葡萄叶绿素荧光参数测量方法的优化与日变化特征分析

【目的】确定葡萄叶绿素荧光参数测量最适的暗适应时间、测量光强度,分析葡萄叶绿素荧光参数日变化特征并确定最适测量时间,提出优化测量方法的建议,为进一步研究葡萄光合特性提供理论依据,以提高研究数据的准确性和可靠性。【方法】选择阳光玫瑰葡萄和巨峰葡萄叶龄为40~50 d的健康成熟叶片,利用JIP测定(JIP-test)和主成分分析(PCA)研究葡萄叶片在不同暗适应时间(5、10、15、20、25、30、35和40 min)、不同测量光强度[500、1000、1500、2000、2500、3000和3500μmol/(m^(2)·s)]和一天中不同时间点(8:00、10:00、12:00、14:00、16:00、18:00和20:00)的快速叶绿素荧光诱导动力学(OJIP)曲线特征,分析不同测量条件对葡萄叶片叶绿素荧光参数的影响。【结果】暗适应时间和测量光强度均明显影响葡萄叶片叶绿素荧光参数,较长的暗适应时间和较高的测量光强度能获得更稳定和可靠的测量结果。OJIP曲线特征显示,在较短的暗适应时间(5~15 min)内,各暗适应时间与暗适应5 min间的特征区间(OJ相、JI相和IP相)相对可变荧光差值(ΔWOJ、ΔWJI和ΔWIP)曲线变化幅度较大,初始荧光(F_(o))、最大荧光(F_(m))和最大光化学效率(F_(v)/F_(m))等参数波动较大,当暗适应时间达30 min以上时,各参数再无显著变化(P>0.05,下同),趋于稳定。随着测量光强度的增加,F_(m)、F_(v)/F_(m)、OJIP曲线的初始斜率(M_o)和单位面积反应中心数量(RC/CSm)等参数呈上升趋势,各测量光强度与500μmol/(m^(2)·s)测量光强度间的ΔWOJ、ΔWJI和ΔWIP曲线呈正K峰、负H峰和正G峰,当光强度达3000μmol/(m^(2)·s)以上时,各参数均无显著变化。葡萄叶片的多数叶绿素荧光参数随着一天中时间点的推移而变化,光系统II(PSII)光化学效率在12:00之前较高,14:00时光化学效率下降,16:00之后PSII逐渐恢复至最佳状态。【结论】针对葡萄叶片进行OJIP曲线测定时,暗适应时间应为30 min以上,最小测量光强度为3000μmol/(m^(2)·s),测量时间宜选择在12:00之前和16:00之后,以确保结果的准确性和可靠性。

脉冲电场对金边龙舌兰光合电子传递链和释放负离子能力影响

【目的】探明脉冲电场刺激对金边龙舌兰(Agave americana var.Marginata)光合电子传递链和释放负离子能力的影响。【方法】采用0 k V(对照,CK)、5 k V(T1)和7 k V(T2)3个不同脉冲电场处理刺激金边龙舌兰,比较和分析不同刺激下金边龙舌兰的叶绿素含量、快速叶绿素荧光诱导动力曲线(Rapid Chlorophyll Fluorescence Induction Kinetics Curve,OJIP曲线)、叶绿素荧光参数和负离子释放浓度的变化情况。【结果】(1)脉冲电场技术刺激金边龙舌兰后,两处理组叶绿素含量分别增长6.30%、6.70%,两处理组与CK组之间存在显著差异;(2)两处理组OJIP曲线,偏转(I)和最高峰(P)值均高于原点(O)和拐点(J)值,I-P段的上升趋势较O-J段平缓。同时,J-band均大于0,T2处理组峰值高于T1处理组;(3)叶绿素荧光参数均呈波动的变化趋势,其中最大荧光强度(F_(m))、单位面积捕获能量(TR_(o)/CS_(o))等整体呈现上升的趋势,PSⅡ光合系统潜在活性(F_(v)/F_(o))、PSⅡ受体侧电子传递体数(S_(m))等整体呈现下降的趋势,最大光量子效率(F_(v)/F_(m))、J点相对可变荧光强度(Vj)等整体变化不大。吸收光能为基础的性能指数(PIabs)均出现减小的趋势,其中T1处理组减小18.60%,T2处理组减小14.1%。CK处理组综合性能参数(PItotal)大于T1处理组和T2处理组;(4)T1处理组,脉冲电场刺激4 h相较于脉冲刺激3 h时,NAI浓度增长87.60%。T2处理组,脉冲电场刺激4 h后,相较于脉冲刺激3 h时,NAI浓度增长62.09%,其中在脉冲1~4 h,两处理组之间、二者与CK组之间NAI释放浓度存在显著差异。【结论】脉冲电场技术对金边龙舌兰光合电子传递链产生影响,进而对其释放负离子能力等产生影响。

