外源水杨酸对黄瓜幼苗叶片PSⅡ活性和光能分配的影响

以黄瓜品种‘中农203号’幼苗为试材,采用水培法研究了根际施用0.05、0.10和0.50 mmol/L水杨酸对黄瓜幼苗叶片PSⅡ活性和光能分配的影响,以探讨水杨酸对光合作用的调节机制。结果显示:黄瓜幼苗叶片净光合速率(Pn)、荧光参数和光能分配对水杨酸的响应存在明显的浓度依赖性。0.05和0.10 mmol/L水杨酸处理提高了叶片PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)、PSⅡ潜在活性(Fv/F0)、电子传递速率(ETR)、光化学猝灭系数(qP),降低了非光化学猝灭系数(NPQ),使PSⅡ吸收光能中分配于光化学反应的能量增加,进而提高了Pn,并以0.10 mmol/L水杨酸施用效果最明显,差异达极显著水平(P<0.01);而0.50 mmol/L水杨酸处理降低了ΦPSⅡ、Fv/Fm等,使光能分配于热耗散和荧光耗散的比例升高,导致Pn下降。研究表明,水杨酸对黄瓜叶片光合的正负调节作用与浓度依存下的PSⅡ活性和光能分配改变有关。

硝酸根胁迫对黄瓜幼苗叶片光合速率、PSⅡ光化学效率及光能分配的影响

研究了不同浓度NO3-胁迫对黄瓜幼苗叶片光合速率、PSⅡ光化学效率及光能分配的影响.结果表明,当NO3-浓度较低时(14~98mmol·L-1),适当增加NO3-浓度,可增强黄瓜幼苗叶片对光的捕获能力,促进光合作用.随着NO3-浓度的进一步增加(140~182mmol.L-1),PSⅡ光化学效率降低,电子传递受到抑制,净光合速率降低;吸收的光能中,通过天线色素的热耗散增加,用于光化学反应的能量降低,光化学效率下降.140和182mmol·L-1NO3-处理黄瓜幼苗叶片6d后净光合速率(Pn)极显著下降,分别比对照降低了35%和78%;PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、天线转化效率(Fv’/Fm’)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)均低于对照,非光化学猝灭(NPQ)高于对照,激发能在两个光系统间的分配不平衡性(β/α-1)增大.高浓度NO3-处理的黄瓜幼苗叶片各荧光参数变化幅度比低浓度大.当光照增强时,高浓度NO3-胁迫下黄瓜幼苗叶片吸收的光能中应用于光化学反应的份额(P)显著降低,天线热耗散的份额(D)显著增加.天线热耗散是耗散过剩能量的主要途径.

低温弱光对辣椒叶片光合作用、叶绿素荧光猝灭及光能分配的影响

以不同耐性的辣椒幼苗为材料,研究了低温弱光(15℃/6℃,100μmol.m-2.s-1)对辣椒冷害指数、色素含量、光合作用、叶绿素荧光参数和光能分配的影响。低温弱光处理后,辣椒冷害指数明显上升,杭椒1号冷害指数较低,表明其耐低温弱光性高于杭椒6号。随着低温处理时间的延长,叶片光合色素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、光化学猝灭系数(qP)、天线色素捕光效率(Fv’/Fm’),半饱和光强(Ik)均逐渐降低,其中杭椒1号降低幅度明显小于杭椒6号。低温弱光处理6 d时,杭椒6号最大光化学效率(Fv/Fm)出现可逆性降低,杭椒1号未见明显变化。低温弱光处理后,杭椒1号用于光化学反应的量子效率(ΦPSII)降低幅度低于杭椒6号,与此同时,调节性能量耗散量子产量(Y(NPQ))与非调节性能量耗散量子产量(Y(NO))均明显提高,杭椒6号上升幅度较大。低温弱光处理后杭椒1号光合色素含量较高,分配于光化学反应量子产量较高,非调节性能量耗散量子产量较低,光合速率较高,因而表现出较强的耐低温弱光性。

