Photosynthesis characteristics of three species of forages in the arid-hot valleys

By using TPS-1 portable photosynthesis measuring system, the photosynthesis characteristics of three kinds of high quality forages used in the arid-hot valley eco-agricultural models in Yuanmou were measured. The paper shows that Pennisetum purpureum Schumach is the heliophilous shade tolerance C4 plant and Styiosanthes guianensis is the heliophilous shade tolerance plant, both of them could make full use of the light energy under the weak light environment and have relatively strong CO2 assimilation capacity. Cajanus cajan（L.） Millspaugh is the strong heliophilous plant with high requirement for light and has a relatively weak CO2 assimilation capacity. Generally, these three kinds of high quality forages are drought resistant and show a relatively good adaptability to the arid-hot valley environment. To improve cultivation administration level and to interplant timely in the forest can be helpful to the ecological niche and to improve the productivity force.     

栽培年限对走马胎生长及有效成分含量的影响

本文研究不同栽培年限对走马胎（Ardisia gigantifolia Stapf.）生长、生物量及有效成分含量的影响,拟为走马胎药材应用和采收提供科学依据。以1-5年生走马胎植株为试验材料,用全株挖掘的方法测算其生物量,用紫外分光光度计检测其有效成分。结果表明：走马胎株高、基茎及各器官的生物量随栽培年限延长呈显著（P<0.05）增加趋势,生物量增量由大到小依次为根、茎、叶;根、茎生物量增速最快出现在第4年,最慢在第5年。栽培年限可显著影响走马胎各器官的生物量分配比（P<0.05）,其中根比重为0.30-0.51,普遍高于茎、叶,且最大值出现在第4年。走马胎有效成分含量总体呈现根>叶>茎的趋势;3年生植株各器官的总皂苷含量最高,1年生茎、叶的总酚、总黄酮含量最高,2年和4年生根的总酚、总黄酮含量最高。综上,走马胎最佳药用部分为根系,栽培3-4年采收比较合适。     

三叶鬼针草对岩溶木本植物任豆和香椿的化感作用

为了探讨三叶鬼针草(Bidens pilosa L.)对岩溶木本植物的化感作用,利用生物检测法研究了三叶鬼针草叶和根水浸液对任豆(Zenia insignis Chun)和香椿(Toona sinensis Roem.)的种子萌发和幼苗生长的影响,及叶水浸液对任豆和香椿幼苗光合作用的影响.结果表明,三叶鬼针草叶片水浸液对香椿的种子萌发和幼苗生长有明显抑制作用,根部水浸液仅在高浓度(0.1g/ml)对香椿的种子萌发和幼苗生长有轻微抑制作用;三叶鬼针草叶片和根部的水浸液在0.1g/ml浓度时对任豆种子萌芽和幼苗生长有轻微抑制作用,其它浓度时均为促进作用.香椿的种子萌芽和幼苗生长对三叶鬼针草浸提液比任豆更敏感;叶片的化感抑制作用强于根部.三叶鬼针草使任豆幼苗的净光合速率下降,使香椿幼苗的净光合速率增强.     

两种生长基质下降香黄檀叶片形态解剖表型可塑性比较

为研究不同生长基质对降香黄檀(Dalbergia odoriera)叶片表型可塑性(Phenotypic plasticity)的影响,为降香黄檀在石漠化地区的栽培提供依据,以全壤土和全石砾生长基质栽培下的降香黄檀幼苗为研究对象,采用石蜡切片法对叶片的形态解剖参数可塑性进行研究.结果表明:雨季(6月)取样的降香黄檀叶片...     

光照强度对两种彩叶玉簪生长及光合特性的影响

在全光照和透光率50%、30%、10%的4种光照条件下,对‘黄金叶’和‘金鹰’两种彩叶玉簪的生长及光合特性进行了研究。结果表明:4种光照条件下,两种彩叶玉簪Pn、Gs、Tr及Ci的日变化均呈双峰型曲线;不同程度的遮阴均能增加两种彩叶玉簪的叶片长度、宽度、植株高度及叶面积,并使植株的地上部及地下部的生物量也增加,其中‘黄金叶’玉簪植株在透光率30%条件下生长最好,透光率50%条件下更有利于‘金鹰’玉簪的干物质积累,这两种处理均与全光照处理呈显著差异(p<0.05)。可见,30%和50%透光条件是两种彩叶玉簪生长发育较好的环境条件,更有利于其光合效率的提高及光合产物的积累。     

