铁胁迫对小麦幼苗叶绿素荧光与光合特性的影响

以小麦西旱3号为实验材料,分析了不同浓度(0、100、300和500 μmol/L)铁处理对幼苗叶片叶绿素荧光和光合生理特性的影响.结果显示,小麦幼苗叶片随c(Fe)增大, w(叶绿素a)和w(总叶绿素)及叶绿素a/叶绿素b呈先升高后降低的变化趋势, w(类胡萝卜素)、潜在最大光量子产量、光适应下最大光量子产量、实际光量子产量、光系统Ⅱ潜在活性、光化学淬灭、电子传递速率、光系统Ⅱ潜在电子传递速率等参数均减小,而非光化学淬灭和调节性能量耗散的量子产量显著升高,小麦幼苗叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度及水分利用率随胁迫浓度的升高均不同程度的降低.铁胁迫抑制了小麦幼苗的正常生长,导致叶和根生物量下降.总之,铁胁迫诱导小麦幼苗叶片光合色素减少,减弱了对光能的捕获和传递,并使光系统Ⅱ反应中心受到损伤,致使激发能捕获效率、电子传递效率及光合效率降低,而抑制了小麦幼苗的生长发育,导致生物量减少.     

交替呼吸途径对低温弱光下黄瓜叶片光合作用的保护研究

以津研4号黄瓜品种为实验材料,采用1 mM的水杨基氧肟酸(SHAM)抑制47%~48%交替呼吸途径(AOX途径)活性,研究了交替呼吸途径对低温弱光(100μmol·m~(-2)·s~(-1),8℃)下黄瓜叶片光合作用的保护作用。结果表明,低温弱光处理虽然降低了净光合速率,但未引起光化学反应、热耗散和光合电子传递的变化,也未改变弱光下吸收光能在PSII光化学反应Y(II)、PSII调节性能量耗散Y(NPQ)和非调节性能量耗散部分Y(NO)之间的分配比例,这可能归功于低温弱光诱导交替呼吸途径的上调。低温弱光下抑制AOX活性虽然完全抑制了光化学反应和光合电子传递,并限制了净光合速率,但诱导了热耗散能力的增强,从而未引起光抑制的发生。由此可见,低温弱光下AOX途径活性的上调可有效地保护黄瓜叶片的光合电子传递链,并优化光合作用;而抑制AOX活性后,黄瓜叶片也可通过促进热耗散防御低温弱光下光抑制的发生。     

蒙古沙冬青光合作用光能利用特征及其影响因子

本研究通过测定自然条件下蒙古沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)叶片的叶绿素荧光,了解了其光能利用的日变化及季节变化特征,并分析了影响其光能利用特征的生态因子.结果显示,蒙古沙冬青叶片吸收光能用于光合作用的比例[实际光化学效率,Y(Ⅱ)]呈早晚高,午间低的趋势;用于可调节的能量耗散的比例[非调节性能量耗散量子产量,Y(NPQ)]则呈午间高,早晚低的趋势.一年之中,蒙古沙冬青Y(Ⅱ)3月最高,1月最低;其所吸收光能用于非调节性的能量耗散的比例[非调节性能量耗散量子产量,Y(NO)]则1月最高,3~9月均较低.相关性分析结果表明,Y(Ⅱ)和Y(NPQ)主要受光合有效辐射(PPFD)影响,其中Y(Ⅱ)随PPFD的增加而减少,Y(NPQ)随PPFD的增加而增加;Y(NO)主要受叶片温度(Tleaf)的影响,随Tleaf的降低而升高.以上结果表明,蒙古沙冬青光合作用的光能利用率同时受强光和低温的影响;强光条件下蒙古沙冬青主要依靠增加Y(NPQ)来消耗过剩光能,低温条件下主要依靠增加Y(NO)来消耗过剩光能.     