低叶绿素含量对突变体水稻吸收光能分配特性的影响

研究了田间条件下低叶绿素含量水稻突变体及其野生型的PSⅡ光化学效率、热耗散速率等一系列与光化学反应有关的生理过程的日变化,并分析了二者在1d中对吸收光能分配的差异。结果表明,突变体水稻叶片因截光率小而限制了其对光能的吸收,但由于它的电子传递速率比野生型的高,因而部分缓解了它吸收光能不足的不利效应;与野生型水稻相比,突变体水稻叶片所吸收的能量中分配给光化学反应途径的能量较多,而过剩的激发能较少。

低夜温后不同光强对榕树叶片PSII功能和光能分配的影响

研究了自然低夜温后全光照与遮荫对榕树叶片PSII功能及光能分配的影响。结果表明低夜温后全光照条件下叶片吸收光能分配于光化学反应部分减少,而热耗散部分和反应中心过剩光能则增加,从而导致了PSII功能的下降,遮荫条件下光能分配于光化学反应的程度增加,虽然用于热耗散的比例下降了,但反应中心过剩光能相对较少,从而有利于PSII功能的恢复。

持续低温弱光对黄瓜叶片气体交换、叶绿素荧光猝灭和吸收光能分配的影响

持续常温弱光(25℃/18℃,100μmol m-2s-1)、低温弱光(12℃/12℃,100μmol m-2 s-1和7℃/7℃,100μmolm-2s-1)均导致黄瓜生长减慢或停滞、叶绿素含量、气孔导度和净光合速率、光合电子传递速率下降以及胞间CO2浓度上升。常温弱光和12℃弱光处理对光系统Ⅱ的最大光化学效率Fv/Rm无显著影响,而7℃弱光处理导致Fv/Fm的可逆性下降。常温弱光和7℃、12℃弱光处理均导致了光化学反应速率的降低以及天线热耗散和反应中心过剩能量的增加。在胁迫后,12℃弱光0比7℃弱光更有利于植株光合功能的恢复。

不同光强对纽荷尔脐橙叶片PSⅡ功能和光能分配的影响

以纽荷尔脐橙为材料,研究了不同光强(透光率分别为100%、34%和12%)对植物叶片PSⅡ功能和光能分配与利用的影响。结果表明,弱光显著降低了纽荷尔脐橙叶片的净光合速率、光饱和点和光补偿点,提高了表观量子效率、PSⅡ的最大光化学效率和光化学猝灭系数等。随着光强的减弱,PSⅡ天线色素吸收光能中分配于光化学反应的能量增加,分配于热耗散和荧光耗散的比例减少,但弱光与对照相比流经光化学反应的电子流量仍显著降低,说明弱光条件下纽荷尔脐橙叶片主要通过提高光能利用效率、转换效率和改变光能分配等进行适应性调节,对弱光逆境具有一定的生态适应性。

高温干旱对2个辣椒品种PSII功能与光能分配的影响

以2种不同耐旱性辣椒品种正椒13号和弄口早椒为材料,比较高温和/或干旱处理5d对二者PSII功能和光能分配的影响。结果表明:高温并未引起2个辣椒品种Fv/Fm的变化,而干旱则导致Fv/Fm的下降和Fo的上升,高温干旱加剧了这种变化;3种胁迫均引起ΦPSII和qP的下降,其下降程度由高到低依次为高温干旱,干旱,高温;高温和干旱处理导致辣椒NPQ上升,但高温干旱则引起NPQ下降;高温和干旱处理导致叶片吸收光能向P分配减少,但促进了向D分配,然而高温干旱处理不仅显著降低了P,而且也未促进D的增加。与干旱敏感品种(弄口早椒)相比,耐旱品种(正椒13号)在各胁迫处理下均可保持较高的Fv/Fm、ΦPSII、qP和NPQ,说明高温、干旱和高温干旱胁迫下辣椒保持较高的光化学能力和热耗散能力与其抗高温和/或干旱能力相关。

叶绿素缺乏对大豆光系统Ⅱ和光能分配的影响

研究田间条件下大豆叶绿素缺乏突变体以及野生型叶片逐步展开过程中的叶绿素含量、气体交换、叶绿素荧光动力学等特性,并分析了二者在叶片展开过程中吸收光能分配的差异。结果表明:叶绿素缺乏导致突变体大豆有活性的PSⅡ反应中心数目减少,每个反应中心的光能吸收和激发能捕获增加,但是PSⅡ电子传递受阻,致使每个反应中心的激发能耗散增加。与野生型相比,突变体大豆叶片所吸收的能量中分配给热耗散的能量较多,而过剩的激发能较少;同时随着叶绿素含量降低,光合电子传递中向光呼吸分配的比例增大。

