钙过量对茶树光合特性及叶绿体超微结构的影响

茶树是一种嫌钙植物,本文通过砂培试验,研究了不同钙过量水平对茶树光合作用、叶绿素荧光参数、叶片色素含量、叶绿体超微结构及茶树新梢生长的影响,旨在探明钙过量对茶树光合生理的影响,同时为解释高钙茶园中茶树生长不良提供一定的理论依据。结果表明: 不同钙过量处理,随着钙浓度的升高,茶树净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs） 逐渐降低; 茶树叶片Chl a/Chl b升高,总Chl含量逐渐降低; 茶树叶片原初光能转换效率（Fv/Fm）、光合电子传递速率（ETR）、光合电子传递量子效率（ΦPSⅡ）逐渐降低,初始荧光（Fo）则升高; 叶绿体片层结构遭到破坏; 同时钙过量处理的茶树新梢生长受到抑制,其节间距、新梢长度、展叶数、叶面积均明显低于对照。上述结果说明: 钙过量处理在一定程度上可引起光合系统膜结构的破坏,导致电子传递链受阻,茶树叶片光能利用效率降低,从而影响茶树新梢的生长。     

不同水分处理下冬小麦旗叶叶绿素荧光参数的变化研究

用叶绿素荧光诱导动力学技术研究了变水条件对冬小麦旗叶叶绿素荧光参数:初始荧光(Fo)、最大荧光(Fm)、光系统Ⅱ(PSⅡ)的原初光能转化效率(Fv/Fm)和潜在活性(Fv/Fo)以及qP和qNP等的影响。结果表明,干旱胁迫使Fo和qNP值增加,Fv、Fm、Fv/Fm、Fv/Fo、qP、ETR值降低,但在拔节期和灌浆期干旱或复水处理下与干旱处理结果相反,这说明干旱可引起PSⅡ反应中心的破坏,而不同生育期的干湿交替环境条件可以增加PSⅡ反应中心开放部分的比例,将更多的光能用于推动光合电子传递,从而提高光合电子传递能力,同时qNP的提高,有助于耗散过剩的激发能,以保护光合机构,缓解环境对光合作用的影响。     

土壤紧实胁迫对黄瓜叶片光合作用及叶绿素荧光参数的影响

紧实是温室土壤的疲劳症状之一,它对作物的生长、产量及养分吸收均有影响。本试验以容重为指标,用盆栽试验模拟温室土壤的物理疲劳症,研究了土壤紧实胁迫对黄瓜叶片光合作用及叶绿素荧光参数的影响,探讨温室土壤物理疲劳对黄瓜叶片光合作用产生影响的机理。结果表明,土壤紧实胁迫条件下黄瓜叶片的净光合速率（Pn）、气孔导度(Gs)及蒸腾速率(Tr)下降,而胞间CO2浓度（Ci）却增大,最终导致叶片干物质的累积量减少,第一雌花节位降低,果实发育提早。叶片的叶绿素含量减少,光合活性（Fv）、光系统Ⅱ（PSⅡ）反应中心的电子传递活性（Fm/Fo）、光能的最大转化效率（Fv/Fm）及PSⅡ的潜在活性（Fv/Fo）降低以及PSⅡ的光能利用率下降是紧实胁迫条件下黄瓜叶片光合作用减弱的原因。     

