植物光合机构的光破坏及其防御机制

植物在强光下会发生光抑制与光氧化现象，从而引起光化学效率下降。在长期的进化过程中，植物建立了相应的防御机制。植物生理与植物育种工作者合作，将常规育种与生理育种技术结合起来，为培育超高产品种和建立系统的育种流程开拓了新的途径。     

干旱胁迫对大豆叶片叶黄素循环的影响

干旱是植物生长的重要环境限制因子,是影响农作物产量的主要因素.干旱胁迫会抑制光合作用,降低光化学效率,导致光能过剩,并造成植物光合器官的破坏.植物在长期的进化过程中,形成了多种保护机制以防御光破坏.其中依赖叶黄素循环的非辐射能量耗散就是其中的一种保护机制.本文对近年来光抑制的产生、干旱胁迫抑制光合作用的原因以及叶黄素循环在干旱胁迫条件下的光保护作用等进行了分析讨论.     

铜藻应对强光胁迫的光合适应

近年来,以漂浮种群出现的铜藻金潮频繁暴发,其作为一种特殊的生物入侵现象,对海洋生态系统造成巨大负面影响。金潮暴发时,藻体于海水表面漂浮会接受更高的光强,但铜藻应对强光胁迫的光合响应机制尚不明确。设置低光(460μmol/(m²·s))、中光(920μmol/(m²·s))、高光(1 380μmol/(m²·s))3个强光水平,探讨铜藻在强光胁迫下的光合响应及适应。结果显示,经120 min强光处理后,铜藻的光合效率显著降低,最大光化学量子产量(F_v/F_m)随光照时间和强度的增加逐渐下降,高光条件下F_v/F_m值最小。相应地,强光处理后,单位反应中心吸收、耗散的能量以及捕获用于还原质体醌A的能量均显著增加,电子传递受到抑制,低、中、高3个强光水平的最大相对电子传递速率(R_max)较初始状态分别降低了28.83%、40.34%、54.14%。同时,铜藻通过提高光系统Ⅱ反应中心净关闭率、增强非光化学淬灭和提高类胡萝卜素含...     

NaCl胁迫对椒样薄荷光合作用和PSII光化学活性的影响

利用光合作用测定仪和叶绿素荧光仪研究了不同浓度NaCl胁迫对椒样薄荷光合作用和PSII光化学活性的影响。结果表明,在NaCl胁迫下,椒样薄荷的生长和生物量呈现出了浓度依赖性的变化。在100和150 mmol/L NaCl胁迫下,椒样薄荷能够正常生长。随着NaCl处理浓度的提高,椒样薄荷光合能力和PSII光化学活性显著下降,表明QA到QB之间的电子传递被阻断。光合作用对NaCl胁迫下植物生长和代谢的影响最为突出,PSII是光合系统中最敏感的组分,在植物光合系统对环境胁迫的应激中起着重要的作用。     

亚热带地区越冬期小叶榕和红叶石楠叶片叶绿素荧光成像特性的比较

以冷敏感植物小叶榕和耐冷植物红叶石楠为材料,比较了两种常绿阔叶植物阳生叶和阴生叶的叶绿素荧光成像特性,以探索亚热带地区不同耐冷性常绿阔叶植物的越冬光保护策略。结果表明,越冬期小叶榕阳生叶具有较低的光化学反应和热耗散能力,低温强光导致小叶榕阳生叶严重光抑制的发生,并引起其光合活性面积的减少。处于弱光环境下的小叶榕阴生叶仅发生轻微光抑制,也未引起光合活性区域的减少,可通过维持相对较高的热耗散能力防御低温光抑制。越冬期的红叶石楠阳生叶和阴生叶均仅发生轻微光抑制,也未引起光合活性区域的减少。红叶石楠通过维持较强的光化学反应和热耗散能力,而阴生叶则主要是通过热耗散途径防御低温光抑制。两种植物的阳生叶和阴生叶均能够通过主动关闭叶片部分光合活性区域PSII反应中心,并提高剩余有活性的PSII反应中心光化学反应能力来防御低温光抑制。尤其是小叶榕阳生叶,低温强光显著提升了少数光合活性区域的光化学反应和热耗散能力,采取重点保护部分叶片区域的越冬光保护策略。     

