金叶榆两种不同颜色叶片夏季叶绿素荧光参数比较研究

叶片吸收的过剩光能引起的光抑制将导致植物光合生产能力下降,提高防御光抑制的能力是改善植物光合作用的重要途径。植物叶片含有的叶黄素与光抑制程度和光抑制的防御有关。然而目前除明确叶黄素通过叶黄素循环参与光抑制防御外,对叶黄素在光抑制防御中的其他作用了解还相当有限。金叶榆(Ulmus pumila cv.jinye)具有叶黄素含量差异显著的叶片,为研究该问题提供了理想材料。本研究以金叶榆绿色叶和浅绿色叶为材料,测定叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素含量。在夏季早晨、中午和傍晚不同光照条件下测定叶绿素荧光动力学曲线和吸收光谱,并且测定离体的两种不同颜色叶片叶绿素荧光参数和吸收光谱对高温胁迫的响应。结果表明:浅绿色叶片的叶绿素含量极显著低于绿色叶片,但叶黄素含量极显著高于绿色叶片;早、中、晚绿色叶片PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)都高于浅绿色叶片;绿色叶片和浅绿色叶片在中午强光下Fv/Fm都显著低于早晨,发生显著的光抑制;在傍晚Fv/Fm升高到与早晨同一水平,表明中午发生的光抑制是可逆的;在可见光范围内,两种颜色叶片之间及早、中、晚3次测定之间吸收光谱未表现出显著差异,因此中午Fv/Fm的下降不是由于叶片光能吸收变化引起的;在高温胁迫下两种颜色叶片的Fv/Fm都极显著下降,且下降幅度几乎一致,在可见光范围内,两种叶片的光能吸收均增加。浅绿色叶片在中午强光下的初始荧光(Fo)升高和最大荧光(Fm)下降的幅度都显著大于绿色叶片。这些结果暗示叶片中的高叶黄素含量有助于叶片在强光下减少光能向PSⅡ反应中心的输送和关闭PSⅡ反应中心,从而有助于缓解强光对光合作用的抑制作用。     

光胁迫下烤烟幼苗叶片光抑制及Ca2+的缓解作用

利用FMS-2型调制式脉冲荧光仪测定烤烟品种‘龙江911’叶片的叶绿素a荧光日变化。分别为烤烟幼苗由温室弱光下移植到室外强光下(光胁迫)、喷施Ca2 的烤烟幼苗由温室弱光下搬到室外强光(Ca2 处理)和温室内的烤烟幼苗(对照)3个处理。结果表明:光胁迫下的烤烟幼苗叶片原初光化学效率(Fv/Fm)的日变化为双峰曲线,峰值分别出现在08:00和15:00左右,初始荧光(F0)上升。光胁迫下的叶片光化学猝灭系数(qP)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)和电子传递速率(ETR)同Fv/Fm一样降低,但达到低谷以后恢复到原来的水平,说明烤烟幼苗突然暴露在强光下发生了严重的光合作用的光抑制。同光胁迫下的烤烟幼苗比较,Ca2 处理的叶片Fv/Fm下降的幅度较小,说明Ca2 对光胁迫下烤烟幼苗的光抑制起到了缓解作用。     