外源NO对Ca(NO_3)_2胁迫下番茄幼苗PSII功能及光能分配利用的影响

为探讨外源NO缓解番茄幼苗次生盐渍伤害的光合生理机制,以秦丰保冠番茄幼苗为试材,在水培条件下,利用叶绿素荧光动力学技术研究喷施NO供体硝普钠(SNP)对80 mmol·L-1Ca(NO_3)_2胁迫下番茄幼苗PSII光化学效率、激发能分配和天线色素吸收光能利用的影响。结果表明,喷施SNP有效缓解了Ca(NO_3)_2胁迫对PSII的损伤,使第15天番茄幼苗叶片的PSII最大光化学效率(F_v/F_m)、天线转化效率(F_v'/F_m')、实际光化学效率(ΦPSII)、光化学荧光猝灭系数(q P)及吸收光能用于进行光化学反应(P)和非光化学耗散(Ex)的份额分别较胁迫处理显著提高了4.93%、39.31%、92.84%、39.00%、92.83%和10.33%;初始荧光(Fo)、非光化学荧光猝灭系数(NPQ)、双光系统间激发能分配不平衡偏离系数(β/α-1)和天线热耗散的份额(D)分别较胁迫处理显著降低了7.20%、13.22%、43.09%和24.70%。综上,外源NO能通过改善PSII光化学活性和增强PSII反应中心的非光化学耗散减轻Ca(NO_3)_2胁迫造成的光抑制,进而提高番茄幼苗的耐盐能力。本研究结果为利用外源NO缓解蔬菜设施生产的次生盐渍障碍提供了理论和技术依据。

低夜温后光照对榕树与海桐叶片光合电子传递和吸收光能分配的影响

用叶绿素荧光技术研究了低夜温后光照对榕树与海桐叶片光合电子传递和吸收光能分配的影响.结果表明:低夜温胁迫及随后的光照导致榕树叶片质子醌(PQ)还原程度增加,光合电子传递速率受阻,引起光化学速率的降低,虽然榕树叶片能通过增强热耗散消耗部分过量光能,但其光化学能力的下降导致了光系统Ⅱ(PSⅡ)反应中心过剩激发能的增加;而低夜温后光照并未导致海桐叶片PQ还原程度增加与光合电子传递速率受阻,叶片吸收光能主要分配于光化学反应和热耗散,未引起PSⅡ反应中心的过剩激发能增加.

基于光能分配的遥感图像增强

遥感图像对比度的下降主要是由于光学系统调制传递函数(MTF)的下降导致的,MTF反映了光学系统分配光能的特性。根据图像的对比度下降原理,提出了一种基于光能分配的遥感图像增强方法,其基本过程是首先将图像低频部分的光能进行抑制,然后通过Gamma校正将减少的低频部分的光能重新分配到高频部分,得到对比度提高的增强图像。实验结果表明,该方法实现简单,且取得了较好的增强效果,适用于遥感图像的增强。

低温胁迫对茄子幼苗叶片气体交换、PSⅡ光化学效率和光能分配的影响

研究了低温胁迫对茄子幼苗叶片气体交换、PSⅡ光化学效率及光能分配的影响。结果表明,低温胁迫10 d后,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和气孔限制值(Ls)显著下降;PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、天线转化效率(Fv’/Fm’)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)均低于对照,胞间CO2浓度(Ci)、非光化学猝灭(NPQ)和PSⅡ激发能压力(1-qP)均高于对照,激发能在两个光系统间的分配不平衡性(β/α-1)增大。当光照增强时,低温胁迫下茄子幼苗叶片吸收的光能中应用于光化学反应的份额(P)显著降低,天线热耗散的份额(D)显著增加。天线热耗散是耗散过剩能量的主要途径。