遮阴水稻转入自然强光后光合作用的光抑制和恢复

以籼型杂交水稻汕优63、2优838和西农优10为试验材料,利用光合速率日变化的积累量,研究了遮阴水稻转入自然强光后的光抑制和恢复.结果表明:转入自然强光后的当天和第4天,积累量都低于CK,说明有光抑制甚至有光破坏的存在;随着对强光的适应,光保护机制增强,光抑制逐渐减轻,但这种恢复能力不同基因型间有明显的差异,汕优63的恢复能力明显低于其余2个品种.该文还对光抑制的原因、种类和恢复条件进行了讨论.     

短时强光对绿萝快速叶绿素荧光诱导动力学特性的影响

本研究以室内培养的阴生植物绿萝（Epipremnum aureum）为实验材料,将绿萝于7月晴天上午8:30-9:30置于室外全光照环境下(光照度21000~34500 lux)处理1.0 h,然后移入室内弱光(最大光照度3600 lux)恢复48 h。于处理不同时期对绿萝叶片进行快速叶绿素荧光诱导动力学曲线的测定,通过比较叶片快速叶绿素荧光诱导动力学特性的变化,以探索绿萝叶片光合机构对短时强光胁迫的响应特征。结果表明：短时强光胁迫导致绿萝叶片光抑制（Fv/Fm）发生,并引起叶片光合性能指数（PI_ABS）下降,室内弱光有利于Fv/Fm和PI_ABS的恢复,但PI_ABS恢复慢于Fv/Fm。短时强光胁迫并未对PSII供体侧放氧复合体（OEC）和PSI反应中心产生影响,但造成PSII反应中心不可逆失活。短时强光使得叶片单位面积内有活性的PSII反应中心数量（RC/CS）下降,从而降低了叶片单位面积吸收的光能（ABS/CS）、捕获的光能（TRo/CS）和进行电子传递的能量（ETo/CS）,且其影响在短时间内难以恢复。短时强光虽然降低了捕获光能用于电子传递的量子产额（φEo）,但诱导了PSII受体侧PQ库容量（Sm）的增大,这有利于维持光合电子传递,是绿萝对短时强光的应急适应性反应。     

过表达枸杞LmPSY基因提高洋桔梗抗逆性的研究

类胡萝卜素与植物的光保护及耐盐有很大关系,八氢番茄红素合成酶(PSY)是类胡罗素合成重要酶.将来自枸杞(Lycium chinense Miller)的八氢番茄红素合成酶(Lm PSY)基因在洋桔梗中过表达,旨在提高其抗逆性.RTq PCR结果发现Lm PSY基因在转基因洋桔梗中有组织差异表达.高效液相色谱结果说明转基因洋桔梗叶片总类胡萝卜素提高1.3倍,玉米黄质和叶黄素含量提高1.1倍.强光胁迫条件下,转基因洋桔梗鲜重和干重较非转基因植株有显著提高.200,mmol/L氯化钠胁迫条件下,转基因洋桔梗过氧化物酶(POD)和超氧化物酶(SOD)含量有显著提高,转基因植株的荧光参数(Fv/Fm)提高8.0%~9.3%.强光和盐胁迫条件下对转基因植株生理生化指标的测定证明洋桔梗的耐强光性及耐盐性有显著提高.     

植物抗逆分子机制研究进展

随着分子生物学技术的不断发展,植物抗逆性机制成为当前研究的热点,对植物适应逆境机制的研究从生理水平步入分子水平,研究的目的在于从分子水平上解释植物适应逆境的机制及获得各种抗逆基因,用于作物的抗逆育种。在各种非生物胁迫逆境中,干旱胁迫、盐胁迫、低温胁迫对植物的影响尤为突出。本文就植物在抵御干旱、盐、低温胁迫等三方面的分子机制研究进展作以概述。     

