核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) de Bary)侵染抑制黄瓜光合作用的机理

 以津春四号黄瓜(Cucumis sativus L. ‘Jinchun 4’)为实验材料,通过同时测定黄瓜叶片叶绿素荧光快速诱导动力学曲线和对820 nm光的吸收曲线,以及过氧化氢含量和过氧化氢酶(CAT)活性的变化,研究了核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum(Lib.)de Bary)侵染黄瓜叶片后,对光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)功能的影响,并分析了核盘菌侵染后,两个光系统之间的相互影响。结果表明,核盘菌侵染叶片后,叶片过氧化氢(H₂O₂)含量升高,膜脂过氧化的程度加剧,叶片放氧能力下降,快速叶绿素荧光诱导动力学曲线发生变化。核盘菌侵染严重伤害了PSⅡ供体侧(放氧复合体)、受体侧以及反应中心的活性,并且降低PSⅠ最大氧化还原能力(△I/Io)。核盘菌侵染黄瓜后,抑制了CAT的活性,导致过量活性氧的积累,直接伤害了光合机构PSⅠ和PSⅡ的功能;对PSⅠ的伤害抑制了PSⅡ电子向PSⅠ的传递,进一步加剧了PSⅡ的伤害程度,导致更多过剩激发能产生,造成恶性循环,这是核盘菌抑制黄瓜光合作用的主要原因。     

板栗幼叶展叶过程的反射光谱和叶绿素荧光动力学

植物幼叶的叶绿素含量随叶片形态结构的发育建成而逐渐积累(Drumm-Herrel et al.,1985),幼叶的光合能力显著低于成熟叶片.有研究将幼叶较低的光合能力归因于光合机构发育不健全(Jiang et al.,2006).由于板栗(Castanea mollissima)幼叶的光合速率低,加之通常位于树冠的外围,受到强烈日光的盲晒.会使幼叶中比完全展开叶存在更多的过剩激发能.叶片中过剩激发能如果不能被及时耗散掉,就会导致活性氧的过量产生,破坏光合机构(Muller et al.,2001).     

玉米持绿与早衰品种叶片衰老过程中光化学活性的变化

为了探讨不同衰老型玉米叶片在衰老过程中光化学反应及其对光合能力维持的贡献, 本研究使用持绿玉米品种“齐319”和早衰玉米品种“黄早四”, 在控制的条件下, 用乙烯利诱导离体叶片衰老, 通过快速叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP曲线)和820 nm光吸收等技术, 研究了衰老过程中叶片叶绿素含量、光合速率、光系统I (PSI)、光系统II (PSII)以及光合电子传递体活性的变化。结果表明, 在衰老过程中, 齐319叶片叶绿素含量和光合速率的下降速度明显慢于黄早四, 是功能型持绿品种。玉米叶片的衰老伴随着OJIP曲线的J、I、K、L点荧光的增加, 以及远红光诱导820 nm光信号落差的下降。与齐319相比, 黄早四叶片的OJIP曲线和820 nm光吸收曲线的变化更剧烈。我们认为, 在衰老过程中PSI和PSII光化学活性的快速下降和光合电子传递功能的衰退是玉米叶片光合能力迅速下降的重要原因之一。在此基础上, 讨论了衰老过程中玉米叶片中与光合作用有关蛋白与光合能力下降的可能关系。     

苹果绿色果实的光合生理特性

以着色前的新红星果实为材料,采用液相氧电极和光谱仪对不同部位离体果皮圆片的光合放氧速率以及绿色果皮光合色素含量和光合能力随果实发育的变化进行研究。结果表明:阳面果皮的光合放氧速率明显大于阴面果皮。纵向比较可知:萼端部位果皮的光合放氧速率最大,果肩部位果皮的光合放氧速率最小,阳面中部果皮的光合放氧速率与纵向平均值接近,具有较好的代表性。随着果实发育,苹果绿色果皮的光合速率和单位面积果皮中的叶绿素含量显著下降,但类胡萝卜素含量与叶绿素含量的比值则逐渐增加。苹果绿色果实发育的中后期,随着果皮光合功能的下降,果皮中叶绿素也显著降解可以减少果皮对光能的吸收,减轻果皮的光抑制,这可能是苹果果实对光环境的一种适应机制。     

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。     

6-苄氨基嘌呤(6-BA)对不同氮素水平下玉米叶片衰老过程中光系统II性能的调控效应

以玉米自交系齐319 (Qi 319)为试材,利用叶绿素荧光快速诱导动力学曲线,研究了喷施外源激素6-苄氨基嘌呤(6-BA)对不同氮素水平下玉米花后叶片光系统II (PSII)性能的调控效应。两年研究结果表明,花后穗位叶叶绿素含量和净光合速率(P_n)均呈降低的趋势。在不施氮条件下,外源喷施6-BA,可提高叶绿素含量及后期P_n,但对PSII反应中心的活性无显著改善。施氮可显著提高P_n和PS II的性能,6-BA可显著增强其效果。二者互作条件下,叶绿素含量显著提高,P_n显著增加(P<0.05),PSII供体侧和受体侧的活性得到有效改善,其中对PSII供体侧性能的改善幅度大于对受体侧,PSII反应中心的活性提高以花后10 d最显著。光合性能的提高使单株生物量和籽粒产量显著增加(P<0.05)。因此,在适量施用氮肥的条件下结合喷施6-BA可以显著改善叶片光合性能。     

田间大豆及盆栽大豆光合日变化的比较

研究了田间大豆及盆栽大豆光合速率与气孔导度等生理指标的日变化情况,并分析了土壤温度和土壤含水量的日变化对光合日变化的影响。结果表明,田间大豆及盆栽大豆的光合都能产生午休,但田间大豆午休程度要比盆栽大豆轻得多。造成这种现象的原因是盆栽大豆根系紧靠盆壁生长,一天中土壤水分大幅度下降及中午时过高的土温严重影响大豆根系对水分的吸收及其它的生理活动。该实验结果还表明,一天中土壤水分大幅度下降及土温过高可以加重大豆的光合午休,但不是造成午休的主要原因。     

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。     

Na2SO4胁迫对鞑靼滨藜氮同化作用的影响

在室外水培条件下，随Ｎａ２ＳＯ４胁迫浓度的升高及胁迫时间的延长，鞑靼滨藜叶生长速率，硝酸还原酶活性和全氮含量均呈下降趋势，游离氨基酸含量呈上升趋势。由实验结果可以看出，盐胁迫下硝酸还原活性的迅速下降是植物减少有害含氮化合物的积累和减少能量损耗的重要适应性反应。