基于夫琅和费暗线原理的太阳诱导叶绿素荧光

叶绿素荧光技术是探知植物生理状态及其与环境关系的理想方法.太阳诱导叶绿素荧光可以利用夫琅和费暗线原理进行提取.阐述了夫琅和费暗线探测自然光条件下光合作用荧光的基本原理和方法,以及波长760nm叶绿素荧光探测仪的光学系统、仪器硬件组成及其各部分功能、仪器的软件设计.通过与ASD地物光谱仪器的对比试验表明,研制的太阳诱导叶绿素荧光测量的数据与地物光谱仪测量的数据相关系数都大于0.9.基于夫琅和费暗线原理的太阳诱导叶绿素荧光探测仪器提供了一种低成本、实时测量作物冠层太阳诱导叶绿素荧光的方法和仪器.     

不同粒叶比小麦品种非叶片光合器官光合特性的研究

通过测定两个不同粒叶比小麦品种Lu 22和Lu 14叶片和非叶片光合器官叶绿素含量、光合速率及叶绿素荧光参数，探讨了非叶光合器官光合特性的差异。结果表明，高粒叶比品种Lu 22各部位的叶绿素含量均高于低粒叶比品种Lu 14，特别是在衰老后期，Lu 22能维持较高的叶绿素含量；在叶片叶绿素含量及光合速率明显下降时，非叶片光合     

黄金梨和鸭梨叶片光合作用的光抑制及其恢复的比较研究

 以黄金梨和鸭梨的连体和离体叶片为研究材料, 在自然光强和模拟光强下测定光合作用和叶绿素荧光参数。结果表明: 黄金梨和鸭梨连体叶片经午间强光处理后, 净光合速率( P_n) 、表观量子效率(AQY) 和光系统Ⅱ ( PSⅡ) 的光化学效率(F_v /F_m ) 降低, 初始荧光( F_o ) 升高, 且其降低或升高的幅度随着光强的增强而加大, 说明强光胁迫使叶片发生了光抑制; 黄金梨和鸭梨离体叶片的光抑制程度均随着强光照射时间的延长而加重, 但是在光强减弱或在弱光下恢复2～4 h, 均可基本恢复到正常值, 说明仅强光引起的光抑制是可逆的; 对DTT处理的叶片进行强光处理, 其F_v/F_m比未吸入DTT的叶片低, F_o比对照高, 说明依靠叶黄素循环进行热耗散是梨树叶片防御强光破坏光合机构的重要途径之一; 黄金梨对强光胁迫的忍耐能力和恢复能力较鸭梨弱, 说明梨树光抑制程度品种间有差异。     

茄子离体叶片光系统Ⅱ的冷激胁迫效应及热力学分析

 以耐冷性较强的短把黑圆茄和耐热性较强的黑帅圆茄为试材,经冷激胁迫后采用植物效率仪PEA,进行快速叶绿素荧光参数测定,并利用最大光化学效率Fv/F m和活性中心RC/CSo的标准状态变性自由能变△GD进行PSⅡ冷稳定性的热力学分析。随着冷激胁迫温度的降低和时间的延长,PSⅡ的Fv/Fm、实际光化学效率ΔF/Fm′、RC/CSo呈"S"型下降趋势;单位反应中心DIo/RC和非光化学猝灭qN呈"S"型上升趋势;综合分析反映出冷激胁迫下PSⅡ反应中心的可逆失活和依赖于叶黄素循环的热耗散的双重机制在保护PSⅡ防止光抑制中起到重要作用。另外,通过两品种间PSⅡ行为差异,引入了两组新的参数作为便于直观比较冷胁迫的评价指标。黑帅圆茄Fv/Fm、ΔF/Fm＇的半衰温度T1/2和t1/2值分别高于短把黑圆茄1.4 ℃和0.8 ℃。茄子叶片Fv/Fm和RC/CSo的△GD随着冷激胁迫温度的降低而减少呈瀑布型的下降趋势。黑帅圆茄的△GD值和变性中点温度Tm都低于短把黑圆茄。它们均反映出黑帅圆茄的耐冷性低于短把黑圆茄。     

一品红不同品种叶片叶绿素荧光特性比较

 利用叶绿素荧光技术测定了一品红4个品种‘金多利’、‘圣诞天使’、‘索诺拉飞雪’、‘旗帜’叶片光强依赖的叶绿素荧光特性。结果表明: ‘金多利’初始荧光( F_o ) 、最大荧光( F_m ) 和可变荧光( F_v ) 值极显著高于其它3个品种。在各个光强( PAR, 0～2 171μmol·m^{- 2} ·s^{- 1} ) 下, 表观电子传递速率( rETR) 、实际光化学效率(Yield) 和光化学淬灭( q_P ) 的变化趋势一致, 均为‘金多利’ > ‘圣诞天使’ > ‘索诺拉飞雪’ > ‘旗帜’, 在高PAR下这种差异更明显。拟合参数最大潜在相对电子传递速率( rETR_max ) 、半饱和光强( Ik) 和光抑制参数(β) 也同rETR等具有一致变化。说明‘金多利’有较高的PSⅡ活性, 耐强光; 而‘旗帜’则光化学效率较弱, 高光强下易受光抑制。     

