镉对离体叶片光合、呼吸强度及细胞膜透性的影响

用镉处理离体的烟草叶片，０．００５ｍｍｏｌ／Ｌ镉处理就引起光合速率降低，０．０２７ｍｍｏｌ／Ｌ镉处理引起叶绿素含量下降，０．１ｍｍｏｌ／Ｌ镉处理引起膜透性增加，随着处理浓度的增加及处理时间的延长，光合速率、叶绿素含量下降程度增加，膜受损程度也增加，而呼吸速率则呈现出降低－增加－降低的变化。     

镉对光合器膜系统结构的影响

镉处理烟草叶绿体,引起叶绿体Fecy及DCIP光还原速率减慢,光合电子传递受阻,叶绿素α荧光发射强度降低,叶绿体在长波吸收峰处的峰值下降,随镉处理时间及浓度的增加,叶绿体的光合电子流受抑程度也增加.光合电子传递与光合膜结构完整性是密切相关的,镉抑制光合电子传递也是光合膜结构不断破坏的过程.     

钙对镉胁迫下小白菜生理特性的影响

以小白菜(Brassicachinensis L.)为研究对象,为探明外源钙能否缓解镉胁迫对小白菜造成的生理毒害.实验以蛭石和珍珠岩(2∶1)混合为栽培基质,以改进的Hoagland营养液(用硝酸铵代替硝酸钙)为营养源,对比研究了不同质量浓度(0,200,400,800 mg/L)钙对镉胁迫下小白菜根系活力、硝酸还原酶(NR)活性、硝态氮含量、光合色素含量等生理指标的影响.结果表明:1)镉胁迫使小白菜根系活力下降,NR活性降低,而硝态氮含量明显上升,光合色素合成明显受到影响;2)在钙处理下,根系活力显著提高(p<0.05),NR活性普遍上升,光合色素含量有所上升但普遍低于对照组;3)低钙组的光合色素含量明显高于无钙组,但是总体呈现下降趋势.硝态氮含量与NR活性成负相关,呈现先降后升的趋势;高浓度钙抑制根系活力与NR活性.因此,适当钙质量浓度(200~400 mg/L)处理可以明显缓解重金属镉对小白菜造成的生理胁迫.本研究结果为外源钙在缓解植物重金属毒害方面的应用提供理论依据.     

镉对大麦细胞分裂和染色体形态的影响

研究了不同浓度氯化镉溶液对大麦根的生长、细胞分裂和染色体形态的毒害效应。实验所用氯化镉浓度为０．５，１，３，５，７，１０，１５和２０ｐｐｍ。结果表明，随着镉浓度的增加和处理时间的延长，根的生长速率和有丝分裂指数递减。不同浓度的镉都能引起染色体畸变，包括Ｃ－有丝分裂，染色体桥和粘连，染色体断片以及微核等。恢复培养后根长和有丝分裂指数均有不同程度的增加，染色体畸变率降低。镉对大麦生长的抑制和毒害效应取决于镉浓度和处理时间。     

镉致PC12细胞的神经毒性

镉是环境中常见的重金属,为了研究镉暴露可能会对神经系统造成的损伤,文章以PC12细胞为模型,观察不同浓度氯化镉暴露对PC12细胞的损伤。实验用0.1、0.5、2.5μmol/L镉处理PC12细胞24 h, MTT比色法检测细胞存活率,并检测0.1、0.5μmol/L镉处理后PC12细胞分化和活性氧变化。MTT结果显示,0.5μmol/L的镉处理显著降低了PC12细胞的存活率,镉暴露对PC12细胞存活率的降低呈剂量依赖性;细胞分化实验结果表明,镉暴露后细胞突起总长度、一级分支和二级分支数目显著降低,且镉对神经发生的抑制作用呈剂量依赖性;细胞内活性氧检测实验表明,镉暴露后细胞内的活性氧簇(reactive oxygen species, ROS)荧光信号显著增加。上述结果表明,镉可能是通过增加细胞内ROS影响细胞的存活率和分化,进而引起神经毒性。     