缺磷胁迫下草甘膦对抗草甘膦大豆幼苗光合作用和叶绿素荧光参数的影响1

为探明缺磷胁迫下草甘膦对抗草甘膦大豆（RR1）幼苗叶片光合作用和叶绿素荧光参数的影响,采用溶液培养方法,在大豆长出真叶时进行缺磷胁迫,第二复叶完全展开时进行草甘膦处理,5d后测定各生理指标。结果表明, 相对于正常供磷条件的清水处理,缺磷胁迫下4.98 mL/L草甘膦处理的大豆叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）、最大荧光（Fm）、PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）、PSⅡ的有效量子产量［Y(Ⅱ)］、PSⅡ非调节性能量耗散的量子产量［Y(NO)］、最大电子传递速率（ETRmax）和半饱和光强（Ik）均呈下降趋势。而气孔限制值（Ls）、叶绿素a（Chl a）、叶绿素b（Chl b）、叶绿素a/b（Chl a/b）、类胡萝卜素（Car）、总叶绿素（Chl）含量和PSⅡ调节性能量耗散的量子产量［Y(NPQ)］均呈升高趋势。说明缺磷胁迫条件下喷施草甘膦显著降低了抗草甘膦大豆的光合速率。缺磷引起的气孔因素可能是导致RR大豆光合速率下降的主要原因,而光合速率的下降导致其PSⅡ反应中心的开放程度降低,活性减弱,参与CO2固定的电子较少,光化学效率较低。     

Cs对菠菜叶片光合作用影响的研究

为了揭示Cs对植物光合作用的影响机理,本文采用不同浓度的CsCl(0、1、5、10、20 mmol·L-1)和石英砂培处理菠菜幼苗15 d,分析测定了Cs在菠菜中的积累分布以及Cs对菠菜叶片叶绿素含量、光合气体交换参数、叶绿素荧光参数、类囊体膜电子传递速率、类囊体膜吸收光谱和77k低温荧光光谱的影响.结果表明:Cs处理显著降低菠菜叶片的叶绿素含量;随着Cs处理浓度的增加,尤其在处理浓度大于10 mmol·L-1时,叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)以及蒸腾速率(Tr)显著下降;叶片叶绿素荧光参数分析表明,Cs处理浓度大于10 mmol· L-1时,光系统Ⅱ(PSⅡ)反应中心遭到破坏;类囊体膜电子传递活性分析表明高浓度Cs处理抑制PSⅡ放氧侧的电子传递活性;类囊体膜室温吸收光谱和77K低温荧光光谱分析表明高浓度Cs会破坏类囊体膜的结构,导致叶绿素的结合状态受损,从而使类囊体膜光能的吸收、传递和分配受到抑制,并且会导致类囊体膜上PSⅡ和PSⅠ的色素蛋白发生不同程度的降解.本研究可为Cs污染的植物修复提供一定理论依据.     

氮肥水平对玉米灌浆期穗位叶光合功能的影响

本文在棕壤长期定位实验的基础上,测定了不同水平氮肥处理下灌浆期玉米（郑单958）穗位叶气体交换和叶绿素荧光等光合参数以及SPAD值。结果表明, 施用氮肥可以引起荧光诱导曲线（OJIP曲线）显著变化,其中K、 J 和 I 点的荧光强度值明显降低;施用氮肥显著提高捕获的激子将电子传递到电子传递链中QA下游的其他电子受体的概率（o）和以吸收光能为基础的性能指数（PIABS）,显著降低K点的可变荧光Fk占振幅Fo-Fj 的比例（Wk）和J点的可变荧光Fj占振幅Fo-Fp 的比例（Vj）,说明PSⅡ反应中心电子传递链综合性能以及供体侧和受体侧的电子传递能力均明显提高,并且可以看出受体侧性能的改善大于供体侧;随着施氮量的增加,PSⅠ的最大氧化还原活性I/Io呈先升后降的趋势变化,说明适量施氮可以增强P700的最大氧化还原能力,并可以显著提高叶片PSⅠ与PSⅡ两个光系统之间的协调性Ф（PSⅠ/PSⅡ）。     