西葫芦银叶病发病叶片叶绿素代谢及其荧光特性

 研究了西葫芦银叶病发病叶片和叶柄叶绿素代谢特性和叶片叶绿素荧光参数的变化。与对照相比,发病叶片和叶柄叶绿素总量(Chl.a+b),叶绿素a (Chl.a),叶绿素b (Chl.b)含量均下降;轻度与重度发病叶片叶绿素a/b增加,中度发病叶片与对照差异不显著,而叶柄比对照降低。西葫芦银叶病对叶片Chl.b的影响比Chl.a大,而对叶柄Chl.a的影响比Chl.b大。发病叶片和叶柄叶绿素酶活性升高,从而使叶绿素降解加速,叶绿素合成中间产物Protoporphyrin IX (Proto IX),Magnesium protoporphyrin IX (Mg-Proto IX),Protochlorophyllide (Pchlide)含量降低,Uroporphyrinogen Ⅲ (Uro Ⅲ)含量增加,表明叶绿素合成在 Uro Ⅲ到 Proto Ⅸ受阻。发病叶片最大光化学量子产量(Fv/Fm),光系统Ⅱ(PSⅡ)的潜在活性(F_v/F_o),实际光化学效率(φPSⅡ),光化学淬灭系数(q_P)降低,非光化学淬灭系数(NPQ)增加。试验结果表明,西葫芦银叶病破坏了叶绿素合成和降解的动态平衡,叶绿素合成受阻和叶绿素降解加速是导致叶片叶绿素含量降低的原因;发病叶片叶绿体PSⅡ活性受到抑制。     

硫素对玉米光合特性及产量的影响

以郑单958为材料,在大田试验中设置0(S0)、40(S1)、80(S2)、120(S3)、160 kg/hm2(S4)5个施硫(硫磺)水平,研究不同施硫量对玉米光合特性及产量的影响。结果表明,从抽雄吐丝期至灌浆期,S2、S3处理玉米一直保持较高的叶面积指数(LAI)和叶绿素含量(SPAD)。施硫量为S2处理时,玉米净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)均表现为最大值,分别较S0处理提高19.08%、76.7%,且达到显著水平。胞间二氧化碳浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)分别在S3、S4处理时达到最大值,且显著高于S0处理。施用硫肥能够显著降低玉米气孔限制值(L_s),且施硫量为S2时达最小值,与S0处理达到差异显著水平。施用硫肥能显著提高PSⅡ的潜在活性(F_v/F_o)、PSⅡ原初光能转化效率(F_v/F_m)、PSⅡ有效光化学量子产量(F_v’/F_m’)和光化学猝灭系数(qP),显著降低非光化学猝灭系数(NPQ)。施用硫肥能够显著提高玉米产量,增产幅度为7.0%~18.1%。施硫量为S2时,玉米产量最高,为12 978.3 kg/hm~2。     

不同灌溉模式下小麦荧光特征及品种抗旱性研究

为探讨低平原区节水灌溉模式和筛选高产节水品种,在2014-2015和2015-2016两个小麦生长季,采用裂区试验,以5个灌溉模式(春季灌溉0、1、2、3和4水,分别用W_0～W_4表示)作为主处理,以3个当地主推冬小麦品种(衡观35、石4185和衡4399)作为副处理,研究了不同灌溉模式对小麦产量、叶绿素荧光特征参数、水分利用效率等的影响及荧光特征与品种抗旱性的关系。结果表明,随灌溉量和灌溉次数的增加,小麦产量非线性增加,但不同年份表现有所不同,2014-2015年以W_2处理产量最高,2015-2016年以W_4处理产量最高;灌溉提高了PSⅡ的潜在活性F_v/F_o和原初光能转化效率F_v/F_m,但F_o却降低。不同品种对灌水的反应特性不同,且存在年际间差异,两年平均产量以衡4399最高,石4185最低;随灌溉量的增加,衡4399和衡观35产量变化幅度较小,而石4185的产量变化幅度相对较大。从荧光特征参数看,石4185受水分胁迫的影响大,在灌浆后期,其不灌溉处理(W_0)的荧光参数F_o相对于灌溉处理的增加幅度高于衡4399和衡观35,但F_m、F_v/F_m和F_v/F_o在不灌溉情况下的降低幅度也相对较大,说明石4185的抗旱性差。从水分利用效率看,以W_2处理较好。因此在本试验条件下,衡4399和衡观35的增产潜力大,抗旱性好,春季灌2水可达到节水高产和水分利用效率提高的目的。     

PEG胁迫对不同小麦品种幼苗抗旱生理指标的影响

为给小麦抗旱育种的早期筛选工作提供理论依据,以济麦262(抗旱型)、烟农19(中间型)和临麦2号(水分敏感型)为材料,采用PEG模拟干旱胁迫,探究干旱胁迫对不同小麦品种幼苗生物量、含水量、根系形态特征、抗氧化酶活性和叶绿素荧光参数的影响。结果表明,PEG胁迫下,三个品种中济麦262的生物量最大,地下部含水量显著高于临麦2号和烟农19;其根系的总长、总投影面积、总面积和总体积最大,且受抑制程度最低;其抗氧化酶活性在一定程度上明显增强,尤其是叶片和根系过氧化物酶、根系超氧化物歧化酶及叶片过氧化氢酶活性增强幅度显著高于临麦2号和烟农19;其叶片光化学荧光淬灭系数(qP)和PSⅡ的实际光化学效率与CK相比均呈下降的趋势,其中qP下降程度最低,荧光非光化学淬灭显著增强且高于其他两个品种。综上所述,在PEG胁迫下抗旱品种的生长受抑制程度最小,清除氧自由基能力较强,光能利用率高。