强光光抑制引起的光系统Ⅱ膜复合物蛋白二级…

强光照射引起的光系统Ⅱ膜蛋白复合物的光抑制过程中，伴随着二级结构组成发生变化；短时间的光照对其二级结构的影响不大，但较长时间（４０ｍｉｎ）后可引起α螺旋含量下降，无规卷曲成分增加，在复合物中加入表面活性剂ＴｒｉｔｏｎＸ－１００后，可使β折叠的含量显著减少，同时还使ＰＳⅡ对强光的耐受性下降，表现在二级结构的变化加大，实验结果表明：稳定的膜结构可以提高光系统Ⅱ抵抗强光破坏的能力，光抑制主要影响膜蛋白复     

海草光合作用研究进展

生活在潮间带和潮下带海水中的单子叶植物海草,在生理生态方面对海洋沉水环境形成了一系列的适应,其光合作用受到光照、温度、无机碳和盐度等环境因子的影响,其中光照和无机碳常常成为限制因子。为了适应低无机碳的海洋环境,海草具有利用HCO-3能力,并在光合代谢上形成一定的适应性。全球气候变化与人类活动可以通过改变光照、温度等环境因子进而影响到海草床的演化。     

光氧老化对聚丙烯长丝蠕变行为的影响

分别在室内环境及人工加速老化条件下对聚丙烯长丝进行恒定载荷作用下的蠕变实验，在同样的外载荷作用下，受到紫外辐射的作用而发生光氧老化的聚丙烯长丝，其蠕变速率系数有所增大；恒定载荷越大，紫外辐射对材料蠕变的影响越明显；有紫外辐射情况下，恒定载荷大小对蠕变的影响也会变得明显。对不同蠕变时间的聚丙烯长丝进行强力和粘度测试，观察其蠕变过程中性能的变化情况，发现断裂强力和相对分子质量均有所降低，说明在紫外辐射作用下，材料发生光氧老化反应，大分子的降解使微观结构发生改变，导致断裂强力及蠕变行为的变化。     

论藓类植物适应环境的形态与解剖学基础

藓类植物是一类特殊类群的高等植物,其形态结构与其它植物相比非常独特,在长期的环境选择下,形成了适应不同生态条件的形态解剖结构。本文从叶片、茎轴、假根等方面,综述了藓类植物对环境适应的形态解剖学基础。     

长白落叶松人工林下草本植物对光环境变化的响应

对长白落叶松(Larix olgensis Henry)人工林进行带状皆伐和不同强度择伐,利用冠层分析仪研究冠下草本植物多样性、生物量、高生长和盖度对光环境变化的响应.结果表明:林下草本植物的多样性、生物量、高生长和盖度都随着光照强度的增大而增加,但不同主伐方式草本植物响应的光照强度区间和策略不同.在皆伐林带内,物种多样性与总辐射强度间没有明显相关性;在择伐林下,物种多样性与总辐射强度显著线性相关,光照越强,多样性越高.对比不同主伐方式可以发现,即使总辐射指数相同,皆伐带内也比择伐林冠下具有相对较高的草本植物多样性、生物量及盖度,说明带状皆伐更有利于草本植物生长和种群数量增加.同时发现,当总辐射指数i0.15时,不论哪种主伐方式草本植物的生物量、高生长及盖度均处于较低水平;而当i0.15时,草本植物的高度和盖度进入加速生长期;当i0.25时生物量开始进入加速生长期.研究结论可为林下生物多样性研究,确定合理的主伐方式及择伐强度提供参考依据.     

Chloroplast avoidance movement reduces photodamage in plants

When plants are exposed to light levels higher than those required for photosynthesis, reactive oxygen species are generated in the chloroplasts and cause photodamage. This can occur even under natural growth conditions. To mitigate photodamage, plants have developed several protective mechanisms. One is chloroplast avoidance movement, in which chloroplasts move from the cell surface to the side walls of cells under high light conditions, although experimental support is still awaited. Here, using different classes of mutant defective in chloroplast avoidance movement, we show that these mutants are more susceptible to damage in high light than wild-type plants. Damage of the photosynthetic apparatus and subsequent bleaching of leaf colour and necrosis occur faster under high light conditions in the mutants than in wild-type plants. We conclude that chloroplast avoidance movement actually decreases the amount of light absorption by chloroplasts, and might therefore be important to the survival of plants under natural growth conditions.     