基于快速叶绿素荧光参数的不同基因型棉花叶片衰老研究（英文）

光系统Ⅱ(PSⅡ)的光反应与作物光合能力密切相关。为了获得更多关于叶片衰老过程中PSⅡ状态的详细信息并快速筛选出具有不同叶片光合功能持续时间的棉花基因型,本试验利用快速叶绿素荧光技术研究了生产上报道叶片衰老快慢不同的3种棉花基因型倒一叶衰老过程中的PSⅡ的光化学反应。结果显示,基于光吸收的性能指数(PIABS)将‘百棉1号’‘百棉5号’和‘DP99B’分为晚衰型、中间型和早衰型。3种基因型棉花品种叶片衰老过程中电子传递受抑制情况遵循同样的规则。放氧复合体(OEC)在生育后期大量降解;PSⅡ受体侧的抑制情况要大于供体侧;叶片衰老显著限制光系统Ⅱ-光系统I间的电子传递;随着叶片衰老,用于热耗散和还原初级醌受体(QA)的能量增加,而用于PSⅡ电子传递链中QA还原(Q-A)之后电子传递的能量下降。但是叶片衰老过程中,电子传递受抑制程度(除荧光开始到荧光最大时间段之间的QA还原次数之外)为‘DP99B’‘百棉5号’‘百棉1号’。由此可知,不同棉花基因型的叶绿素荧光特征可快速、无损地反映叶片衰老的快慢及内在生理机制。     

外源硫化氢对盐胁迫下加工番茄幼苗光合参数及叶绿素荧光特性的影响

为探究外源硫化氢(H_2S)对盐胁迫下加工番茄幼苗光合作用和光合荧光参数的影响,以耐盐性不同的2个加工番茄KT-7(耐盐性强)和KT-32(耐盐性弱)为材料,采用分光光度法、CIRAS-3型光合仪和Imaging-PAM调制荧光成像系统分别测定光合色素含量、光合参数和叶绿素荧光参数。结果表明,外源H_2S提高了盐胁迫下加工番茄幼苗的生长及叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素含量、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、叶片蒸腾速率(Tr)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)和PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ);降低了胞间CO_2浓度(Ci)、PSⅡ调节性能量耗散的量子产额[Y(NPQ)]和非光化学猝灭系数(NPQ);而PSⅡ非调节性能量耗散的量子产额[Y(NO)]稳定在较低水平。此外,外源H_2S对KT-32的缓解效应强于KT-7。综上所述,外源H_2S通过提高加工番茄幼苗叶片的光合色素量和光合电子传递效率,有效地缓解盐胁迫对加工番茄叶片PSⅡ的伤害。本研究结果为探究外源H_2S增强加工番茄耐盐性研究提供了科学依据。     

不同氮素水平下CO2倍增对大豆叶片荧光诱导动力学参数的影响

本文研究了在不同氮素水平下，CCO2倍增对大豆叶片单位鲜重叶绿素（Chl）和类胡萝卜素（Car）含量，以及荧光诱导动力学参数的影响。结果表明，在正常大气下增施氮肥，对叶片Chl含量的提高作用相当于CO2倍增的作用，但是增施氮肥又可进一步强化CO2倍增的作用。CO2倍增和增施氮肥均有改善大豆光合功能的作用，提高大豆的PSⅡ活性和光合作用潜在量子转化效率，提高PSⅡ反应中心开放部分的比例，降低非辐射能量的耗散，使大豆能更充分地利用所捕获的光能用于光合作用，结果促进PSⅡ总的光化学量子产量的提高。增施氮肥同样表现出可增强CO2倍增对光合功能的改善作用。表明要使高浓度的CO2对C3植物光合作用起更好的作用，增施氮肥是必要的。     

缺钾对茶树幼苗叶片叶绿素荧光特性的影响

为了探明缺钾对茶树叶片的光合电子传递、光能转化和利用等的影响机制,本研究以10月龄扦插瑞香茶[Camellia sinensis (L.) O. Kuntze cv. Ruixiang] 苗为试验材料,通过沙培试验,用含5个不同钾浓度（K 0、100、200、600、2000 mol/L）的营养液浇灌,每周3次,处理24周后,进行茶树叶片叶绿素荧光参数的测定。结果表明,缺钾处理茶树叶片OJIP曲线O点上升,P点下降,同时出现150 s处的L点和300 s处的K点两个新点;缺钾条件下,TRo/ABS (or Fv/Fm) (最大光化学效率)、ETo/ABS（电子传递的量子产额）、REo/ABS（还原量子效率）、PIabs（吸收光能的性能指数）和PICS（单位面积为基础的性能指数）下降,而VJ、VI和耗散能增加。总之,缺钾损伤了从PSⅡ供体侧到PSI的整个电子传递链,降低了光合电子传递能力;缺钾叶片还通过增加热耗散以保护叶片在强光下免遭光氧化伤害。     