常春藤非光化学淬灭特性研究

本研究采用叶绿素荧光技术研究了常春藤非光化学淬灭(non-photochemical quenching,NPQ)特性,分析了NPQ动力学及光保护效率.结果表明,随光强增强,3种叶龄NPQ最大值(NPQmax)、PSII调节性能量耗散的量子产量[Y(NPQ)]及与PSII非调节性能量耗散量子产量[Y(NO)]的比值[Y(NPQ)/Y(NO)]呈增加趋势,并且NPQ光保护组分增幅大于光抑制组分.成熟叶NPQ_(max)、光保护组分的量子产量、Y(NPQ)、Y(NPQ)/Y(NO)显著高于老叶和幼叶.相对于成熟叶,幼叶和老叶光抑制发生早,光保护效率低.DUAL-PAM-100 P515/535模块测量的跨膜质子梯度(ΔpH),高光下3种叶龄构建的Δp H均高于低光,成熟叶构建ΔpH能力显著高于其它两种叶龄,意味着ΔpH在NPQ中发挥重要作用.上述结果表明,常春藤NPQ效率随光强增强而增加,成熟叶光保护效率最高.此外,常春藤NPQ_(max)及保护NPQ (protective NPQ,p NPQ)均低于阳生植物,且光抑制发生早,意味着常春藤光保护效率低于阳生植物.     

3种浮水植物叶绿素荧光特性的比较研究

对桂林市会仙喀斯特湿地3种主要浮水植物水龙Ludwigia adscendens、凤眼蓝Eichhornia crassipes、水花生Alternanthera philoxeroides的叶绿素荧光特性进行研究,结果表明:水龙、凤眼蓝、水花生的PSⅡ最大光化学量子产量Fv/Fm均大于0.8;在光诱导过程中,凤眼蓝和水花生的PSⅡ实际量子产量Y、相对电子传递速率rETR、光化学淬灭系数qP和非光化学淬灭系数NPQ达到稳定状态比水龙的快,而水龙的NPQ变化曲线没有呈现稳定状态;经过暗适应或者光适应后,凤眼蓝、水花生的最大相对电子传递速率rETRmax、半饱和光强Ek、初始斜率α都明显比水龙的大.     

温度变化对沙生风毛菊光合特性的影响

探讨青藏高原东北部特有种菊科风毛菊属植物沙生风毛菊(Saussurea arenaria Maxim)光合作用对温度的适应性,用人工模拟的方法设定温度梯度5,10,15,20,25,30℃对沙生风毛菊进行处理后,系统测定沙生风毛菊叶片光合参数及叶绿素荧光参数的变化.结果显示温度低于15℃时,沙生风毛菊叶片的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)和胞间CO2浓度(C_i)随温度降低逐渐降低,PSⅡ实际光化学效率Y(Ⅱ)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、光化学猝灭系数(q_P)、非调节性能量耗散(Y(NO))及电子传递速率(RET)也同时下降,而调节性能量耗散Y(NPQ)数值则上升.温度高于15℃时,沙生风毛菊所测试的各项气体交换参数随温度升高均下降,Y(Ⅱ),F_v/F_m,R_(ET),qP及Y(NO)也有小幅下降,而Y(NPQ)数值上升.结果表明,沙生风毛菊叶片光合结构的最适温度在15℃左右,高于或低于此温度均会不同程度导致光合作用的气体交换和PSⅡ反应中心活力的下降.     