镉胁迫对黄瓜幼苗叶片生理特性的影响

为探讨黄瓜对镉(Cd)污染的耐受机制,选用"津优35号"黄瓜(Cucumis sativus L.)为材料,采用水培方式研究不同浓度(0、10、50、100和500μmol/L)的Cd胁迫对黄瓜幼苗叶片大小、光合色素含量、光合日进程及脯氨酸含量的影响.结果表明:(1)不同浓度的Cd处理均抑制黄瓜幼苗叶片的生长,且这种抑制作用随处理浓度的增大和处理时间的延长更加显著;(2)随着处理浓度的升高,光合色素含量呈现先下降后上升的趋势;(3)Cd胁迫显著抑制了黄瓜幼苗叶片的光合作用,除增大气孔限制值外,其他光合参数均显著降低,且日进程曲线变化趋势变缓,500μmol/L的Cd处理组幼苗"光合午休"特性消失;(4)Cd胁迫条件下,黄瓜幼苗体内脯氨酸含量随着Cd处理浓度的增大而增加..     

光合细菌肥料对植物的影响

光合细菌作为生物肥料 ,在农业上具有独特的功效和广泛的适应性。本文选用 9株光合细菌的混合培养物 ,观察了其对植物光代谢和水分代谢的影响。结果表明 :光合细菌可使菠菜叶绿素含量提高 1 0 .55 % ,CO2 吸收率提高 9.1 6 % ,光合强度增加 33 % ,二磷酸核酮糖羧化酶活性提高 38% ,明显加强了植物的光合作用 ,同时 ,光合细菌使植物地下部分含水量降低 3 .8% ,地上部分含水量增加 2 .5 % ,根系重量增加 6 .9% ,明显增加了植物对水分的吸收和分布     

花后高温对小麦籽粒充实的影响

本文于１９９３年以扬麦５号为材料，通过盆载方式，分析了高温和肥料处理对小麦花后籽粒发育的影响。结果表明：花后高温能降低叶片光合强度，加速叶片衰老；籽料形成期高温明显减少每穗粒数，灌浆期高温显著降低最终粒重；低速高温加速衰老，而高肥级缓解高温引起的伤害；高温和不同肥料处理并不发迹同一穗中不同粒位间粒重的分布和胚乳细胞数的分布现象；花后１４天前高温促进籽粒胚乳细胞数的增加，而１４天后高温则有抑制籽粒胚     

脱落酸对镉胁迫下蚕豆幼苗光合参数和抗氧化酶的影响

通过外用ABA(25μmol/L)对镉胁迫下蚕豆幼苗光合参数及抗氧化酶活性变化进行测定分析.结果表明,在无ABA情况下,10 mg/L的镉胁迫能够使蚕豆叶片的光合速率(Pn),蒸腾速率(Tr),气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)呈上升趋势,随着浓度的增加,各参数逐渐降低.当外用ABA后,除蒸腾速率外,其余各参数的降低趋势被明显抑制.此外,外用ABA还可以减少在镉胁迫下蚕豆叶片MDA含量和膜透性的增加值,提高蚕豆叶片抗氧化酶(CAT,SOD,POD)活性.     

氧化石墨烯对高羊茅光合固碳特征的影响

为了探究碳纳米材料对草坪植物光合固碳的影响，采用氧化石墨烯（GO）和高羊茅（Festuca arundinacea Schreb）为实验材料，通过向土壤中添加不同质量分数（1%、3%和5%）的GO进行高羊茅培植，分析了固碳相关指标，包括植物生长、光合参数、光合色素含量、糖含量、糖合成酶活性对GO的响应特征.结果表明：1%GO处理对高羊茅的光合固碳特征没有显著影响，而3%和5%处理显著抑制了植物生长，降低了光合参数、光合色素含量、糖含量和糖合成酶活性，且各指标随着GO质量分数的增加而降低.与对照组相比，5%GO处理下高羊茅的地下鲜重、净光合速率、蔗糖含量和蔗糖合成酶活性分别降低了57.9%、35.3%、56.5%和36.1%.由此可知，高浓度GO处理会显著抑制高羊茅的光合作用，阻碍植物生长，降低植物固碳能力.     