谷子对拔节期弱光胁迫的光合生理响应

为阐述拔节期弱光胁迫降低谷子产量的光合生理机制,以张杂谷5号和晋谷21号为研究对象,在拔节期分别进行30%、60%和85%的遮阴处理15 d,以不遮阴作为对照,探究谷子叶片的光合色素含量、光合特性、叶绿素荧光参数及产量对其的响应规律。结果表明,遮阴处理降低了2个品种谷子叶片的光合色素含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、表观光合电子传递速率(ETR)、PSⅡ实际光化学量子产量(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(q P)、非调节性能量耗散量子产量[Y(NO)]、穗长、穗重、穗粒重和产量,却显著提高了胞间CO2浓度(Ci)和调节性能量耗散量子产量[Y(NPQ)]。张杂谷5号的表观光合电子传递速率(ETR)、PSⅡ实际光化学量子产量(ΦPSⅡ)和产量在遮阴30%时显著下降,而晋谷21号在遮阴程度超过60%时才显著变化。总之,拔节期弱光胁迫下,谷子叶片的光合色素含量降低,捕捉利用光能的能力减弱,PSⅡ光化学活性降低,光合作用变弱,最终影响产量;张杂谷5号比晋谷21号对弱光胁迫更为敏感。本研究结果为拔节期通过改善谷子叶片的光合功能来增强抗弱光胁迫以达到稳产指明了方向,并为选育耐弱光胁迫谷子提供了依据。     

水稻黄叶突变体光合特性的日变化

对水稻黄叶突变体黄玉B及其亲本龙特甫B孕穗期的光合速率和叶绿素荧光参数的日变化所进行的研究表明:(1)在自然日照条件下,当光强上升到1043.4μmol/m2.s时,野生型出现光饱和点并表现出光抑制现象,而突变体没有出现光饱和点;(2)在野生型出现光抑制阶段(12:00—14:00),突变体的光合速率(Pn)、PSⅡ原初光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ光量子效率(фPSⅡ)、非循环光合电子传递速率(ETR)和热耗散(NPQ)均高于野生型。突变体在强光条件下(PFD>1149.2μmol/m2.s)能有效利用光能并耗散过剩光能,其对强光光响应能力优于野生型亲本。     

基于快速叶绿素荧光参数的不同基因型棉花叶片衰老研究

光系统Ⅱ（PSⅡ）的光反应与作物光合能力密切相关。为了获得更多关于叶片衰老过程中PSⅡ状态的详细信息并快速筛选出具有不同叶片光合功能持续时间的棉花基因型,本试验利用快速叶绿素荧光技术研究了生产上报道叶片衰老快慢不同的3种棉花基因型倒一叶衰老过程中的PSⅡ的光化学反应。结果显示,基于光吸收的性能指数（PI_ABS）将‘百棉1号’ ‘百棉5号’和‘DP99B’分为晚衰型、中间型和早衰型。3种基因型棉花品种叶片衰老过程中电子传递受抑制情况遵循同样的规则。放氧复合体（OEC）在生育后期大量降解; PSⅡ受体侧的抑制情况要大于供体侧;叶片衰老显著限制光系统Ⅱ-光系统I间的电子传递;随着叶片衰老,用于热耗散和还原初级醌受体（Q_A）的能量增加,而用于PSⅡ电子传递链中Q_A还原（Q_A^-）之后电子传递的能量下降。但是叶片衰老过程中,电子传递受抑制程度（除荧光开始到荧光最大时间段之间的Q_A还原次数之外）为‘DP99B’ > ‘百棉5号’ > ‘百棉1号’。由此可知,不同棉花基因型的叶绿素荧光特征可快速、无损地反映叶片衰老的快慢及内在生理机制。     