低温胁迫后不同光强对小黑杨幼苗叶片叶绿素荧光和能量分配的影响

[目的]研究低温胁迫后不同光强对小黑杨幼苗叶片叶绿素荧光和能量分配的影响,提高幼苗移栽成活率。[方法]以小黑杨幼苗为试验材料,利用叶绿素荧光技术研究了低温(4～6℃)胁迫3 h后不同光强(200、1 200μmol/(m2.s)对小黑杨幼苗叶片光合特性的影响。[结果]200μmol/(m2.s)的弱光下,低温胁迫后小黑杨幼苗叶片的各叶绿素荧光参数与常温处理之间差异较小,但1 200μmol/(m2.s)的强光下,低温胁迫后小黑杨幼苗叶片的实际光化学效率(ФPSⅡ)和电子传递速率性(ETR)明显低于常温处理,并且叶片的最大荧光(Fm)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和潜在光化学活性(Fv/Fo)也明显降低。另外,低温胁迫后弱光处理对小黑杨幼苗叶片的光能分配参数影响不大,但强光引起了低温胁迫后小黑杨幼苗叶片光能分配的紊乱,PSⅡ反应中心吸收光能用于光化学反应的比例明显降低,失活反应中心耗散的光能比例明显增加,说明强光是引起低温胁迫后小黑杨幼苗叶片发生光抑制的重要原因之一。[结论]春季小黑杨幼苗移栽时,低温逆境发生后要注意采取措施进行遮阴处理,降低叶片的光抑制程度,以提高幼苗移栽的成活率。     

聚乙二醇胁迫对茶树幼苗叶片叶绿素荧光特性的影响

以铁观音为试验材料,研究了聚乙二醇(PEG)胁迫对茶树幼苗叶片叶绿素荧光特性的影响.结果表明,在PEG胁迫下,茶树幼苗叶片的基础荧光(Fo)显著升高,最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、PSⅡ原初光能转化效率(Fv/Fm)、PSⅡ的潜在活性(Fv/Fo)显著下降,说明PEG胁迫使茶树幼苗叶片PSⅡ反应中心受到伤害;PEG胁迫还降低了茶树的光化学反应速率(Prate),缩短了荧光上升时间(T1/2)、抑制了PSⅡ反应中心电子的传递(ETR降低),导致天线色素热耗散速率(Drate)和光合功能相对限制值[L(PFD)]升高,光化学猝灭(qP)和PSⅡ实际光化学效率(Yield)显著下降.     

三种不同衰老类型牡丹叶片叶绿素荧光特性的比较

以三种不同衰老类型的牡丹品种卷叶红、大胡红和肉芙蓉为试材,比较其叶片在不同时期的强光下叶绿素荧光特性的差异,探讨牡丹叶片光抑制发生的机理和叶片衰老差异的原因。结果显示,7月中旬至8月下旬,与大胡红和肉芙蓉相比,卷叶红的PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ电子传递量子产率(PSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)下降较小,且保持了较高的非光化学猝灭系数(NPQ)。表明叶黄素循环的热耗散迅速增加,提高了对强光的适应,而可逆失活和不可逆破坏则加重了光合机构的损伤,这造成了衰老的先后次序为肉芙蓉、大胡红、卷叶红。Fv/Fm、NPQ、qP和PSⅡ对光强响应的差异明显,使之可以作为鉴定耐光抑制能力大小的指标。     

D1蛋白周转和叶黄素循环在青花菜叶片强光破坏防御中的作用

 【目的】明确青花菜叶片的光抑制特性和主要光破坏防御机制,为青花菜高产高效栽培和选育光破坏防御能力强的品种提供理论依据。【方法】应用抑制剂法和叶绿素荧光测定技术,研究D1蛋白周转和叶黄素循环在青花菜叶片强光破坏防御中的作用。【结果】1 800μmol?m-2?s-1强光下胁迫1～4 h,或夏季晴天中午强光高温下,青花菜叶片的最大光能转化效率Fv/Fm降低,初始荧光Fo升高;暗中恢复5 h或下午光强减弱后,Fv/Fm和Fo均可恢复。硫酸链霉素（SM）或二硫苏糖醇（DTT）处理使强光下青花菜叶片的Fv/Fm、光化学猝灭系数（qP）、开放的PSⅡ有效光能转化效率（F’v/F’m）和实际光化学效率（ΦPSⅡ）的下降幅度增大,SM处理的下降幅度大于DTT处理。强光处理4 h后再暗恢复12 h的青花菜叶片在1 000μmol?m-2?s-1光强下进行荧光诱导,诱导结束时SM处理的ΦPSⅡ和F’v/F’m分别较CK降低85.71%和80.31%,DTT处理的分别较CK降低22.45%和11.48%。【结论】青花菜叶片具有完善的光破坏防御机制,抑制D1蛋白周转和叶黄素循环,均可使强光下青花菜叶片的PSⅡ反应中心遭受破坏,抑制D1蛋白周转的破坏程度大于抑制叶黄素循环;D1蛋白周转在青花菜叶片光破坏防御中的作用大于叶黄素循环。     