宝鸡市3种木犀科植物叶绿素荧光特征分析

目的探讨宝鸡文理学院在夜景照明环境下最适合种植的木犀科景观植物。方法利用Mini-Imaging-PAM叶绿素荧光仪测定3种木犀科植物快速叶绿素荧光曲线以及快速光响应曲线(light curve,LC),分析叶绿素荧光参数。结果紫丁香的初始荧光(F_0)最大,与其他2种植物呈显著性差异水平(α=0.05);金叶女贞的最大荧光(F_m)、最大荧光效率(F_v/F_m)和以吸收光能为基础的性能指数(Peiformance index based on absorption,PIabs)都为最高,说明金叶女贞对光能的利用效率最强;此外,金叶女贞在PSⅡ捕获能量从Q_A~-传递到Q_B的效率(ψo)和用于电子传递的量子产额(ΦEo)也为最强,说明金叶女贞用于电子传递的量子产额最大、相对电子的传递速率最快;金叶女贞用于热耗散的量子比率(ΦDo)最小,说明金叶女贞用于热耗散的电子最少;叶绿素荧光动力学曲线(OJIP曲线)从J点到I点,金叶女贞在PSⅡ反应中心捕获能点电子传递比例最高,说明在Q_A~-向Q_B的电子传递过程中所耗散的能量最小;快速光响应曲线中,3种植物的光补偿点(light compensation point,LCP)都低于10μmol/(m~2·s),金叶女贞量子产额(quantum yield,QY)最大,说明金叶女贞应对光强的能力较强。结论3种木犀科景观植物中,金叶女贞最适应该区域的环境,可在该区进行广泛种植。     

锌掺杂荧光硅量子点作为叶面光肥对生菜生长的影响

以N-氨乙基-γ-氨丙基二甲氧基硅烷分子(DAMO)作为硅源,采用水热法合成一种高分散性、光学性能稳定的锌掺杂荧光硅量子点(Si@Zn QDs)。以Si@Zn QDs作为叶面光肥,吸收太阳光中不被植物利用的紫外光,发出能使生菜吸收进行光合作用的蓝光,提高了光能利用率。通过14 d的水培试验评估Si@Zn QDs作为叶面光肥对生菜生长的影响。结果表明,Si@Zn QDs与生菜的叶绿体(CLP)复合后,提高了希尔反应活性,当锌掺杂量达0.1%时,对生菜生长的促进效果最明显。与对照组相比,干质量和鲜质量分别增加41.64%和52.20%。Si@Zn_0.1% QDs (100 mg·L^-1)使生菜叶片中叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、类胡萝卜素和蛋白质含量分别提高60.56%、56.37%、61.20%、49.75%和29.90%。这项工作为锌掺杂荧光硅量子点在植物光合作用中的应用提供了科学依据。     

渍害胁迫及其恢复对油菜幼苗叶片PSⅡ光化学特性的影响

以中乐油2号和蓉油11号油菜为材料,通过盆栽试验,研究渍害胁迫及恢复进程中油菜幼苗叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)光化学特性的变化。结果表明:随着渍害胁迫的加剧,两品种油菜叶片初始荧光(F)0、非光化学淬灭系数(qN)不断上升,最大荧光(Fm)、PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学量子产量(Yield)、表观光合电子传递速率(ETR)、光化学淬灭系数(qP)不断下降,说明随着渍害胁迫的加剧,PSⅡ部分反应中心受到破坏,光合电子传递受阻,光能转换效率下降,发生明显光抑制;从第13d起进行恢复处理,所有叶绿素荧光参数均有所恢复,但仍未达到对照水平。可见,当渍害胁迫超出了油菜机体自我调节的阈值时,油菜叶片的部分光合机构发生不可逆的破坏,最终影响油菜的正常生长。     

基于叶绿素荧光参数分析铜锤草(O.xalis corymbosa)和紫叶酢浆草(O.triangularis)对光照因子的适应特点

利用调制叶绿素荧光技术测定了野外不同光强条件下入侵植物铜锤草种群的叶绿素荧光参数,获得了它们的快速光响应曲线,以及光合量子产量、相对电子传递速率的日变化,并与阳生环境下同属的外来植物紫叶酢浆草进行了比较,发现铜锤草是一种阳生植物,但也能够较好地适应阴生环境;紫叶酢浆草的最大相对电子传递速率、半饱和光强、快速光响应曲线的初始斜率均与铜锤草的相似,反映出两者对光照条件有相似的需求;鉴于铜锤草已表现出入侵性种群的特点,今后要加强对紫叶酢浆草入侵性的预警.     

