光系统II中新型高价模型化合物合成及性能测试

设计、合成了一个新的光合作用给体部分的模型化合物:[Mn2(III,III)L(μ-OAc)2].PF6(化合物1),其中L为2,6-二{[(2-羟基-5-叔丁基苄基)(吡啶-2-亚甲基)-氨基]-亚甲基}-4-甲基苯酚.与以往的模型体系[Mn2(II,II)(bpmp)(μ-OAc)2].ClO4(化合物8)相比,新模型增加了2个酚配体及2个叔丁基.此化合物中2个以伪八面体形状配位的Mn离子通过1个酚基和2个二齿羧基相连.这些基团的引入提高了中心金属Mn的价态,并增加了配体的电子云密度,从而降低了Mn的氧化还原电位.该模型进一步缩小了人工模型体系与天然光合作用释氧中心(OEC)四核锰簇的差异.通过IR、ESI-MS、NMR(gCOSY、gHMBC、gHSQC)及电化学对新配体及络合物进行了表征和测试.     

滴灌施肥条件下氮磷钾对‘龙脑香樟’幼苗生长及光合特性的影响

【目的】研究滴灌施肥条件下1年生‘龙脑香樟’幼苗的施肥效应,以获得最佳氮磷钾使用浓度和配比方案。【方法】在浙江余杭西北部的径山丘陵区,开展了不同N、P、K施肥配比试验,通过测定‘龙脑香樟’苗高、地径、生物量等生长指标和净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)等生理指标,比较滴灌施肥和常规施肥对‘龙脑香樟’生长的影响。【结果】①滴灌施肥显著增加了‘龙脑香樟’幼林苗高和地径年生长量、生物量,且均在N、P、K分别为26.0、2.6、16.9 g/株处理时达到最大值,分别比常规施肥增加了20.36%、55.15%、79.44%;②全年滴灌施肥和常规施肥苗高、地径生长一致,各处理苗高均在9月达到增长峰值,而地径则分别在6月、9月出现并达到增长峰值,苗高和地径全年生长差值最大均出现在8月和9月;③滴灌施肥显著提高了1年生‘龙脑香樟’的叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)等生理指标,它们的变化趋势基本一致,即一定范围内随着施肥量增加而增加,过量施肥反而使其降低。相比常规施肥,滴灌施肥显著提高了1年生‘龙脑香樟’叶片的光饱和点(LSP)和表观量子效率(AQY),降低了光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(Rd),使得‘龙脑香樟’叶片光合时效延长,这有利于‘龙脑香樟’叶片光合产物的积累,促进‘龙脑香樟’的生长。【结论】滴灌栽培1年生‘龙脑香樟’幼林最佳N、P、K施肥配比为N肥26.0 g/株、P肥2.6 g/株、K肥16.9 g/株,由此制定出滴灌栽培1年生‘龙脑香樟’幼林的优化施肥制度。     

砧木对薄壳山核桃嫁接苗光合及荧光特性的影响

【目的】探索不同砧木类型薄壳山核桃嫁接苗光合及荧光特性差异,为选育优良砧木、改进栽培管理方式提供科学依据。【方法】以薄壳山核桃‘Elliott’、‘Sauber’和‘Podsednik’实生苗作砧木,嫁接品种‘Pawnee’为接穗,研究3种不同砧木1年生‘Pawnee’嫁接苗的光合特性和叶绿素荧光诱导动力学特性。【结果】‘Elliott’嫁接苗(砧木‘Elliott’,接穗‘Pawnee’)在高光强下的净光合速率(P_n)以及对光照的利用范围高于‘Sauber’嫁接苗(砧木‘Sauber’,接穗‘Pawnee’)和‘Podsednik’嫁接苗(砧木‘Podsednik’,接穗‘Pawnee’);‘Podsednik’嫁接苗的暗呼吸速率(R_d)和光补偿点(L_CP)最大,在弱光下消耗有机物最多;‘Sauber’的表观量子效率(A_QY)最大,利用弱光能力最强;水分利用效率(R_WUE)与净光合速率(P_n)极显著正相关,‘Elliott’嫁接苗的R_WUE最大,生产有机物效率更高。荧光分析表明,‘Sauber’嫁接苗的热耗散最大,用于电子传递的量子产额(φ_Eo)以及反应中心捕获的激子将电子传递到初级醌受体(Q_A)之后受体的概率(ψ_o)最小,‘Podsednik’嫁接苗的质体醌大小(S_m)、Q_A被还原次数(N)和质体醌还原速率[S_m/t(F_m)]最高,电子传递效率最高;‘Elliott’嫁接苗的3项荧光性能指数均为最高,‘Sauber’嫁接苗的最小。【结论】‘Elliott’嫁接苗具有更好的光合能力及水分利用效率,对环境的适应性更好,‘Podsednik’嫁接苗的光反应能力更强,‘Sauber’嫁接苗光合能力较弱。     