新疆7种城市园林绿化树种叶绿素荧光特征比较

测定比较了新疆7种城市园林绿化树种的初始荧光(Fo)、最大荧光(Fm)、PSⅡ最大光能转化效率(Fv/Fm)和PSⅡ最大光能转化潜力(Fv/Fo)4个叶绿素荧光参数随太阳总辐射、空气温度和空气相对湿度变化的日变化以及不同作用光强下从初始荧光上升到最大荧光一半所需时间(T1/2)的变化特征.结果表明:随太阳辐射的增强、空气温度的升高和空气相对湿度的降低,7种测试树木的叶绿素荧光参数Fv/Fm逐渐降低,均在中午光照较强时段维持在较低水平;7种测试树木叶绿素荧光参数Fv/Fm,Fv/Fo的种间差异达到了显著水平(P<0.05),Fo,Fm的种间差异达到了极显著水平(P<0.001),在时间序列上Fv/Fm,Fv/Fo,Fo和Fm均表现为差异极显著(P<0.001);圆冠榆、倒榆的Fv/Fm值全天保持较高水平;黄太平、榆叶梅、黄果山楂的Fv/Fm日均值处于较低状态;除黄太平的叶绿素荧光参数T1/2下午相比上午变化不是很明显外,其他树种均有不同程度的降低,表明下午的强光、高温和低空气湿度使得PSⅡ活性下调,PSⅡ光合电子传递链受阻,从而发生了光抑制.测试树种耐光抑制能力的强弱为:榆科的圆冠榆、倒榆耐光抑制能力最强,木犀科的紫丁香、大叶白蜡其次,蔷薇科的黄太平、榆叶梅、黄果山楂耐光抑制能力最弱.     

夏季遮荫对月季叶片PSⅡ活性和抗氧化系统的影响

以盆栽3年生月季苗为试材,采用人工遮荫方法研究不同程度遮荫(100%、72%和26%自然光强)对叶片PSⅡ活性和抗氧化系统的影响。结果表明,随着光强的减弱,月季净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和胞间CO2浓度(Ci)降低,而气孔限制值(Ls)升高。叶绿素荧光参数Fv/Fm日变化呈单谷曲线,非光化学猝灭系数(NPQ)随光强增加具有升高的趋势。类胡萝卜素(Cars)、类胡萝卜素/叶绿素(Car/Chl)和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性随光强增加而升高,叶绿素(Chl)含量和瞬时光能利用效率(LUE)降低。研究发现,夏季晴天高温强光下,月季叶片PSⅡ反应中心发生了可逆失活,PSⅡ功能下调,光合作用的光抑制明显发生;适度遮荫(72%光强)可减轻光抑制,改善光合功能以增加光合产物积累;过度遮荫(26%光强),月季叶片PSⅡ反应中心受到严重伤害,发生了长期光抑制,月季生长受到抑制。     