基于叶绿素荧光参数分析铜锤草(O.xalis corymbosa)和紫叶

利用调制叶绿素荧光技术测定了野外不同光强条件下入侵植物 铜锤草种群的叶绿素荧光参数,获得了它们的快速光响应曲线,以及 光合量子产量、相对电子传递速率的日变化,并与阳生环境下同属的 外来植物紫叶酢浆草进行了比较,发现铜锤草是一种阳生植物,但也 能够较好地适应阴生环境; 紫叶酢浆草的最大相对电子传递速率、 半饱和光强、快速光响应曲线的初始斜率均与铜锤草的相似,反映出 两者对光照条件有相似的需求; 鉴于铜锤草已表现出入侵性种群的 特点,今后要加强对紫叶酢浆草入侵性的预警.     

内蒙古高原荒漠区几种锦鸡儿属优势植物叶绿素荧光参数的比较研究

比较了内蒙古高原荒漠区4种锦鸡儿属优势植物——柠条锦鸡儿、狭叶锦鸡儿、垫状锦鸡儿和荒漠锦鸡儿叶绿素荧光参数的日进程.对光合有效辐射（PAR）、最小荧光（Fo）、最大荧光（Fm）、光系统Ⅱ（PSⅡ）最大光能转换效率（Fv/Fm）、PSⅡ光能捕获效率（Fv′/Fm′）、PSⅡ实际光化学量子效率（ΦPSⅡ）、电子传递速率（ETR）和叶片光合功能的相对限制L（PFD）的分析表明：高的PAR会导致4种锦鸡儿光合作用的光抑制,但并不造成PSⅡ反应中心的不可逆破坏.光抑制程度荒漠锦鸡儿大于垫状锦鸡儿;狭叶锦鸡儿和柠条锦鸡儿光抑制程度差异不大,光抑制程度最小.随着PAR的升高,4种锦鸡儿对光能捕获、转化和利用能力降低,种间表现为柠条锦鸡儿〉狭叶锦鸡儿〉荒漠锦鸡儿〉垫状锦鸡儿.淬灭分析表明：随着PAR的升高,4种锦鸡儿用于光化学反应的光能减少,耗散的热能增多;其中,柠条锦鸡儿用于光化学反应的光能最多,荒漠锦鸡儿用于耗散的热能最多.对PSⅡ天线色素吸收光能中既没有被光合电子传递所利用,也没有作为热能耗散的部分（Excess）比较研究表明：4种锦鸡儿的Excess都较高,种间差异不明显.     

长期遮荫后全光照对羊踯躅叶片光抑制及光保护机制的影响

为了探寻遮荫条件下生长的羊踯躅突然转入全光照下时发生光抑制的原因,研究了长期遮荫后全光照5 d对羊踯躅叶片叶绿素含量、叶绿素荧光参数及其快速光响应曲线的影响。结果表明,全光照导致羊踯躅叶片叶绿素含量下降,但对Chla/b没有影响;全光照也导致了Fv/Fm和Fv/Fo的下降,并伴随着Fo的上升;全光照促进了qP和ETR（I）/ETR（II）的上升,降低了NPQ。在光能分配方面,全光照对Y（II）没有影响,但明显降低了Y（NPQ）,从而导致Y（NO）的显著上升。由此可见,虽然全光照诱导了叶片围绕PSI的环式电子传递的增强,但降低了叶片对光能利用能力和天线色素热耗散能力,从而导致PSII反应中心过量激发能的积累,并对PSII反应中心造成了光抑制甚至光破坏。     

