10个品系杂交杨叶片二氧化碳同化量固碳率估算

研究了我国重点杨树培育区10个不同品系生长季内光能转化固碳量中CO2同化量变化.实验结果发现,叶片光合中心的实际光化学猝灭达到0.5～0.6之间时,固碳同化量达到最大,不同品种固碳量不同;在7月份光能转化中固碳率最大,随着季节的变化各个品系的杂交杨达到最佳的实际光化学效率的光饱和的转折点发生变化;本地种I467、P64、DA随季节的变化逐渐增大,其他本地种不变;引进种只有DN2不变,其他种均随季节的变化而变化.研究表明在低光区叶片更容易达到较高的光化学效率,在高光区反而随光的增强而有所降低,这体现了植物叶片对强光的自我保护特性;CO2同化效率与光化学效率成正相关,随光化学效率增强不断增强,当达到0.5～0.6时开始降低,变成负相关.     

海洋硅藻三角褐指藻生长及光合作用对阳光UV辐射的响应

以海洋硅藻三角褐指藻为研究对象,将其置于全波段阳光辐射(PAB,280-700 nm)、阳光辐射滤除UV-B(PA,320-700 nm)以及光合有效辐射PAR(P,400-700 nm)3种辐射处理下进行培养,以探讨阳光UVR对其生长及光合作用的影响.研究发现,在低PAR条件下(日辐射剂量小于1.34 MJ/m2时),UVR的存在对三角褐指藻的生长表现促进作用;而随着辐射剂量的增加,UVR对生长的抑制效应突显.在73.6 w/m2 UV-A及2.24 W/m2UV-B辐射水平下,三角褐指藻PSⅡ的有效光化学效率下降为P处理下的24%,碳酸酐酶活性被完全抑制,其光合固碳速率被抑制84%,表明高辐射水平下UVR显著抑制三角褐指藻的光合作用,从而导致生长速率降低.     

海洋硅藻三角褐指藻生长及光合作用对阳光UV辐射的响应

以海洋硅藻三角褐指藻为研究对象,将其置于全波段阳光辐射（PAB, 280—700nm）、阳光辐射滤除UV-B（PA, 320—700nm）以及光合有效辐射PAR （P, 400—700nm）3种辐射处理下进行培养,以探讨阳光UVR对其生长及光合作用的影响.研究发现,在低PAR条件下（日辐射剂量小于1.34MJ/m2时）,UVR的存在对三角褐指藻的生长表现促进作用;而随着辐射剂量的增加,UVR对生长的抑制效应突显.在73.6W/m2 UV-A及2.24W/m2 UV-B辐射水平下,三角褐指藻PSⅡ的有效光化学效率下降为P处理下的24%,碳酸酐酶活性被完全抑制,其光合固碳速率被抑制84%,表明高辐射水平下UVR显著抑制三角褐指藻的光合作用,从而导致生长速率降低．     

新疆两个品系杂交杨叶绿素荧光生态适应性特征

比较研究了新疆伊犁地区广泛栽植的两个品系的杂交杨Populus balsamifera L .(Da)和Populus euramericana cv(I-467)叶绿素荧光变化特征;揭示两个品系的杂交杨对特殊地理区域中强辐射等环境影响因子的内禀生态适应性.通过暗适应和光适应的荧光实验,表明两个品系的杂交杨暗反应下荧光变化相似,光反应下荧光变化存在明显差异.I-467将光合反应中心PSⅡ吸收的过剩光能以热耗散等非光化学过程消耗的能力大于Da,相应降低了用于光化学淬灭的份额.Da对光的敏感指数(S)和PSⅡ反应中心吸收的过剩光能(E)能均高于I-467.取消光照条件后,两个品系杂交杨叶绿素荧光系统最初均能以较快的速度恢复,恢复速度逐渐减慢.Da对强光的转化适应能力比 I-467高,I-467对弱光和快速的光变化的适应程度更强.实验结果表明Da对于强光的适应能力更好,对光能的利用率更高.因此Da更适合作为新疆强光辐射区伊犁河谷人工速生丰产林树种进行造林.     