不同栽培基质对两种石斛生长及生理的影响

以金钗石斛和蜂腰石斛为试验材料,采用菌渣、松树皮、草炭、木屑、椰糠和水苔为栽培基质,研究不同配比的栽培基质对两种石斛生长和生理的影响.筛选出更适宜两种石斛幼苗生长的最佳基质配方,为两种石斛的规模化生产奠定基础.结果表明:添加有菌渣、水苔、草炭和椰糠等材料的基质都较常规栽培基质(松树皮+水苔)能不同程度地增加两种石斛的成活率,有效提高生物量,促进植株生长.通过隶属函数综合评价可知,m(菌渣)∶m(松树皮)∶m(水苔)=1∶2∶1的基质配方最有利于金钗石斛幼苗的生长,而m(草炭)∶m(松树皮)∶m(椰糠)=1∶2∶1的基质最有利于蜂腰石斛幼苗的生长.且这两种混合栽培基质能有效增加金钗石斛和蜂腰石斛幼苗的叶绿素、可溶性糖和可溶性蛋白含量;增强POD和SOD活性,提高植株抗逆性.     

广西金线莲形态多样性及优良类型选择

为筛选出广西金线莲Anoectochilus roxburghii(Wall.)Lindl.优良品种资源,对广西金线莲植株性状特征及无性繁殖后代的遗传稳定性进行观测,并测定有效活性成分(多糖和总黄酮)含量。结果表明,广西金线莲植株形态存在明显差异,主要表现在株型大小、叶形、叶上网脉特征、抗病性、授粉结实等方面。株型大小可分为2个株系;叶片形状可分为2种类型;叶上网脉特征可分为3种类型。根据株型和叶片特征可将广西金线莲划分为10个园艺类型,其中类型GXAR 01具有植株高大,叶形优美,适应性强,多糖、总黄酮含量高等特点,同时具有多代的遗传稳定性,被选为优良类型。广西金线莲优良类型GXAR 01可作为金线莲新品种培育的优质育种材料,也可在产业化生产中直接推广应用。     

红树植物木榄幼苗的分形生态研究:Ⅰ.形态和生物量的分形维数

应用分形几何学的原理和方法对木榄幼苗的形态特征和生物量进行了研究。结果表明,叶片面积与叶片长度、叶片鲜重与叶片长度、叶片鲜重与叶片面积、基径与株高以及根、茎、枝、叶和全株生物量与株高之间存在着显著分形关系。     

小球藻(Chlorella vulgaris)抗铵品系的紫外诱变选育

【目的】获得耐受高铵浓度的优良养殖小球藻(Chlorella vulgaris)品系,可以有效防止其在养殖过程中被轮虫,纤毛虫等污染生物吞食。【方法】首先对小球藻进行紫外线诱变,然后用高浓度NH_4HCO_3作为筛选压力对其进行筛选。【结果】筛选到具有生长优势的小球藻突变株B4和C6,培养12d,在NH_4HCO_3浓度为800mg/L、1 000mg/L、1 200mg/L条件下,B4和C6的生物量比出发藻株分别提高41.18%和9.54%,32.64%和29.41%,37.74%和22.85%;对比出发藻株,B4和C6的最大光能转化效率有显著提高。【结论】突变株B4和C6在高铵培养条件下更能显示生长优势,且它们的生长优势可能来自光合效率的提高。     

单性木兰幼苗与成年植株叶片光合功能及结构比较

为探究单性木兰（Kmeria septentrionalis）幼苗、成年植株叶片结构和光合特性的差异情况以及内在联系,揭示单性木兰叶片结构对光合速率的影响规律,本研究采用Li-6400便携式光合仪测定单性木兰幼苗和成年植株叶片的光合-光响应曲线,并通过电镜扫描比较其幼苗和成年植株叶面解剖特征的差异。结果表明：单性木兰成年植株的净光合速率显著高于幼苗;最大净光合速率（P_max）和光饱和点（LSP）存在显著性差异;成年植株对强光的利用能力高于幼苗,而幼苗较成年植株有更好的弱光利用能力;幼苗和成年植株的总叶绿素[Chl（a+b）]、类胡萝卜素（Car）、叶片厚度（LT）、气孔面积（SA）、气孔密度（SD）、栅栏组织厚度（PPT）和气孔横轴长度（SW）均存在显著性差异;Car、Chl（a+b）、SA和SD对光合生理特性的影响最为显著。因此,建议在单性木兰的引种栽培中,将幼苗进行遮阴处理,随着植株生长可适当减小遮阴度,待植株成年后可不做遮阴处理。     