淹水胁迫期猕猴桃幼苗光能分配变化规律

探讨淹水条件下,猕猴桃(Actinidia deliciosa)叶绿素荧光参数的变化动态及光能分配规律,结果表明,随着胁迫时间的延长,叶片Fo、Fo'、qN、Hd逐渐升高;Fm、Fv、Fv/Fm、Fv/Fo、Fv'/Fm'、qP、Pc、ETR逐渐降低;Ex先升后降。PSⅡ吸收光能用于天线热耗散的百分率逐渐升高,用于光化学反应的能量百分率前3 d内基本稳定,Hd∶Pc∶Ex基本稳定在35.47%∶49.41%∶15.12%,与对照无差异,之后显著降低。猕猴桃在遭受淹水胁迫时,幼苗叶片光化学效率明显降低,但在一定程度上可通过非光化学猝灭耗散能量,来保护光合机构免遭破坏。

TYLCV侵染对番茄叶绿素荧光猝灭和吸收光能分配的影响

研究了上海地区番茄黄化曲叶病毒侵染番茄后在不同时期对叶绿素荧光猝灭和吸收光能分配的影响。结果表明:病毒侵染后,叶绿素含量逐渐下降,后期虽有所提高,但一直低于健康对照;叶绿素荧光参数Fv/Fm、Fv′/Fm′、ETR、ФPSII、qP均低于对照,只有qN大于对照。与健康对照比,病毒侵染后导致了光化学反应速率的降低以及天线热耗散和反应中心过剩能量的增加。

关于日本扁柏人工林光能利用效率的研究 (Ⅱ)群落生产结构对光能分配与利用效率的影响

本文以日本扁柏人工林为研究对象,通过对间伐林分和不间伐林分的生产结构、光能分布、光合速率、枝叶生长等季节变化的观测,进而计算了光能利用效率的季节变化。通过比较研究,证明了生产结构影响光能利用效率,而密度影响群落生产结构。合理的生产结构可以使光能在群落内合理分配、各层叶的光合潜力充分发挥、提高群落的光能利用效率。为了标定林分生产结构的合理性,本文提出了相对光合时间数和相对光能利用率的概念及数学公式。绘制了生产结构与功能图。对合理的生产结构与合理密度的关系进行了论述。

外源钙对干旱胁迫下不同抗性牡丹PSⅡ功能和光能分配的影响

以抗干旱能力较强的胡红和不耐干旱的乌龙捧盛牡丹品种为试材,研究干旱胁迫及复水条件下外源CaCl_(2)对PSⅡ功能和光能分配的影响。结果表明,随干旱胁迫加剧,2种牡丹PSⅡ中心受到明显的光抑制,光合原初反应受损。与对照相比,外施CaCl_(2)显著降低了2种牡丹的叶绿素基础荧光(F_(o))、光下初始荧光(F_(o)′)和非光化学淬灭系数(q_(N));而反应中心PSⅡ潜在活性(F_(v)/F_(o))、光下最大荧光(F_(m)′)、PSⅡ实际光能转换效率(F_(v)′/F_(m)′)、最大荧光(F_(m))、光下可变荧光(F_(v)′)和叶绿素荧光光化学猝灭系数(q_(P))则显著提高。表明外施CaCl_(2)能显著提高干旱胁迫下牡丹叶片PSⅡ的潜在活性,有效缓解PSⅡ原初光能转化效率的受损程度,维持暗适应时较高状态的最大光化学效率,改善光合性能,缓解干旱逆境伤害。经CaCl_(2)调控后尤其是重度干旱胁迫时,胡红比不耐干旱的乌龙捧盛F_(o)增幅显著降低,F_(v)/F_(o)、F_(v)′/F_(m)′等增幅显著增大,q_(P)相对较高,q_(N)相对较低,仍能保持相对较强的PSⅡ功能,吸收光能量耗散损失较轻,维护光合反应中心免受破坏的能力更强。与对照相比,外施CaCl_(2)后2种牡丹叶素荧光能量分配中,非光化学能量耗散百分率(E_(x))差异不显著,天线热耗散百分率(H_(d))显著降低,光化学反应百分率(P_(c))显著增大,表明外施Ca^(2+)可显著调控牡丹叶片PSⅡ反应中心的能量分配比率,降低天线热耗散能量,增加反应中心的光化学反应百分率,有效保护牡丹叶片PSⅡ的光合机制。喷施CaCl_(2)胁迫后期及时复水能够显著提高2个牡丹品种叶片的光化学效率,改善光合性能。结论可为牡丹逆境下的栽培引种、田间管理等提供理论基础和实践依据。