4种杂交杨荧光光响应曲线

比较研究伊犁地区杂交杨4个不同品系(P.deltaids cv-64(P64)、P.balsamifera L.(Da)、P.euramericana(I-262)和P.euramerieanacv(I-467))的荧光参数与光量子通量密度(DPF)的响应变化特征.4种杂交杨的光照下最大可变荧光(F′m)大小直接影响光合反应中心最大的开放程度和实际的开放程度(ΦPSⅡ)的大小;光照下最小荧光(F′o)更多地参与4种杂交杨的ΦPSⅡ能量捕获效率.光合速率(Pn)作为植物生物行为对于植物叶绿素光捕获的光化学行为存在滞后效应,而真正决定植物转化光能的总量由植物叶片叶绿素捕获光量子量决定.vETR反映植物驱动PSⅡ的实际量子流量,vETR达到最大值时,光化学反应转化的光能量PE也同样达到最大值,是植物最大限度转化利用太阳能的点.建议用vETR和DPF的荧光光响应曲线作为计算和估算植物对光能的利用及叶片光能转化为净能量的能力,是比表观量子效率更为理想的指标.     

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.     

中华红叶杨光合特性测定分析

利用Li-6400光合测定仪对自然条件下2年生中华红叶杨叶片光合速率（Pn）、蒸腾率（Tr）和水分利用率（WUE）进行测定。结果表明：在同一CO2浓度（Ci）下,中华红叶杨在雨量充沛、气温较高的8月份光饱和点（LSP）值最高;随着Ci的增加,红叶杨的Pn也快速增加;光合有效辐射（PAR）强度增大,Tr也随着增大;在相同的PAR条件下,红叶杨叶片在不同月份的水分利用率（WUE）排序为：8月〉7月〉6月。     

洪泽湖地区杨树人工林碳水通量昼夜和季节变化特征

【目的】通过对洪泽湖地区杨树人工林生态系统碳水通量的昼夜变化和季节变化特征进行分析,为评估该杨树人工林生态系统的固碳能力提供必要的基础数据,揭示杨树人工林生态系统碳循环及对外部气象环境因子的响应,同时为增强森林生态系统固碳能力提供依据。【方法】以洪泽湖地区杨树人工林生态系统为研究对象,利用涡度相关技术和微气象观测系统进行长期且连续的通量以及气象环境观测。选取2017年5月至2018年4月期间的原始观测数据,对异常数据进行剔除和插补处理,同时,利用EddyPro软件中的Express Mode模块对通量数据进行二次坐标旋转、频率损失订正以及WPL密度效应修正,最终转化为30 min数据。分析杨树人工林生态系统与大气间的二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH₄)和潜热(latent heat, LE)通量的季节动态变化和昼夜变化特征及其与外部气象环境因子的相互关系。【结果】洪泽湖地区杨树人工林生态系统碳通量均有显著的昼夜和季节变化,净生态系统碳交换(net ecosystem exchange, NEE)白天为较强的碳汇,夜晚为较弱的碳源,整年表现为固碳作用,年通量为-506.9 g/(m²·a)。其日变化在生长季和非生长季均呈“U”形曲线,生长季的碳吸收明显大于非生长季;在生长季白天,NEE与光合有效辐射(photosynthetically active radiation, PAR)呈显著的对数关系;而在非生长季,NEE与夜间土壤温度(soil temperature,T_s)呈显著的指数关系。洪泽湖地区杨树人工林生态系统LE的昼夜和季节变化显著,在生长季和非生长季均呈“单峰型”曲线,且在生长季大于非生长季,LE与饱和水汽压差(vapor pressure deficit, VPD)在生长季和非生长季均呈显著的线性正相关关系。洪泽湖地区杨树人工林生态系统CH₄通量在生长季和非生长季均无显著的昼夜变化,在生长季为较弱的CH₄吸收,非生长季为中性至微弱的CH₄排放,全年可能表现为较微弱的CH₄汇。【结论】洪泽湖地区杨树人工林生态系统整体具有较高的固碳能力,CO₂和LE通量具有显著的昼夜变化和季节变化规律,而CH₄通量季节和昼夜变化并不显著,生态系统碳水通量受环境因子的影响较显著,可以为今后提升杨树人工林的固碳能力提供参考。因此,营造杨树人工林将是短期内吸收大气中的CO₂和CH₄并缓解气候变化的有效途径。     

棉花长期干旱后复水叶片光合特性及碳氮含量的变化

在田间条件下,选用棉花品种新陆早45号为试验材料,研究长期干旱后复水后棉花新发育叶片的光合能力、比叶重和碳氮比的变化过程。结果表明:在整个测定周期内,干旱后复水新发育叶片的净光合速率、气孔导度和叶面积明显高于对照,叶片叶绿素含量和氮含量也有不同程度的增加,差异最大时,分别高于对照处理25.66%和50.34%;干旱后复水新发育叶片不仅具有较高的氮含量,而且碳氮比上升时间也较早。这表明棉花经过长期干旱后复水叶片光合特性发生了变化,较高的气孔导度、叶绿素含量和氮含量都为叶片较高的净光合速率提供了基础条件;而碳氮比较快上升可能是干旱后复水棉株光合物质更多用于生殖生长。     