采用PEG模拟干旱胁迫及复水玉米光合补偿效应

采用聚乙二醇(PEG)模拟干旱胁迫方法,研究玉米五叶期水分胁迫期间及复水后叶片叶绿素含量、叶绿素荧光动力学参数、光合参数和可溶性糖的补偿效应.研究结果表明,胁迫期间叶片叶绿素含量、PSⅡ原初光的转化效率(Fv/Fm)和PSⅡ的潜在活性(Fv/Fo)、光合速率均降低,而可溶性糖浓度升高,且降低幅度和升高幅度与胁迫程度正相关;复水后,叶片叶绿素含量、Fv/Fo和Fv/Fm、光合速率及可溶性糖浓度均逐渐恢复,出现补偿和超越补偿效应,恢复所需要时间与胁迫程度正相关.胁迫抑制植株生长,导致同化物消耗减少并在叶片内堆积,光合作用降低,表明旱后复水玉米的生长补偿与光合补偿之间具有正反馈机制.     

An on-line multi-parameter analyzing optical biosensor for real-time and non-invasive monitoring of plant stress responses in vivo

Photosynthetic dysfunction and reactive oxygen species （ROS） production are the common features of plant stress responses. Based on quantitative measurement of ROS production and delayed fluorescence （DF） emission, which is an excellent marker for evaluating photosynthesis, an on-line multiparameter analyzing optical biosensor for detecting plant stress responses was developed. Performances of the proposed biosensor were tested in the wild type （WT） Arabidopsis and heat shock protein （Hsp） 101 T-DNA knockout mutant （hsp101） plants with different thermotolerance. Results demonstrated that DF intensity correlates with net photosynthesis rate （Pn） in response to elevated temperature in both the WT Arabidopsis and hsp101 mutant plants. The light response characteristics and the recovery dynamics of the DF intensity were also in line with those of Pn in both the WT Arabidopsis and hsp101 mutant plants after heat stress （HS, 40℃ for 30 min）, respectively. In all experiments discussed above, the hsp101 plant showed the worse photosynthetic performance than the WT plant. Moreover, after HS, more ROS production in the hsp101 mutant than in WT Arabidopsis, which was found to be mainly localized at chloroplasts, could be directly detected by using the proposed biosensor. In addition, the hsp101 mutant showed severer chloroplasts alterations than the WT plant within the first 1 h of recovery following HS. Nevertheless, pre-infiltration with catalase （CAT） reduced ROS production and prevented the declines of the DF intensity. Therefore, HS-caused declines of photosynthetic performance might be due to oxidative damage to photosynthetic organelle. To sum up, we conclude that Hsp101 plays an important role in preventing oxidative stress, and the proposed optical biosensor might be a powerful tool to determine plant stress responses and identify plant resistant difference.     

Low temperature wheat germplasm and its leaf photosynthetic traits and structure characteristics

Low temperature germplasm with constant low plant temperature was found in the nature through a long-time observation on wheat canopy temperature and traits; correspondingly, high temperature germplasm with constant high plant temperature also exists. Compared with the high temperature germplasm, the chlorophyll content and the net photosynthetic rate of the three functional leaves on the top of the low temperature wheat germplasm are higher and the structure tends to be more complicated, which is characterized by smaller mesophyll cells and more closely arranged cell layers, more and denser chloroplasts with thick stroma, more granas and well developed grana lamellae, a larger vascular bundle area with smaller interspace. All these characteristics embody the consistency of structure and function and provide the theoretical bases for looking for and cultivating the new low temperature materials in agricultural practice.     