施用生物炭和复合肥对桢楠生长及养分吸收的影响

为促进生物炭在林业生产中的科学应用,采用野外林地试验,设置不施肥(CK)、施用复合肥200 g (F)、稻壳生物炭300 g (RB)、木屑生物炭300 g (WB)、稻壳生物炭300 g+复合肥200 g (RBF)、木屑生物炭300 g+复合肥200 g (WBF)等6种施肥处理,探究不同处理对桢楠(Phoebe zhennan)生长和养分吸收的影响。结果表明：与不施肥处理相比,单施稻壳生物炭能显著增加桢楠的叶面积,促进叶对N的吸收;单施木屑生物炭能显著增加桢楠株高增长量、根生物量和叶面积,显著促进叶对N、P的吸收和根对K的吸收,但显著抑制茎对P的吸收。与单施复合肥处理相比,稻壳生物炭与复合肥配施能显著增加桢楠株高增长量、叶面积,促进叶对N的吸收;而木屑生物炭与复合肥配施能显著增加桢楠茎生物量、叶面积,促进根对K的吸收,但显著抑制茎对N的吸收。综上,单施木屑生物炭、木屑生物炭与复合肥配施在一定程度上能促进桢楠的生长和养分吸收,可作为桢楠造林的备选基质。     

濒危植物暖地杓兰的叶解剖结构和光合特性

暖地杓兰(Cypripedium subtropicum)是兰科(Orchidaceae)杓兰属(Cypripedium)目前已知的唯一一种多年生常绿草本植物,其野生资源遭受严重破坏,野外居群数量急剧减少,已被列为我国一级重点保护野生植物。为探讨暖地杓兰不同生长期叶片的解剖结构和光合生理特性的差异,本研究对其叶表皮特征、叶解剖结构、光合特性以及光合色素含量展开研究,以期为暖地杓兰的保育和引种驯化提供科学依据。结果表明：(1)暖地杓兰叶片上、下表皮的形状不规则,呈波状,并且气孔和表皮毛仅分布于下表皮;叶片结构由表皮、叶肉和叶脉组成,叶肉无栅栏组织和海绵组织的分化。结实植株的气孔面积、叶片厚度和叶主脉厚度均极显著大于幼苗。(2)暖地杓兰结实植株和幼苗的最大净光合速率(P_max)、光补偿点(LCP)、表观量子效率(AQY)均较低,且结实植株极显著大于幼苗,说明其具有阴生植物的特征。(3)暖地杓兰结实植株叶片的光合色素含量极显著大于幼苗。(4)暖地杓兰叶片的P_max、LSP、AQY、暗呼吸速率(R_d)与Chl(a+b)、叶主脉厚...     

菠菜HD-ZIP III基因家族鉴定与表达分析

植物叶片在生长发育过程中,近-远轴极性的建立与维持是叶片正常行使光合效应、呼吸作用、蒸腾作用的结构基础. HD-ZIP III是重要的叶片近轴极性基因,本研究在菠菜（Spinacia oleracea）基因组中鉴定到3个HD-ZIP III基因家族成员,依次命名为SoHB1,SoHB2和SoHB3,并对其蛋白理化性质、保守结构域和进化关系进行了分析. 研究结果表明：3个HD-ZIP III蛋白都具有4个保守结构域. 共线性分析表明：菠菜SoHB1,SoHB2和SoHB3分别与拟南芥ATHB8,ATREV和ATHB15存在共线性关系. 启动子顺式作用元件预测结果表明：菠菜HD-ZIP III家族基因启动子上游包含光响应、逆境胁迫反应、激素响应等顺式作用元件. 在不同叶型菠菜种质中的表达模式分析结果表明：单戟型叶片的SoHBs表达量最高;此外,经干旱胁迫处理后,SoHB1,SoHB2和SoHB3的基因表达量普遍下降;对菠菜包括根、茎、薹叶、功能叶、薹叶柄、功能叶柄等部位进行表达分析,发现SoHB1在根部表达最为丰富,SoHB2和SoHB3在薹叶处表达最为丰富.     

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.     

不同种植密度对不出林生长和产量的影响

【目的】研究不同栽培密度对不出林（犃狉犱犻狊犻犪犼犪狆狅狀犻犮犪）生长和产量的影响,为不出林人工栽培提供理论依据.【方法】以不出林为材料,研究6种不同栽培密度下不出林的形态、生物量及其分配指标的变化特征.【结果】除平均根长外,不同栽培密度对不出林单株的株高、地径、分株数、叶片数和根数均影响不显著;不出林根冠比和比根长均随栽培密度的增大而显著降低;随着栽培密度的降低,不出林单株地下部分鲜干重、地上部分鲜干重和总鲜干重均显著增大,但每小区总鲜干重显著减小.【结论】10cm×10cm 栽培密度的不出林产量最高.     