丙酮酸铁氧化还原蛋白酶对蓝藻光合生长速率影响的仿真分析

光合生物通过光合作用,可将光能转化为储存在生物体内部的生物质能,生物质能的生成速率受光合生长速率的影响.研究影响光合生长速率的因素,有利于提高生物质能的生成速率.蓝藻是最早进行光合作用和释氧的原核生物,具有遗传背景简单、固碳效率高等特点.丙酮酸铁氧化还原蛋白酶(PFOR)是丙酮酸固碳代谢的关键酶,在丙酮酸异化过程中起着重要作用.首先根据蓝藻的代谢网络,模拟敲除其中的酶PFOR,并利用通量平衡分析、通量可变性分析和多目标优化方法研究基因敲除后的代谢网络.通过研究分析,推测出酶PFOR对蓝藻光合生长速率的影响.     

不同苹果树形的冠层特征与树体茎流分析

对苹果的自由纺锤形、小冠疏层形、高干形和主枝下垂形的冠层特征及树体茎流进行了初步试验分析。结果表明:主枝下垂形的叶面积指数为1.91,比自由纺锤形的和小冠疏层形的小;林隙分数为22.903,开度为27.003,叶倾角为82.440,比其他3种树形的大;树冠截获的光能量和树体日茎流量小于自由纺锤形的和小冠疏层形的,产量和水分利用效率高于其他3种树形。表明主枝下垂形是可以降低水分消耗、提高产量和保证果实品质的冠层结构。     

杂种金叶银杏叶片光合特性分析

【目的】 分析杂种金叶银杏子代光合特性,为进一步获得具有较强环境适应能力的金叶银杏材料提供依据。【方法】 以杂种金叶银杏(‘万年金’ב南林1号’)1年生实生苗为材料,同一母本自然授粉(父本不确定)金叶银杏1年生实生苗为对照,测定叶片光合基本参数及光响应曲线,比较二者光合能力的变化情况。【结果】 杂种金叶银杏净光合速率、气孔导度、水分利用效率均明显高于对照,表现出对季节变化更强的适应性。光响应曲线拟合结果表明:杂种金叶银杏的最大净光合速率较高,光合能力较强;同时光饱和点、内禀量子效率、光补偿点处量子效率以及表观量子效率也较高,光补偿点、暗呼吸速率也均高于对照,有机物消耗较快。相关性分析结果表明:杂种金叶银杏净光合速率与气孔导度、水分利用效率呈极显著的正相关性;气孔导度与表观量子效率、蒸腾速率呈正相关。【结论】 杂交改变了金叶银杏的光合参数,有效提高了后代对光能利用的潜能及光转化的能力,可以更好地利用全日照光,因此可以培育出对光环境适应能力更强的金叶银杏品种。     

碳钢在四川典型盐化工环境中的大气腐蚀行为

为研究四川电网输变电设备在典型工业环境中的金属腐蚀特点,以便为输变电设备差异化防腐措施提供理论指导,选取碳钢为研究对象,针对四川典型盐化工城市自贡市,在该市乡村环境和重工业污染环境地区分别开展一年期大气腐蚀试验。通过宏观形貌观察、腐蚀速率测试、扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)、能谱分析(energy spectrum analysis, EDS)、X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)、电化学测试等多种方法,全面研究了碳钢在这两种环境下的大气腐蚀行为。结果表明：碳钢在自贡地区腐蚀程度较为严重,重工业污染环境大气腐蚀速率为32.14μm/a,即使在乡村环境也受到较为严重的腐蚀,腐蚀速率达到21.92μm/a。碳钢在上述两种环境中的大气腐蚀行为具有显著差异,在氯离子含量更高的重工业污染环境中,碳钢表面更容易生成针状腐蚀产物,锈层保护性差,腐蚀将进一步加速。为提高自贡地区输变电设备腐蚀防护效果,可采取在重工业污染地区适当提高防护等级的差异化防腐措施。     