塑膜保水集热对马铃薯种苗PSⅡ荧光特性和吸收光能分配的影响

为探讨寒旱区马铃薯高产高效栽培技术,以耐寒旱马铃薯品种陇薯3号和喜湿热品种LK99为材料,研究了塑膜小拱棚处理对马铃叶片叶绿素特性、PSⅡ荧光猝灭和吸收光能分配的影响。结果表明:塑膜处理后,两个马铃薯品种叶片叶绿素含量、叶绿素b/a、Fv/Fm、Fv/Fm、ΦPSⅡ、ETR、qP和Pc较对照有不同程度升高,qN和Hd降低,Ex变化不大;这种影响对喜湿热马铃薯LK99表现更突出。说明塑膜提供的高温高湿环境有利于两种生态型马铃薯试管苗移栽和光合效能的提高。

高温干旱胁迫对牡丹叶PSⅡ功能及光能分配的影响

以耐旱的“胡红”和对干旱敏感的“洛阳红”2个不同抗性的牡丹品种为试材,研究了高温干旱协同胁迫下的牡丹叶片PSII功能及光能分配特性,以期为提高干旱胁迫下的牡丹抗性提供理论依据和实践支持。结果表明:高温干旱胁迫引起了2种牡丹叶片PSⅡ初始荧光(F0)、光下叶片初始荧光(F0′)、非光化学猝灭系数(qN)、天线热耗散百分率(Hd)、反应中心非光化学耗散百分率(Ex)的增加和最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、暗适应最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光能转换效率(Fv′/Fm′)、叶绿素荧光光化学猝灭系数(qP)、表观光合电子传递速率(ETR)的降低。胁迫前4d2个牡丹品种具有一定的光合保护机制,PSⅡ叶绿素荧光能量分配与对照无显著差异,PSⅡ功能没受到影响。但6d后光合保护机制受损严重,叶绿素荧光能量分配变化显著,Hd逐渐增加第12天时“胡红”和“洛阳红”分别比对照增加118.9%、153.0%。Pc和ETR逐渐降低,第12天时“胡红”Pc、ETR和“洛阳红”Pc、ETR分别比对照降低70.7%、73.8%和84.9%、97.2%。说明进入PSⅡ反应中心的能量减少,通过天线热耗散的能量增多,PSⅡ功能受抑。胁迫中后期2个牡丹品种间叶绿素荧光能量分配差异显著,抗性较差的“洛阳红”Hd和Ex百分率高于抗性较强的“胡红”,Ex增加造成光合机构更严重的可逆失活及破坏。表明抗性较强的“胡红”比抗性较弱的“洛阳红”,遭受高温干旱胁迫时光抑制程度更低,仍能维持相对较高的PSⅡ实际光能转换效率。

水分胁迫对巨峰葡萄叶片PSⅡ光化学效率及光能分配的影响

以3年生自根‘巨峰’(Vitis vinifera‘Kyoho’)葡萄为试验材料,利用FMS-2荧光仪测定葡萄叶片的荧光指标,探讨干旱对葡萄叶片PSⅡ光化学效率以及光能分配的影响。结果表明,控水第1天,叶片过剩光能(Ex)便显著高于对照;控水第2天,叶片吸收的光能中应用于天线热耗散的份额(D)、非光化学猝灭(NPQ)显著高于对照,而用于光化学反应的份额(P)显著低于对照;控水第3天,叶片的天线转化效率(F′v/F′m)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)显著低于对照,激发能在2个光系统间的分配不平衡性(β/α-1)显著提高;控水第4天叶片的光化学猝灭系数(qP)显著低于对照;最大光化学效率(Fv/Fm)在控水4d后显著低于对照。由此可见,在干旱胁迫下,植物叶片首先通过光能的分配来缓解过剩光能对光合机构的损伤;然后通过降低对光能的吸收来进行光保护;而后期水分胁迫加重,导致PSⅡ反应中心开放程度降低,光化学反应效率降低,最终发生光抑制。