氮素对玉米灌浆期叶片光合性能的影响

以玉米自交系齐319(Q319)为材料,采用单株盆栽种植方式,借助叶绿素荧光快速诱导动力学曲线和820 nm光吸收曲线,研究了氮素对玉米灌浆期叶片光合性能的影响。2年研究结果表明,在本试验条件下,氮素对Q319灌浆期叶片叶绿素含量无明显提高作用,但其净光合速率(Pn)和单株干物质积累量、子粒产量显著增加。JIP-test分析表明,氮素显著提高了叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)反应中心电子供体侧和受体侧性能;显著提高了Q319 PSⅡ反应中心电子受体侧之后的电子传递链性能,增强了电子由PSⅡ向PSⅠ的分配,从而显著地提高了PSⅡ与PSⅠ之间的协调性。可以认为,施氮后灌浆期叶片叶绿素含量的变化不是Pn提高的主要原因,而两个光系统性能的改善及二者间协调性的提高增强了光合电子传递链的性能是灌浆期Pn升高与成熟期产量增加的主要原因。     

叶绿素荧光成像技术下的柑橘黄龙病快速诊断

柑橘黄龙病被称为柑橘的"癌症",具有极强的传染性,造成柑橘产业巨大的经济损失。为探究病原菌对宿主光合作用进程中对光能吸收、分配和利用的影响,并实现柑橘黄龙病的快速诊断,该研究利用叶绿素荧光成像技术对感染黄龙病不同程度柑橘叶片的叶绿素荧光特性和相应淀粉、蔗糖、葡萄糖和果糖含量进行研究,分析了叶片的叶绿素荧光图像与淀粉、蔗糖、葡萄糖和果糖含量之间的关系,并构建了柑橘黄龙病快速诊断模型。结果表明,染病叶片中的淀粉、蔗糖、葡萄糖和果糖出现异常累积,糖代谢异常与病原菌的侵染有关;宿主的叶绿体光系统Ⅱ(Photosystem Ⅱ, PSⅡ)反应中心遭受破坏,导致最小荧光产量上升,PSⅡ的最大光量子效率下降及PSⅡ中有活性的光反应中心数量减少,染病叶片的光化学反应的能力降低,激发能被转换成不可调制荧光淬灭的比例上升;叶绿素荧光参数能够精确地反演出叶片的淀粉、蔗糖、葡萄糖和果糖含量,两者具有很强的相关性。利用叶绿素荧光参数构建的随机森林模型对柑橘黄龙病诊断的总体识别正确率为97.50%。采用叶绿素荧光成像技术能够实现柑橘黄龙病快速无损检测,可为柑橘黄龙病的早期预警提供新方法。     

开花后水分胁迫对冬小麦旗叶光合作用和保护酶活性的影响

为了解干旱对冬小麦光能利用与耗散机制的影响,研究了花后水分胁迫对冬小麦光合作用参数、叶绿素荧光参数及保护酶与光合作用相关酶活性的影响.结果表明,水分胁迫增加了旗叶可溶性糖和丙二醛含量,提高了叶片的渗透调节和抗氧化能力.中度水分胁迫下旗叶的光合速率和蒸腾速率与充分供水处理的相近,而重度胁迫处理的光合速率和蒸腾速率则降低较为明显.适度的水分胁迫可诱导叶片保护酶活性升高,从而减轻干旱伤害.适度的水分胁迫可增强PSⅡ反应中心的电子捕获效率,增强光呼吸作用,较好的保护光合机构.水分胁迫促进了冬小麦灌浆前期的蔗糖合成能力,但同时也导致灌浆中后期旗叶衰老的加剧,使得叶片的蔗糖合成能力急剧下降.水分胁迫降低了旗叶的RuBP羧化酶活性,除非受旱严重,否则RuBP羧化酶活性的降低不会限制叶片的光合作用.     