宝山堇菜（Viola baoshanensis）、紫花地丁（V. yedoensis）叶绿素荧光参数的日变化

利用调制叶绿素荧光仪研究了宝山堇菜（Viola baoshanensis）和紫花地丁(V. yedoensis)叶片叶绿素荧光参数的日变化.Y值与温度和光合有效辐射的变化趋势相反. 紫花地丁NPQ呈单峰型增长,宝山堇菜NPQ有先增加,后下降的趋势,变化幅度相对紫花地丁平缓.2种堇菜rETR首先迅速上升,维持在一个较高水平,然后迅速下降,Ik变化趋势相对一致.紫花地丁Pm和 呈双峰型变化,宝山堇菜有先增加,后下降的变化趋势.相关性显示,宝山堇菜叶片叶绿素荧光参数与温度和光合有效辐射相关程度低,仅叶片rETR与光合有效辐射呈显著正相关（p 0.05）. 紫花地丁叶片温度分别与Y、NPQ呈显著负相关和正相关（p 0.05）,叶表光合有效辐射与Y、NPQ分别达极显著负相关和正相关（p 0.01）,与rETR显著正相关（p 0.05）.结果表明,正午时刻两种堇菜光系统Ⅱ遭受了光抑制,温度和光合有效辐射是引起紫花地丁光抑制的重要因素,热耗散和光呼吸是紫花地丁的重要光保护机制,宝山堇菜通过光呼吸来保护光合机构.     

纳米氧化硅对髯毛箬竹光合荧光特性的影响

以髯毛箬竹为试验对象,采用叶面喷施的处理方法,研究不同质量浓度的纳米SiO2(150、300、450 mg/L)对髯毛箬竹光合荧光特性的影响。结果显示:在整个试验期间,与对照相比,各浓度的纳米SiO2处理均能不同程度地促进髯毛箬竹净光合速率、气孔导度、蒸腾速率等气体交换参数和PSⅡ潜在活性、有效光化学量子产量、实际光化学量子产量、电子传递速率和光化学猝灭系数等叶绿素荧光参数的升高,其中以300 mg/L纳米SiO2处理效果最佳。该浓度纳米SiO2处理21 d时以上各参数分别比对照增加23.6%、34.9%、20.4%、8.8%、7.9%、26.6%、34.1%和19.3%,均与对照差异显著(p<0.05)。但对胞间CO2浓度和PSⅡ最大光化学效率的影响作用不明显(p>0.05),处理后期对非光化学猝灭系数有明显抑制作用。实验结果说明适当浓度的纳米SiO2能有效改善髯毛箬竹叶片气孔导度,促进叶片对光能的吸收、传递和转化,增大光系统Ⅱ反应中心的开放程度,降低光能热耗散,提高光系统Ⅱ的实际光化学效率和电子传递速率,进而提高髯毛箬竹的净光合能力。叶肉细胞光化学活性的提高是纳米SiO2促进髯毛箬竹光合能力提高的主要因素。     

中华水韭对不同光照条件的生理生态响应

采用水培法研究不同光照条件对中华水韭叶片生理生化特性和光合荧光特性的影响。结果表明,随着生长光强的降低,生理生化指标中的可溶性糖、脯氨酸和丙二醛的含量以及过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性均呈现先下降后上升的趋势,与此同时,叶绿素含量呈现先上升后下降的变化趋势。光合荧光特性中除了非光化学猝灭系数qN呈现先下降后上升的趋势外,PSⅡ的有效量子产量Yield、最大量子产量Fv/Fm、光化学猝灭系数qP、快速光响应曲线初始斜率α、最大潜在相对电子传递速率Pm和半饱和光强Ik均呈先上升后下降的趋势。对中华水韭的生理生化和光合作用有利的光照强度是全光照的70%左右,说明适度遮荫可以提高中华水韭的碳同化能力,增加光合产物的积累,促进其生长。     

铝胁迫对常绿杨幼苗光系统Ⅱ的影响

以常绿杨无性系A-61/186(Populus×euramericanacv.)为供试材料,研究铝胁迫对常绿杨叶绿素荧光特性的影响.结果表明:常绿杨水培实验苗叶片PSII实际电子传递量子效率yield值和最大量子效率Fv/Fm值的日变化均表现出了"早晚高、午间低"的变化趋势,且胁迫浓度越高、时间越长,午间下降趋势越明显.初始荧光F0和非光化学淬灭系数NPQ的日变化则呈现与yield和Fv/Fm相反的趋势,表现出"早晚低,午间高"的趋势.说明遭受铝胁迫的植株将更多地吸收光能通过非光化学的途径耗散,从而使其光合效率降低.光响应指标的分析进一步表明铝胁迫会降低常绿杨光合效率,较短时间胁迫下(60d),胁迫浓度达到0.518mmol·L-1,会对光合效能产生显著影响,随着胁迫时间(90d)的加长,胁迫浓度达到0.370mmol·L-1时,就会对光合效率产生显著影响.     