阿克苏市5个枣引种品种叶绿素荧光特征比较

测定比较了阿克苏市5个枣引种品种的初始荧光(Fo)、最大荧光(Fm)、PSⅡ最大光能转化效率(Fv/Fm)和PSⅡ最大光能转化潜力(Fv/Fo)4个叶绿素荧光参数随太阳总辐射、空气温度和空气相对湿度变化的日变化以及不同作用光强下从初始荧光上升到最大荧光一半所需时间(T1/2)的变化特征.结果表明:5个枣品种的叶绿素荧光参数Fv/Fm、Fv/Fo、Fo、Fm的品种间差异均达到了极显著水平(P＜0.001),而且在时间序列上Fv/Fm、Fv/Fo、Fo和Fm也均表现为差异极显著(P＜0.001);骏枣、金丝小枣的Fv/Fm值全天保持较高水平,灰枣、赞皇大枣的Fv/Fm日均值处于较低状态,且赞皇大枣的Fv/Fm和Fv/Fo日均值显著低于其它品种;除骏枣、金丝小枣的叶绿素荧光参数T1/2下午相比上午变化不是很明显外,其它品种均有不同程度的降低,表明下午的强光、高温和低空气湿度使得PSⅡ活性下调,PSⅡ光合电子传递链受阻,从而发生了光抑制.测试品种耐光抑制能力的强弱为:骏枣耐光抑制能力最强,金丝小枣、羊角枣其次,灰枣、赞皇大枣耐光抑制能力最弱.     

高温强光对小麦叶绿体Deg1蛋白酶和D1蛋白的影响及水杨酸的调节作用

以小麦品种矮抗58为材料,采用0.3 mmol/L水杨酸(SA)溶液预处理灌浆期小麦叶片,以水预处理为对照,进行3种不同的光温处理:适宜温度中等光强(25℃,600 μmol m-2 s-1)2h、高温强光(38℃,1600μmol m-2 s-1)2h、高温强光2h后置于适宜温度中等光强下恢复3h.测定不同光温条件下,小麦叶绿体的Deg1蛋白酶、D1蛋白和PSⅡ功能的变化及SA的调节效应.结果表明,高温强光胁迫导致Deg1蛋白酶和D1蛋白降解,PSⅡ功能发生可逆损伤.与对照相比,水杨酸预处理不仅能够抑制高温强光下小麦叶绿体Deg1蛋白酶和D1蛋白的降解,维持较高的PSⅡ原初光化学效率(Fv/ Fm)、实际光化学效率(φPSⅡ)、电子传递速率和净光合速率(Pn),而且加快回到非逆境下PSⅡ功能的恢复.     

柑橘光合作用的过剩能量耗散机制及其生理意义*

 柑橘属于C₃植物,易发生光合作用的光抑制。在光抑制条件下,柑橘可通过光呼吸耗散、光化学耗散和非光化学耗散以及降低光合色素含量等方式处理过剩能量。非光化学耗散又分为高能态猝灭、状态转换和D₁蛋白循环。这些机制相互关联, 在不同的条件下相继启动,协同作用,是柑橘在长期进化中形成的防御光破坏的有效途径,具有十分重要的生理意义。     

两系杂交稻两优培九苗期若干光合特性初探

以两系杂交稻两优培九及其亲本9311/PA64s为材料,测定其在苗期的叶绿素含量、叶片荧光参数的日变化以及O-·2产生速率等生理指标。与双亲相比,两优培九的叶绿体膜上PS 光合系统的活性和原初光能转化效率较高,对光能的吸收利用能力较强。叶片叶绿素的含量及O-·2产生速率等测定结果支持了上述结论。     

氧气对蚕豆叶肉细胞光抑制现象的影响

随无CO_2细胞悬浮液中氧浓度的提高,预照强光对细胞光合碳固定活性的伤害加重。预照光光强愈高,照射时间愈长,这种伤害作用愈明显。HCO_3~-存在时,细胞的光抑制作用有一定程度的减轻。     

转PEPC基因水稻耐光抑制和光氧化的特性

研究了转PEPC基因水稻及其原种在光抑制和光氧化条件下叶绿素荧光等参数的变化.结果表明,玉米PEPC基因导入水稻后,PEPC活性显著提高.不同基因型水稻在中午高光强高温条件下均发生光抑制现象,其中转PEPC基因水稻中午Fv/Fm、qP和PSⅡ降低较少,qN略为增加,光能转化为化学能的效率较高,热耗散较低,表现耐光抑制.经光氧化处理,转PEPC基因水稻叶绿素和蛋白含量下降较少,表现耐光氧化特性.同时转PEPC基因水稻Fv/Fm和qP下降较少,qN增加较多,可见其保持较高的光化学效率和增加热耗散提高耐光氧化能力.     