空间环境对小麦叶绿素荧光及光合特性的影响

以小麦品种西农1043、陕253为材料,经空间诱变处理后将种子在地面种植,测定小麦功能叶片的叶绿素荧光参数和光合特性的变化。研究表明:空间诱变处理后,2个供试材料的PSⅡ原初光能转化效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/F0)、光化学猝灭系数(qP)均比对照低,同时处理的净光合速率也低于对照,非光化学猝灭(qN)较对照有所升高。表明小麦种子经过空间诱变处理后,光合系统的发育受到一定程度的影响,光合电子传递、光合原初反映过程受到抑制,光合作用能力下降,植株形态受到影响,千粒重有所下降。     

钛对小麦幼苗光合特性的影响

本文研究不钛对小麦幼苗光合特性的影响。经不同浓度的钛溶液浸种12小时的小麦幼苗,其叶片单位鲜重所含叶绿素和类胡萝卜素的量均比对照高。不同浓度的钛均能提高含等量叶绿素的叶绿体光能吸收能力、PSⅡ活性、PSⅡ原初光能转化效率和叶片潜在光合作用量子转化效率。此外,钛还能提高Mg2+对两个光系统(PSⅡ和PSⅠ)之间激发能分配的调节能力。5mg/L的钛在改善小麦光合功能方面,其效果最佳。由于钛能改善植物的光合功能。它在农业生产中将有良好应用前景。     

不同供镁水平对水稻叶片叶绿素荧光特性和能量耗散的影响

以高产杂交稻汕优63为材料,研究了不同供镁(Mg)水平对水稻叶片叶绿素荧光特性和抗氧化酶类活性的影响。结果表明,缺Mg使水稻叶片叶绿素含量降低,光合电子传递速率下降、CO2同化受抑制而导致Fv／Fm、PSⅡ等下降、净光合速率降低,加重了叶片受到光抑制的程度。尽管缺Mg叶片所捕获和传递到PSⅡ反应中心的光能减少,但是在强光下仍然积累了大量过剩激发能。在13:00时,对照叶片的qP下降,qN升高,过剩的激发能通过非光化学猝灭途径耗散掉以避免光合机构受到伤害,而缺Mg叶片qP下降的同时qN也显著下降,这可能是由于缺Mg使叶黄素循环受阻而阻碍了过剩激发能的耗散。缺Mg叶片中没有能够通过能量耗散系统及时耗散掉的过剩激发能导致了活性氧自由基的生成比例增加,诱导了抗氧化酶类活性不同程度的增加。大量活性氧自由基不能被抗氧化酶类及时清除掉,积累到一定程度引起了膜脂过氧化加剧而使叶绿体结构受到损伤,最终使得叶片失绿坏死。     

不同灌水模式对南方辣椒叶绿素荧光参数的影响

为了实现辣椒节水、优质、高效生产,在避雨栽培条件下,利用OS5-FL调制荧光仪研究了不同灌水模式对辣椒叶绿素荧光参数的影响。结果表明,在4个生育阶段,辣椒的可变荧光、最大荧光、可变荧光与最大荧光比、可变荧光与初始荧光比、光化学淬灭系数与非光化学淬灭系数均随着灌水量的减少而降低,而初始荧光则随着灌水量的减少而升高。说明辣椒叶片PSⅡ反应中心因水分胁迫而受到了破坏,使PSⅡ原初光能转换效率和PSⅡ潜在活性降低,使光合电子传递、光合原初反应过程及热耗散能力受到抑制。DI50、2PRD和1PRD 3种处理下的辣椒各叶绿素荧光参数虽然在4次观测中均未表现出显著差异,但1PRD处理与对照相比变化最小。该研究可为南方避雨栽培下辣椒灌水模式的选择和节水、优质、高产辣椒栽培提供参考。