六种微藻固定CO2实验研究

为筛选具有较高固碳率的微藻,以6种淡水微藻为研究对象,利用SE培养基,在光照强度4 000 lux、温度25℃、光照周期12∶12的实验条件下,进行为期7d的微藻固碳实验。结果表明:CO2对微藻生长有较大的影响,阿氏颤藻(Oscillatoria agardhii)、水网藻(Hydrodictyon reticulatum)和斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)生长情况较好,但小颤藻(Oscillatoria tenuis)生长受抑制;6种微藻固碳率有显著差异,其中斜生栅藻的固碳率最高,达到了76.00%,斜生栅藻CO2固定速率和生物量分别为0.225 g/(L.d)和0.837 g/L。     

干旱对干热河谷优势木本植物虾子花光能分配的影响

在中国西南干热河谷,广泛分布着河谷型萨王纳植被,然而对这类植被植物在干旱条件下的光保护研究非常缺乏.为了探讨干旱对干热河谷植物光合系统的影响,选取了中国最典型的元江干热河谷内典型的优势木本植物虾子花［Woodfordia fruticosa (L.) Kurz］作为研究对象,测定了雨季和干季虾子花的叶片水势、光合参数,光系统Ⅰ（PSⅠ）和光系统Ⅰ（PSⅡ）的光能分配特征.结果表明,随着虾子花叶片凌晨水势的显著下降,叶片的光合能力显著下降;虾子花PSⅠ比PSⅡ对干旱胁迫更加敏感,干旱条件下PSⅡ虽能保持较高的活性,但PSⅡ实际光量子效率［Y(Ⅱ)］和光化学淬灭调控热耗散比例［Y(NPQ)］都显著下降;干旱条件下PSⅠ受到了严重的光抑制,虾子花主要通过增强供体端热耗散效率［Y(ND)］来促进过剩光能的耗散;干旱胁迫条件下,虾子花PSⅠ和PSⅡ电子传递速率ETR(Ⅰ)和ETR(Ⅱ)都有所下降,最大的电子传递速率ETRmax(Ⅰ)和ETRmax(Ⅱ)分别下降了25.1%和30.0%.      

Proteorhodopsin——A new path for biological utilization of light energy in the sea

The sea is the cradle of photosynthesis on the Earth. Bio-utilization of light in the sea is usually thought to be carried out by light-harvesting pigments, such as normal chlorophyll, divinyl chlorophyll and bacterial chlorophyll, which exist correspondi…     

长宁地区富有机质页岩脆性及与裂缝发育关系

页岩的脆性控制着裂缝的形成和演化,对页岩气层的体积改造和页岩气的增产极为关键。以川南长宁地区龙马溪组页岩为例,通过岩石矿物、地球化学和岩石力学等实验对龙一₁亚段的矿物组分、有机地球化学、孔隙-裂缝结构以及力学性质进行测试,分析不同脆性矿物、有机质以及埋深的页岩脆性特征及其与裂缝发育的关系。结果表明,龙一₁亚段脆性最高者为富有机质硅质页岩岩相,石英、长石和黄铁矿等脆性矿物的总含量大于50%,它们能够调节岩石断块的剪切滑移,所积累的能量大于完成岩石整体剪切破坏过程所需的能量;有机质及其在成熟过程中所产生的有机孔隙与微裂缝可促进裂缝的拓展、贯通以及连接,有机碳含量越高,裂缝系统越发育;随着埋深增加,页岩的脆性下降,岩石破裂模式由复杂的劈裂型向单一的剪切型转变;龙一₁¹、龙一₁²小层脆性矿物和有机碳含量最高,脆性指数分别达到了61.31%和60.70%,为压裂甜点层段。     

Cyclic electron flow around photosystem I is essential for photosynthesis

Photosynthesis provides at least two routes through which light energy can be used to generate a proton gradient across the thylakoid membrane of chloroplasts, which is subsequently used to synthesize ATP. In the first route, electrons released from water in photosystem II (PSII) are eventually transferred to NADP+ by way of photosystem I (PSI). This linear electron flow is driven by two photochemical reactions that function in series. The cytochrome b6f complex mediates electron transport between the two photosystems and generates the proton gradient (DeltapH). In the second route, driven solely by PSI, electrons can be recycled from either reduced ferredoxin or NADPH to plastoquinone, and subsequently to the cytochrome b6f complex. Such cyclic flow generates DeltapH and thus ATP without the accumulation of reduced species. Whereas linear flow from water to NADP+ is commonly used to explain the function of the light-dependent reactions of photosynthesis, the role of cyclic flow is less clear. In higher plants cyclic flow consists of two partially redundant pathways. Here we have constructed mutants in Arabidopsis thaliana in which both PSI cyclic pathways are impaired, and present evidence that cyclic flow is essential for efficient photosynthesis.