蚕豆(Vicia faba L.)对不同水分胁迫的光合适应性研究

以重庆市的蚕豆当家品种之一的大白豆为材料,通过人工水分胁迫处理,发现随干旱程度的增加,蚕豆叶片的叶绿素a、叶绿素b含量和叶绿素总降低,Hill反应活力下降,净光合速率下降,同化产物的积累减少,最终表现为植株生物量的降低,水分胁迫下植株净光合速率下降,光饱和点降低,光补偿点提高,CO2补偿点提高,光呼吸增大,生长减弱,这时导致生物量积累减少的主要原因。     

极端温度对籼粳稻苗期光合特性及生理生化特性的影响

以籼稻9311和粳稻日本晴为材料,研究了极端温度胁迫下和恢复期材料苗期的光合特性、保护性酶活性及其他生理生化特性的变化．实验结果表明：极端温度胁迫使2个材料叶片的净光合速率急剧降低,但是高温胁迫后9311净光合速率的恢复速度明显高于日本晴,后者在低温处理后恢复较快．极端低温使9311光系统Ⅱ的最大光化学效率（Fv／Fm）降低,而对日本晴影响很小,两者均在处理后1d完全恢复;极端高温处理对于光系统Ⅱ的伤害更为严重,Fv／Fm持续下降直到恢复期第1天,到处理后第4天才恢复到正常状态,与日本晴相比,高温处理使9311的Fv／Fm下降的程度更大,但其恢复也快．极端温度胁迫下叶片叶绿素含量和植株水分含量都下降,丙二醛含量上升,保护性酶超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的活性升高;总抗氧化能力受极端温度胁迫而降低,在恢复期升高;低温胁迫时日本晴的SOD和CAT活性、总抗氧化能力高于9311,高温处理下则相反．上述结果表明叶片的光合速率、叶绿素荧光参数、保护性酶活性均可作为水稻耐温度胁迫的筛选指标,但是光合速率宜在恢复期测定,而叶绿素荧光参数在处理时测定较为有效．     

鹅绒委陵菜光合生理特性与环境因子的相关性研究

本文以生长于青藏高原东北部的鹅绒委陵菜（Potentilla anserina L.）为试验材料,采用气相叶圆片氧电极,测定并研究了不同海拔地区该植物的光合色素含量、净光合速率（Pn）、表观量子效率（AQY）、光饱和点（LSP）、光补偿点（LCP）等光响应参数.结果表明,随着海拔升高,单位鲜重Chla、Chlb、Chlt和Car均有不同程度的降低,Chla/Chlb、A505/A652的值升高;最大净光合速率（Pmax）逐渐升高,暗呼吸速率（Rd）的变化刚好相反;净光合速率在低光强下,随海拔升高而降低,在高光强下,则随海拔升高而增加.统计分析表明,Chla、Chlb、Chla/Chlb及Chlt在不同海拔的三个地区相互间都有差异（P〈0.05）,AQY和Pmax差异不显著.     

泡桐黄化突变体生理特性分析

【目的】分析泡桐黄化突变体的生理特性,为泡桐新品种的研究及应用提供理论参考。【方法】将新发现的泡桐黄化突变体(PFE)与白花泡桐(PF)、建始泡桐(PJ)、楸叶泡桐(PC)的生理特征进行比较,分析了其光合色素的含量、光合日变化、抗氧化酶活性及丙二醛含量。【结果】黄化突变体的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、类胡萝卜素含量减少,其中叶绿素b显著减少;黄化突变体的净光合速率和蒸腾速率总体小于其他种,气孔导度值与其他种相比总体降低,但差异较小,胞间CO_2浓度日变化值均高于其他种;泡桐黄化突变体的SOD、POD、CAT活性和丙二醛(MDA)含量均高于其他种。【结论】光合色素的减少是导致叶色黄化的主要原因;它影响了植株捕光能力,致使净光合速率下降,抗氧化酶活性增强,植株抗性增加,可减少活性氧对植株的伤害,维持植物正常生长。     

水稻光合生态特性的初探

用便携式光合作用分析系统测定了不同生育期中水稻叶片的光合速率及其日变化。主要结果如下:(1)晴天,水稻叶光合速率呈单峰曲线,在同样光强下,下午的光合速率比上午的低;阴天光合速率随光强变动而变化。(2)不同叶龄或不同叶位稻叶的光合速率与叶绿素含量成正相关。(3)移栽后秧苗光合速率下降的主要原因是叶片缺水引起的。