4种攀援植物光合作用对不同光照的适应

以4种攀援植物为材料,测定其阴生、阳生叶片叶绿素a,b含量,光反应曲线、叶绿素荧光及其在强光下的变化.最大光合速率阴生叶片较阳生叶片的下降幅度,华南和鸡蛋果较小,绞股蓝最大,白粉藤次之,表明4种植物耐阴性不同,华南和鸡蛋果的耐阴性较绞股蓝强.4种植物对高光照的适应性也不同,在饱和光条件下,鸡蛋果的非光化学猝灭(NPQ)值最低,不耐高光照的华南NPQ值最高.且4种植物在叶绿素含量上对光照的适应依种和光照条件的不同而有差异.并讨论了以饱和光条件下的NPQ值作为植物对强光照环境适应能力的一个指标的可能性.     

Proximity signal and shade avoidance differences between early and late successional trees.

Competitive interactions between plants determine the success of individuals and species. In developing forests, competition for light is the predominant factor. Shade tolerators acclimate photosynthetically to low light and are capable of long-term survival under the shade cast by others, whereas shade avoiders rapidly dominate gaps but are overtaken in due course by shade-tolerant, later successional species. Shade avoidance results from the phytochrome-mediated perception of far-red radiation (700-800 nm) scattered from the leaves of neighbours, provides early warning of shading, and induces developmental responses that, when successful, result in the overgrowth of those neighbours. Shade tolerators cast a deep shade, whereas less-tolerant species cast light shade, and saplings tend to have high survivorship in shade cast by conspecific adults, but high rates of mortality when shaded by more-tolerant species. Here we report a parallel relationship in which the shade-avoidance responses of three tree species are inversely proportional to proximity signals generated by those species. On this basis, early successional species generate small proximity signals but react strongly to them, whereas late successional species react weakly but generate strong signals.     

A high-level synthesis based dual-module redundancy with multi-residue detection （DMR-MRD） fault-tolerant method for on-board processing satellite communication systems

On board processing （OBP） satellite systems have obtained more and more attentions in recent years because of their high efficiency and performance.However,the OBP transponders are very sensitive to the high energy particles in the space radiation environments.Single event upset （SEU） is one of the major radiation effects,which influences the satellite reliability greatly.Triple modular redundancy （TMR） is a classic and efficient method to mask SEUs.However,TMR uses three identical modules and a comparison logic,the circuit size becomes unacceptable,especially in the resource limited environments such as OBP systems.Considering that,a new SEU-tolerant method based on residue code and high-level synthesis （HLS） is proposed,and the new method is applied to FIR filters,which are typical structures in the OBP systems.The simulation results show that,for an applicable HLS scheduling scheme,area reduction can be reduced by 48.26％ compared to TMR,while fault missing rate is 0.15％.     

不同光照水平下叶损失对樟(Cinnamomum camphora)生物量分配的影响

对不同光照条件及叶组织受损程度对植物生物量分配的影响进行了研究．结果表明：光照条件不同和叶损失程度不同都会导致植物物质分配方式的变化．高光照水平下，植株加大对根的生物量分配，低光照水平下增加对叶的生物量分配，中度光照条件下植株对根和叶的分配则处于两者之间；叶组织损失使植株加大对叶的生物量投资，不同处理阶段结果有所不同；低光照条件下，叶损失植株对叶的生物量分配显著高于高光照下的叶损失植株．     

Synchrotron radiation X-ray powder diffraction techniques applied in hydrogen storage materials——A review

Synchrotron radiation is an advanced collimated light source with high intensity. It has particular advantages in structural characterization of materials on the atomic or molecular scale. Synchrotron radiation X-ray powder diffraction (SR-XRPD) has been successfully exploited to various areas of hydrogen storage materials. In the paper, we will give a brief introduction on hydrogen storage materials, X-ray powder diffraction (XRPD), and synchrotron radiation light source. The applications of ex situ and in situ time-resolved SR-XRPD in hydrogen storage materials, are reviewed in detail. Future trends and proposals in the applications of the advanced XRPD techniques in hydrogen storage materials are also discussed.