株结瘤数、株高、生物量、根冠比、SPAD值、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、胞间CO_2浓度(C_i)和PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)的变化,以期从生长和光合荧光特性的角度明确豌豆根瘤共生植株对水分胁迫的响应机制。结果表明,根瘤共生豌豆植株的单株结瘤数、株高、生物量、根冠比、SPAD值、P_n、G_s、T_r和F_v/F_m在水分胁迫下均高于不接菌处理,而C_i表现出不同的变化,在苗期充分和轻度胁迫下根瘤共生豌豆的C_i高于不接菌处理,在重度胁迫下低于不接菌处理,接种15735菌的‘定豌8号’在花期也表现出相同规律。在花期和结荚期的轻度和重度水分胁迫下根瘤共生豌豆植株的C_i均低于不接菌处理。同时不同根瘤菌对豌豆植株在水分胁迫下的影响不同,在轻度和重度水分胁迫下,接种15735菌与2种豌豆的匹配性优于接种Da99菌,且显著促进了豌豆植株的生长。说明接种根瘤菌可以减轻水分胁迫下豌豆植株受到的光抑制程度,并提高PSⅡ反应中心的活性,从而提高豌豆的抗旱性,但不同菌与豌豆植株的匹配性不同,选择与豌豆匹配性好的根瘤菌是有效提高其抗旱性的关键因素之一。     

美国凌霄光合生理参数对水分与光照的响应

该文利用CIRAS -2型便携式光合作用仪测定了不同土壤湿度下3年生美国凌霄叶片净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、水分利用效率（WUE）及光能利用效率（LUE）等生理参数的光响应过程,阐明了其光合生理参数对土壤湿度和光照强度的响应规律,探讨了美国凌霄正常生长发育所需的土壤水分和光照条件。结果表明:美国凌霄的Pn、Tr、LUE及WUE对土壤湿度和光照强度的变化具有明显的阈值响应。①采用非直角双曲线模型进行模拟光响应过程较好,光响应曲线曲角接近于1。随着质量含水量Wm (5.5％～19.4％)、相对含水量Wr（20.1％～71.1％）的递增,光补偿点降低,光饱和点、最大净光合速率及表观量子效率均升高。在Wm为19.4％时,光补偿点最低(21.61 μmol/（m2·s）),光饱和点最高(1 400 μmol/(m2·s))。②维持美国凌霄正常生长、同时具有较高Pn、LUE及WUE的土壤湿度范围,在Wm为13.5%～19.4%（Wr为49.5%～71.1%）之间,最佳土壤湿度的Wm为19.4%（Wr为71.1%）,正常生长的最低土壤湿度Wm为7.7%（Wr为28.2%）。③美国凌霄对光照环境的适应性较强,在光合有效辐射强度为800～1 600 μmol/(m2·s)范围内,Pn和WUE都具有较高水平,饱和光强大约在800～1 400 μmol/(m2·s)之间,LUE在100～300 μmol/(m2·s)光强范围内达到峰值。      

青霉素对金银花光合生理特性的影响

以金银花品种巨花一号为材料,研究喷施青霉素对金银花光合生理特性的影响。结果表明,随着青霉素浓度升高,叶片中抗氧化酶活性逐渐升高,高浓度(800 mg/L)处理会抑制POD活性;低浓度(400 mg/L)处理可显著提高实际光化学效率(ФPSⅡ)、电子传递速率(ETR)、光化学猝灭系数(qP),增幅分别为196.6%、29.1%、97.5%。当青霉素浓度为600 mg/L时,叶绿素a、叶绿素b含量分别比对照高8.6%、58.8%;净光合速率(Pn)、胞间二氧化碳浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)分别升高52.9%、32.1%、27.9%。青霉素浓度为800 mg/L时,气孔导读(Gs)提高162.9%,但对ФPSⅡ、ETR产生一定的抑制作用,并降低叶绿素的含量。说明适宜浓度的青霉素可显著改善金银花的光合生理特性,对金银花生产实践起参考作用。     