C_3植物光抑制及其在不同光合、光呼吸条件下的表现

在无HCO_3~-体系中,大豆叶肉细胞经80klx光强处理1—2分钟,光合CO_2固定速率稍高于对照,5分钟后,光抑制开始表现,20分钟后,光合CO_2固定速率下降30％左右。大豆叶碎片光抑制效应表现在时间上稍后于叶肉细胞。经光抑制处理后,叶绿体的质子吸收和希尔反应速率均显著降低。光强是影响光抑制的最主要因素。在叶绿体水平上,氧气可加强光抑制效应,但在叶片水平上,低浓度范围内(2-21％),增加氧气浓度,可减缓光抑制。提高光合和光呼吸的各种处理均可减缓光抑制。低光强下(10-20klx),50-100ppm的NaHSO_3可提高叶肉细胞的光合CO_2固定速率,而高光强下(大于45klx),则降低光合作用。本文对光呼吸耗散能量与光抑制效应之间的可能关系进行了初步讨论,提出不同光合能量代谢状况下,叶肉细胞的光合作用对光呼吸具有不同的依赖性。     

红萍的光合作用和光抑制的若干探索

通过不同的条件处理 ,测定了对红萍净光合速率影响 ,结果表明 :采用改变栽培技术变水养萍为湿养萍 ,以及增加二氧化碳浓度和施加光呼吸抑制剂等技术措施 ,可显著地提高红萍的净光合速率。     

叶绿素荧光分析在研究植物光抑制中的应用

叶绿素荧光是光合作用能量转换的探针,叶绿素荧光分析具有测量准确,获得结果迅速,反应灵敏的优点。该试验通过测量Fv/Fm在80 min内的恢复情况研究强光对阳生植物和阴生植物的光抑制作用。结果表明:阳生植物Fv/Fm在40 min左右会基本恢复活性,而阴生植物即使到80min也不能恢复。     

粳籼稻亚种苗期叶片荧光特性的研究

测定了粳籼稻亚种苗期连体倒二叶的叶绿素荧光,结果表明：水稻叶片的原初光化学效率（Fv/Fm）、实际光化学量子产量（φPSⅡ）、光化学猝灭（qP）、非光化学猝灭（qN）的日变化与光强有关密切的联系,同时也与所用材料本身的耐光抑制能力有关。在苗期,粳稻02428的耐光抑制作用明显强于籼稻龙特浦B,籼稻9311的耐光抑制作用也强于粳稻9908,从而得出粳稻02428、籼稻9311在苗期有很好的耐光抑制的特性。上述结果为水稻高产、稳产育种以及鉴定耐光抑制种质提供了参考依据。     

缺磷胁迫对温州蜜柑光合作用的光抑制研究（二）

 用不同磷水平的营养液处理温州蜜柑后,测定其叶绿素荧光的非光化学猝灭3组分和505 nm光吸收的模拟日变化,对比了DDT处理温州蜜柑叶片后的初始荧光、电子传递速率、量子产量及与光抑制有关的qNs. 结果表明,缺磷胁迫加重了光合作用的光抑制,并且光合机构主要通过非光化学猝灭中依赖叶黄素循环方式和跨内囊体膜的质子梯度方式耗散过剩光能。     

论作物高产的遗传基础及实现产量突破的技术与途径

论述了作物高产的遗传基础及其技术途径,认为作物理想型有利于提高群体光合产量,是实现作物高产的形态基础;利用不同基因型之间的互作关系将是获得作物理想型的一个可能的途径。随着分子生物技术的发展,许多学者已将C4作物的高光效基因和转化高效基因导入C3作物,该方向的研究将可能获得作物产量的跨越式提高。另外,筛选具有高光效或耐光抑制特性的种质资源材料,也是进行作物高产育种的重要基础。就小麦而言,穗分化特性的改良也是提高其产量水平的重要途径。