肉桂幼林生物量与营养元素分布研究

在广西高峰林场界牌分场对林龄１～４ 年的肉桂幼林进行生物量及营养元素测定, 研究肉桂幼林的生物量和营养元素 （Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ） 在各器官中的分布。结果表明, 肉桂幼林生物量随林龄的增大而逐渐积累,４ 年生肉桂幼林生物量达到１６ ３６１．４ ｋｇ／ｈｍ ２,其中经济生物量为９ ２８４．５ ｋｇ／ｈｍ ２·ａ, 平均林分净生产量为４ ０９０．４ ｋｇ／ｈｍ ２·ａ; 林龄增加, 树叶、树枝、树干的组成比例增加, 树根和干皮则呈下降趋势; 各器官的营养元素含量以Ｎ最高, 其次是Ｋ 和Ｃａ, Ｐ和Ｍｇ 最低; 各营养元素贮量在树叶最高, 树干最小; ８５％ 以上营养元素集中在树叶、树枝、干皮和树根中。     

红海榄幼苗的形态特征及其生物量

对红海榄１年生幼苗的株高、茎高、基径、节数、叶数、根长、根高和叶面积等主要形态因子以及根、胚轴、茎、叶等器官的生物量进行了测定。根据实测的数据,采用一元线性、多元线性和非线性回归进行拟合,得到３４个红海榄幼苗主要形态因子和生物量的回归模型。     

植物功能特征与生产力的关系

利用窜外盆栽方法,就8种一年生植物的相对生长率、比叶面积、叶干物质含量、株高、根深和单位叶面积根量等6个功能特征与生物量的关系进行了研究.结果表明实验所采用的8个植物种类在株高、相对生长率、叶干物质含量、比叶面积、根深、单位叶面积根量等功能特征方面表现出较大的差异,因而在生物最生产上也表现出显著差异.相天分析结果表明:植物地上生物量分别与相对生长率、比叶面积、株高和根深等功能特征显著正相关,与叶干物质含量不相关,而与单位叶面积根量负相关.在本实验条件下,相对生长率、比叶面积、株高、根深和单位叶面积根量5个功能特征可被认为是影响人工草地生产力的关键性特征.     

Molecular basis of photoprotection and control of photosynthetic light-harvesting

In order to maximize their use of light energy in photosynthesis, plants have molecules that act as light-harvesting antennae, which collect light quanta and deliver them to the reaction centres, where energy conversion into a chemical form takes place. The functioning of the antenna responds to the extreme changes in the intensity of sunlight encountered in nature. In shade, light is efficiently harvested in photosynthesis. However, in full sunlight, much of the energy absorbed is not needed and there are vitally important switches to specific antenna states, which safely dissipate the excess energy as heat. This is essential for plant survival, because it provides protection against the potential photo-damage of the photosynthetic membrane. But whereas the features that establish high photosynthetic efficiency have been highlighted, almost nothing is known about the molecular nature of the dissipative states. Recently, the atomic structure of the major plant light-harvesting antenna protein, LHCII, has been determined by X-ray crystallography. Here we demonstrate that this is the structure of a dissipative state of LHCII. We present a spectroscopic analysis of this crystal form, and identify the specific changes in configuration of its pigment population that give LHCII the intrinsic capability to regulate energy flow. This provides a molecular basis for understanding the control of photosynthetic light-harvesting.     

光照对农林植物生长影响及人工补光技术研究进展

光照是影响植物生长最重要的因素之一,近年来随着补光技术越来越广泛地应用于设施园艺与苗木生产中,国内外关于光照对植物生长的影响及人工补光技术的研究越来越多。首先综述了光照对植物的多方面影响,包括不同光照强度、不同光质(如红蓝光、白光、红外光和紫外光及其组合)、光周期等对植物光合作用及形态建成的影响,以及不同类型的农林植物对光照的反应差异。其次,总结了补光调节技术与策略研究进展,即根据光环境对植物生长的影响规律,设计光强、光质调节与补光效率调节技术。最后,就补光技术发展的方向与重点进行了展望,认为应将光源选型、光照在植物内部作用机理和多环境因素对植物的协同作用等方面作为今后提高补光效率的研究重点。