水分胁迫和种植方式对小麦叶绿素荧光参数及水分利用效率的影响

采用不同种植方式,对长武135(A,新品种)和平凉40(B,较老的品种)2个冬小麦品种在拔节到成熟期进行了水分处理,用Image-PAM调制叶绿素荧光仪测定其荧光动力学参数。结果表明,单种方式下,抗旱性较弱、根系过大的B品种在水分胁迫下,其最大荧光产量(Fm)、可变荧光(Fv)、PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)、PS Ⅱ潜在活性(Fv/Fv)、非光化学猝灭(qN)和光化学猝灭(qP)均显著下降,而A品种除qN外,其余指标均无明显变化;干旱胁迫及混种方式下,抗旱性较强、根系相对较小的A品种则呈相反的变化,其Fm,Fv,Fv/Fm,Fv/Fv,qN和 qP均显著下降。分析认为,在单种方式及旱作条件下,根系过大品种的个体间竞争激烈,其群体抗旱性较差,而根系相对较小的A品种个体间竞争弱或无竞争,故群体的抗旱性较强;混种方式和旱作条件下,A品种受到B品种的水分竞争压力,导致干旱胁迫加剧。不同种植方式下,A品种水分利用效率明显较高。     

NaCl胁迫对草莓不同叶龄叶片光合及生理指标的影响

以红颊草莓为材料,研究了NaCl胁迫处理对不同叶龄叶片光合及生理指标的影响,结果表明:叶绿素初始荧光中潜在荧光Fv/Fo对盐胁迫敏感,功能叶片潜在荧光参数显著降低。在光适应叶绿素荧光参数中,PSⅡ实际光化学效率、光化学猝灭、光化学速率等在新叶和老叶上均表现为明显降低。盐胁迫显著降低了草莓植株功能叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率等,但可提高草莓功能叶片的MDA含量以及抗氧化酶SOD、POD的活性。     

不同品种牡丹光合生理特性及叶绿素荧光参数比较

采用Li-6400便携式光合作用系统等,对中原乌龙捧盛、江南红芙蓉和日本岛锦等3个牡丹(Paeonia suffruticosa)品种的光合生理特性及叶绿素荧光参数进行测定。结果表明,中原乌龙捧盛具有较高净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、水分利用效率(WUE)、光能利用效率(LUE)、相对叶绿素含量与较低的蒸腾速率(Tr),江南红芙蓉与日本岛锦之间差异不显著。相关性分析结果表明,不同品种牡丹的Gs与Pn、胞间CO2浓度(Ci)、WUE、LUE呈极显著正相关。与江南红芙蓉、日本岛锦相比,中原乌龙捧的光补偿点(LCP)较低,光饱和点(LSP)、最大羧化速率(Vcmax)、磷酸丙糖利用率(TPU)较高,对光适应的生态幅较宽,碳同化能力较强;中原乌龙捧的最大净光合速率(Pnmax)高,暗呼吸速率(Rd)低,有利于有机物的积累;中原乌龙捧盛的Fv/Fm值较高,其光合机构的破坏程度较低,具有较高光能转化效率。说明中原乌龙捧盛的光合能力较强。     

黄绿叶突变体冀麦5265yg的光合生理特性分析

【目的】叶色突变体是研究叶绿素合成、叶绿体发育和光合作用的理想材料,探索小麦黄绿叶突变体的光合生理特性,旨在阐明其光合作用调控机理,为小麦黄绿叶突变体的进一步利用奠定基础。【方法】以野生型冀麦5265和突变体冀麦5265yg为试验材料,对叶色表型进行观察,采用分光光度计和试剂盒法测定色素含量和酶活性,并利用Li-6400便携式光合仪和PAM100叶绿素荧光仪进行光合气体交换参数和叶绿素荧光参数测定。【结果】表型观察和色素含量结果表明,突变体苗期叶片表现为黄绿色,抽穗后叶片逐渐转变为淡绿色。遮阴处理可以使叶片颜色部分复绿,但比野生型略浅,属于光诱导转绿型突变体。突变体叶绿素a和叶绿素b含量显著低于野生型,叶绿素a/b的比值升高,为典型的叶绿素缺乏型突变体;光响应曲线和CO₂响应曲线显示,突变体的表观量子效率（AQY）、光饱和点（LSP）、最大净光合速率（P_n-max）、光补偿点（LCP）、暗呼吸速率（Rd）、羧化效率（CE）和饱和CO₂浓度（I_-sat）显著高于野生型,说明突变体叶片的光合机构稳定,强光下光合速率更高;光合气体交换参数和叶绿素荧光动力学参数表明,突变体的净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）、光化学量子效率（F_v/F_m）、实际光化学效率（ΦPSII）和光化学淬灭系数（qP）显著高于野生型,说明其具有较强的光能转化和CO₂固定能力;突变体的超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性均高于野生型,丙二醛（MDA）含量下降,可溶性糖和可溶性蛋白含量升高,说明抗氧化酶系统通过清除氧自由基降低了氧化损伤,突变体叶片细胞膜损害减轻,抗逆性增强;突变体的核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）活性显著低于野生型,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）活性显著高于野生型,推测C₄ 途径光合酶PEPC活性的升高可能是突变体具有较高净光合速率的原因之一。花后遮阴以及外源喷施抗坏血酸AsA和二硫苏糖醇DTT处理表明,突变体对光强变化更敏感、叶片内AsA含量及叶黄素循环效率更高。【结论】黄绿叶突变体冀麦5265yg叶片气孔导度明显改善、热耗散降低、C₄途径光合酶活性升高,是其光合速率提高的主要原因。该结果为小麦叶色突变体高光合特性的分子调控机制研究奠定基础。     