浑善达克沙地固沙先锋豆科植物的光合特性

 豆科植物木岩黄芪是浑善达克沙地的优势种,也是流动沙丘的先锋种,研究其对沙丘恶劣生境的光合适应性有助于揭示固沙植物的适应性机制,为其在沙地恢复中的充分利用提供理论依据.研究了木岩黄芪的光合特征、资源利用效率、PSII光化学效率以及光合酶活性.结果表明,木岩黄芪的光合速率、水分和氮素利用效率较高,忍受中午强光和高温的能力强,还表现出了显著的高的光饱和点和低的光补偿点,气孔和非气孔调节能力强,属于低耗水型植物;C₄光合酶的活性高,但稳定性碳同位素的测定结果显示木岩黄芪是C₃植物,因此木岩黄芪可能属于C₃和C₄植物的中间类型.C₄光合酶作用下的高羧化效率和高资源利用效率以及固氮优势使得该物种对沙丘的恶劣生境适应性较强.     

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.     

火炬松光合生理生态特性研究

采用Licor-6400便携式光合作用测定系统,对11年生不同间伐处理火炬松光合生理生态因子进行了离体测定,并应用DPS系统对主要生理生态指标的特点及其与环境因子的关系进行了逐步回归分析和通径分析．结果表明,影响蒸腾速率的主导环境因子是湿度和温度因子,蒸腾速率与环境因子建立的回归方程达到极显著水平。     

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。     

A possible important CO2 sink by the global water cycle

The locations, magnitudes, variations and mechanisms responsible for the global CO2 sink are uncertain and under debate. Here, we show, based on theoretical calculations and evidences from field monitoring results, that there is a possible important CO2 sink （as DIC-dissolved inorganic carbon） by the global water cycle. The sink constitutes up to 0.8013 Pg C/a （or 10.1% of the total anthropogenic CO2 emission, or 28.6% of the missing CO2 sink）, and is formed by the CO2 absorption of water and subsequent enhanced consumption by carbonate dissolution and aquatic plant photosynthesis. Of the sink, 0.5188 Pg C/a goes to sea via precipitation over sea （0.2748 Pg C/a） and continental rivers （0.244 Pg C/a）, 0.158 Pg C/a is released to the atmosphere again, and 0.1245 Pg C/a is stored in the continental aquatic ecosystem. Therefore, the net sink could be 0.6433 Pg C/a. This sink may increase with the global-warming-intensified global water cycle, the increase in CO2 and carbonate dust in atmosphere, and reforestation/afforestation, the latter increasing soil CO2, and thus the concentration of the DIC in water.     

不同叶色青钱柳叶片色素、多酚含量及光合特性的差异

【目的】青钱柳是多功能树种,通过比较分析两种不同叶色青钱柳叶片色素、黄酮和单宁两类多酚含量及其光合特性的差异,为青钱柳良种选育提供理论依据。【方法】按照季节动态分别采集红叶青钱柳和绿叶青钱柳的新叶和成熟叶,测定其花色素苷、叶绿素、类胡萝卜素、单宁和黄酮含量,定期测定4种类型叶的净光合速率(P_n)和PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m),并采用单因素方差分析比较不同类型叶间的差异。【结果】红叶青钱柳的新叶花色素苷含量显著高于其他3种类型叶(P<0.05),但叶绿素和类胡萝卜素含量显著低于红叶青钱柳和绿叶青钱柳的成熟叶片(P<0.05);红叶青钱柳和绿叶青钱柳的成熟叶片中的黄酮和单宁含量在多数采样时间均无显著差异(P> 0.05),但在秋季,红叶青钱柳成熟叶片的单宁含量显著高于绿叶青钱柳的成熟叶片(P<0.05);由于红叶青钱柳的新叶积累高花色素苷含量而使总叶绿素含量下降,但其P_n与绿叶青钱柳的新叶不存在显著差异(P> 0.05),红叶青钱柳和绿叶青钱柳成熟叶片的P_n也不存在显著差异(P> 0.05)。【结论】较高浓度的花色素苷是红叶青钱柳新叶呈现红色的主要原因;红叶青钱柳和绿叶青钱柳叶中单宁与黄酮的含量存在一定差异,但总体上差异不显著;红叶青钱柳新叶阶段叶多酚类物质含量较高,但在成熟叶阶段与绿叶青钱柳无显著差异(P> 0.05)。因此,红叶这一表型性状可为青钱柳药用优良单株的筛选提供一定参考,红叶青钱柳在7—8月叶片仍保持较高花色素苷含量而呈现红色,比绿叶青钱柳具有更高的观赏价值。