施氮量对滴灌甜菜中后期叶片叶绿素荧光特性的影响

氮肥对甜菜叶片光合作用和碳同化具有重要作用,利用PAM-2500研究了4种施氮水平(0、5、150、225 kg·hm~(-2))下甜菜块根膨大期和糖分积累期叶片叶绿素荧光量子产量以及快速光曲线相关参数。结果表明,甜菜生育中后期PSⅡ潜在最大光化学效率F_v/F_m均在0. 8左右,处理间无显著差异,糖分积累期N_(150)处理的实际光化学效率YⅡ高于其它处理。增施氮肥可以提高甜菜叶片相对电子传递速率,两个生育时期甜菜叶片相对电子传递速率均表现为随施氮量增加不断升高的趋势。甜菜生育中后期N_(150)的最大相对电子传递速率和半饱和光强均高于N_0和N_(75)处理,但与N_(225)无显著差异。150 kg·hm~(-2)的施氮量可以提高甜菜叶片相对电子传递速率,最大相对电子传递速率以及对强光的耐受能力,提高滴灌甜菜叶片光合能力的同时,达到减氮增效的目的。     

中华水韭对不同pH处理的生理生态响应

采用水培法研究不同pH处理(6.4~7.2)对中华水韭叶片生理生化特性和光合荧光特性的影响,结果表明,随着pH值的升高,中华水韭叶片的生理指标中叶绿素含量、PSⅡ的最大量子产量(Fv/Fm)、有效量子产量(Yield)和光化学猝灭系数(qP)、最大潜在相对电子传递速率(Pm)、快速光曲线初始斜率(α)、半饱和光强(Ik)则是先上升后下降的单峰曲线变化趋势,其中pH6.6处理下,中华水韭的叶绿素含量、Fv/Fm、Yield、qP、Pm、α、Ik最高。中华水韭叶片的可溶性糖、丙二醛、脯氨酸含量、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和非光化学猝灭系数(qN)均呈现先下降后上升的变化趋势,其中pH6.6处理下,中华水韭的可溶性糖、丙二醛、脯氨酸含量、POD、CAT及qN最低,可见偏酸性水体较适合中华水韭的生长。     

当年和越年生香榧叶片的光合效率及抗氧化特性的季节性变化

【目的】通过比较分析香榧(Torreya grandis‘Merrillii’)主要功能叶的叶绿素荧光参数、抗氧化酶活性及丙二醛(MDA)含量等参数的季节性变化,初步探讨香榧叶片光合特性对高温、低温的温度变化的适应机制。【方法】以人工林中16年生香榧的当年生叶片和越年生叶片为研究对象,测定5、6、8、11月和次年1月中旬香榧叶片的叶绿素荧光参数、比叶质量(SLW)、抗氧化酶活性及可溶性蛋白含量的变化。【结果】(1)与5月中旬相比,8月中旬香榧当年生和越年生叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)的实际最大光化学量子效率(Φ_PSⅡ)均明显上调,而PSⅡ处调节的能量耗散量子效率(Φ_NPQ)均明显下调,其PSⅡ处非调节性能量热耗散量子效率(Φ_NO)未发生明显变化;香榧当年生叶片的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性均明显增强,过氧化物酶(POD)活性则明显减弱,丙二醛(MDA)含量则无明显变化。(2)与11月中旬相比,次年1月的平均温度约降低了近10℃,香榧当年生和越年生叶片的Φ_PSⅡ和Φ_NPQ