水分胁迫对小麦旗叶光合特性的影响

利用OS－30型叶绿素荧光分析仪研究了水分胁迫对小麦旗叶叶绿素a荧光动力学参数的影响，结果表明，水分胁迫下旗叶的初始荧光产量到最大荧光产量所需的一半值（T1／2）减少，旗叶光系统Ⅰ（PSⅡ）原初光能转化效率（Fv/Fm）和潜在活性（Fv/Fo）降低，光合作用的潜在活力降低，影响了光合电子的传递和CO2同化的正常进行，表现在可变荧光淬灭速率（△Fv/Fo）减慢，可变荧光下降比值（Ffd=△Fv/Ft）减小，进而影响冬小麦旗叶的光合速率，同时还讨论了水分胁迫对灌浆速率的影响。     

3个苹果品种气体交换特性及其对环境因子的响应

利用Li-6400光合作用系统对3个苹果品种（富士、早富一号、新富一号）的净光合速率（P_n）、气孔导度(G_s)、胞间CO₂的浓度（C_i）、蒸腾速率（T_r）和水分利用效率（WUE）以及光响应曲线等生理指标进行测定、对比分析。结果表明:1）3个苹果品种均是高光合、高蒸腾、高水分利用效率的品种,富士光饱和点(LSP) 和光补偿点(LCP)分别为1 542.8 μmol·m^-2·s^-1、30.4 μmol·m^-2·s^-1,早富一号LSP和LCP分别为1 618.8 μmol·m^-2·s^-1、26.6 μmol·m^-2·s^-1,新富一号LSP和LCP分别为1 189.4 μmol·m^-2·s^-1、41.8 μmol·m^-2·s^-1。2）富士的P_n、T_r日变化呈“单峰”曲线;早富一号、新富一号的P_n、T_r日变化均呈“双峰”曲线分布,并且存在光合“午休”现象。3）影响富士P_n、T_r日变化的主要内外界环境因子及作用大小的顺序分别依次为:PPFD>G_s、RH>T_air >G_s;影响早富一号P_n、T_r日变化的主要内外界环境因子以及作用大小的顺序分别依次为:PPFD >G_s>RH、RH>T_air>G_s>PPFD;影响新富一号Pn、T_r日变化的主要内外界环境因子以及作用大小的顺序分别依次为:PPFD >G_s > RH>T_air、RH>T_air >G_s> PPFD。     

库布齐沙漠几种常见灌木光合生理特征与土壤含水量的关系

2006年7—9月,采用Licor-6400便携式光合作用测定系统在模拟光照条件下,对库布齐沙漠不同水分处理的3年生柽柳、小叶锦鸡儿、杨柴苗木进行观测。观测指标包括:光饱和点（LSP）、光补偿点（LCP）、表观量子效率（AQY）、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）、胞间CO2浓度（Ci）、羧化效率（CE）等。运用SPSS数据处理软件进行分析,确定这3种灌木光合生理特征与土壤含水量之间的定量关系。结果表明:①3种灌木光合生理特征对土壤含水量变化具有明显的阈值响应。②不同土壤含水量（SWC）下,柽柳、小叶锦鸡儿、杨柴苗木Pn最大值（Pnmax）的增加幅度分别为521、648、14.31 μmol/(m2·s)。③LSP随土壤含水量（SWC）的变化并不是特别明显,值在1 000～1 400 μmol/(m2·s)之间波动。④LCP随SWC的增加呈下降趋势,变化范围为217～741 μmol/(m2·s)。⑤AQY随SWC的增加呈上升趋势,变化范围为0.01～0.04。⑥柽柳、小叶锦鸡儿和杨柴维持Pnmax的SWC分别为13.8%、13.3%和15.2%;维持最高叶片水分利用效率（WUE）的SWC分别为10.0%、11.0%和8.5%;土壤水合补偿点分别为1.1%、0.8%和0.9%。⑦柽柳、小叶锦鸡儿和杨柴最适宜的SWC范围分别为10.0%～13.8%、11.0%～13.3%和8.5%～15.2%。      

土壤干旱胁迫对沙棘叶片光合作用和抗氧化酶活性的影响

在半干旱黄土丘陵区,采用盆栽控水试验,通过测定3年生沙棘苗木在8个土壤水分梯度下的光合速率、叶绿素荧光、抗氧化酶活性等光合生理生化指标,探讨沙棘叶片光合作用在土壤干旱逐渐加重过程中的变化过程、机制及其与土壤水分的定量关系.结果表明:(1)土壤相对含水量(RWC)在38.9％-70.5％范围内,随干旱胁迫加重,沙棘的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)明显下降,而气孔限制值(Ls)显著上升,即Pn下降主要是由气孔限制造成的;当RWC＜38.9％时,干旱胁迫继续加剧,Pn和Ls都降低,而Ci显著上升,即Pn下降的主要原因已经转变为非气孔因素的限制.(2)土壤适度水分胁迫能够提高沙棘叶片的水分利用效率(WUE),维持沙棘Pn和WUE处于较高水平的RWC范围为58.6％-82.9％和48.3％-70.5％.(3)土壤干旱加重过程中,沙棘的最大荧光(Fm)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率ΦPSⅡ,光化学猝灭(qP)均表现出逐渐降低的趋势,而初始荧光(Fo)显著升高,非光化学猝灭(NPQ)则表现出先上升后下降的趋势;RWC在38.9％-70.5％的范围内,热耗散是沙棘重要光保护机制;RWC＜38.9％时,PSⅡ受到损伤,电子传递受阻.(4)土壤干旱加重过程中,沙棘叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性表现出先升高后降低的趋势,丙二醛(MDA)含量则表现出逐级递增趋势;土壤干旱程度在RWC为48.3％-70.5％时,对沙棘叶片的抗氧化酶系统活性有诱导作用;而土壤干旱到严重胁迫(RWC＜38.9％)时,沙棘叶片的抗氧化酶系统损伤,抗氧化酶活性下降,细胞膜遭到破坏.土壤干旱程度在RWC为48.3％-70.5％时,沙棘叶片可以通过热耗散和酶活性调节协同作用,稳定光合机构的正常功能,Pn下降的主要原因是气孔限制;而干旱到严重胁迫(RWC＜38.9％)时,PSⅡ系统和抗氧化酶系统损伤,是光合作用发生非气孔限制的主要原因.在半干旱黄土丘陵区,沙棘生长所允许的最大土壤水分亏缺在RWC为38.9％,维持沙棘具有较高WUE和Pn的土壤水分阈值为RWC在58.6％-70.5％之间.     

GGR6号和“施丰乐”溶液浸根对银杏生长、光合特性及水分利用效率的影响

为探索植物生长调节剂对银杏幼苗生长、光合特性、水分利用效率及生物量分配的影响,在移栽前分别用10mg/L的GGR6号和“施丰乐”溶液进行浸根处理,研究幼苗的生长、光合特性、生物量各指标.结果表明:两种处理都能有效增加银杏幼苗的光合能力(净光合速率较对照高18.10%~26.52%),提高水分利用效率(较对照高2.69%~10.85%),促进生物量积累(较对照高23.62%~175.97%),其中“施丰乐”的作用大于GGR6号,这对干旱地区提高苗木成活率和增强抗旱性有重要的意义.