干旱及复水循环对苗期药用大黄叶片光合碳同化功能和光化学活性的影响

以三叶期药用大黄幼苗为材料,采用盆栽控水实验考察其在不同干旱时间(首次干旱10 d,复水后第2次干旱25 d,再复水后第3次干旱40 d)、干旱梯度(正常供水、轻度、中度、重度干旱)及复水时间(复水第1、3天)条件下的生长指标、光合气体交换参数、叶绿素荧光参数的响应特征,探讨植物在间歇性、季节性干旱带来的干湿交替土壤环境中的光合生理响应机制。结果显示,(1)干旱胁迫下,药用大黄幼苗地上部分生物量降低,根冠比显著增大,复水后生物量均有所回升。(2)叶片叶绿素含量在干旱胁迫下显著降低,复水后均有所回升,且在10 d、25 d干旱后复水产生较强的补偿效应。(3)叶片气体交换参数(Pn、Ci、Gs、Tr、CE)及光合系统性能指数(PIabs、PItotal)在干旱胁迫下显著降低;Ls在短期干旱胁迫下显著升高,而在干旱40 d先升高后下降;复水后,各指标产生与叶绿素含量相似的恢复趋势。(4)干旱胁迫下,叶片荧光参数(Fv/Fo、Fv/Fm、qP)显著降低,Q^(-)_(A)大量积累,OJIP曲线J相和I相显著升高;随着干旱时间延长,PSⅡ受到明显损害,重度干旱40 d后叶片NPQ几近于0;短期干旱后复水,大部分荧光参数能恢复至对照水平,干旱40 d后复水,大部分荧光参数、OJIP曲线J相和I相等无法恢复到对照水平。研究发现,药用大黄叶片在干旱胁迫下能通过热耗散等光保护机制来抵御胁迫带来的光伤害,但随着干旱胁迫加剧及干旱时长延长,光系统电子传递速率受到严重抑制,光保护机制失效,反应中心失活;大黄叶片光合和荧光参数在短期干旱后复水能迅速恢复,并表现出补偿效应;部分生理指标在二次干旱25 d时表现出比初次干旱10 d更强的抗旱性和复水后的恢复能力,而长期且重度干旱会严重破坏叶片的光合器官,产生极强的光抑制和生长抑制使植株在复水后也不能完全恢复正常的生理功能;适当的苗期干旱锻炼能够增强药用大黄叶片光合作用和PSⅡ功能,提高其抗旱性。

不同调亏灌溉处理对高产矮秆小麦光合性能的影响

【目的】探明不同调亏灌溉处理对高产矮秆小麦光合性能的影响。【方法】基于盆栽试验,以百农207(BN207)、百农307(BN307)以及百农607(BN607)高产矮秆小麦为供试材料,以充分灌溉为对照(CK),设置3个中度调亏灌溉处理,分别为:苗期—越冬期、拔节期—抽穗期、扬花期—灌浆中期进行中度调亏灌溉(W1);苗期—越冬期、扬花期—灌浆中期进行中度调亏灌溉(W2);苗期—越冬期、拔节期—抽穗期进行中度调亏灌溉(W3)。分析不同处理下小麦产量、叶片光合速率(Pn)及叶绿素荧光动力学参数的差异。【结果】与CK相比,3个小麦品种在W3处理下的产量、生物量、叶片叶绿素相对量(SPAD)及光化学活性均显著提升。在同一调亏灌溉处理下,不同品种间的光合性能存在差异。BN207品种在长期调亏灌溉下具有抵御光合电子传递限制的能力,BN607在生长前期进行适度的调亏灌溉更有利于增强其生长后期对水分亏缺的适应能力,BN307在苗期—越冬期和拔节期—抽穗期进行中度调亏灌溉有利于提升Pn。【结论】在苗期—越冬期、拔节期—抽穗期进行中度调亏灌溉有利于提升小麦产量与光合性能。

遮荫对‘保佳红’桃树叶片快速叶绿素荧光诱导动力学曲线的影响

以3年生桃品种‘保佳红’为试材,于不同生育时期采用人工遮阴的方法,在叶片生长的不同时期分别设置100%(CK)、80%、60%、40%和20%自然光照的5个光照强度处理,利用快速叶绿素荧光诱导动力学曲线分析技术,研究了不同光强对桃树叶片快速叶绿素荧光诱导动力学曲线及其参数的影响。结果表明:(1)桃树各生长时期的叶片最大荧光值均随着光照强度的减弱而依次升高。(2)在PSⅡ能量分配比率方面,遮阴下的叶片提高了用于电子传递的量子比率(φEo),降低了用于热耗散的的量子比率(φDo)。(3)在PSⅡ反应中心活性方面,遮阴使得单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)、捕获的光能(TRo/RC)、用于传递电子的能量(ETo/RC)和用于热耗散的能量(DIo/RC)均下降。(4)各时期不同光强处理的最大光化学效率Fv/Fm均在中午时段出现下降,且光照强度越大,降幅越大,说明桃叶在中午会出现强光抑制。研究认为:在遮阴条件下,桃叶天线色素吸收和捕获的光能减少,PSⅡ反应中心活性降低,但其可以通过增加能量在电子传递方面的分配比率来提高对光能的利用。

模拟酸雨处理后番茄叶片叶绿素含量及叶绿素荧光参数的动态变化

以番茄品种‘倍盈’(Lycopersicon esculentum‘Beiying’)幼苗为研究材料,对pH 5.6(CK)、pH 3.5和pH 3.0模拟酸雨处理结束后0~20 d叶片的叶绿素含量、OJIP曲线和叶绿素荧光参数的动态变化进行了比较和分析。结果表明:在模拟酸雨处理结束后0~20 d,随时间延长,各叶绿素含量相关指标以及各叶绿素荧光参数均呈波动的变化趋势,其中,叶绿素荧光参数Fo、Vj、Mo、φDo、ABS/RC、TRo/RC、DIo/RC、TRo/CSo、DIo/CSo和RC/CSo值整体呈下降的趋势,Fv/Fo、Sm、ψo、φEo、ETo/RC、ETo/CSo值整体呈上升的趋势。在模拟酸雨处理结束后0~20d,2个模拟酸雨处理组的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量以及pH 3.0模拟酸雨处理组的叶绿素a含量与叶绿素b含量的比值(Chla/Chlb)总体上低于CK组,其中,叶绿素b含量以及Chla/Chlb值在各组间均无显著差异;在pH 3.5模拟酸雨处理结束后5~20 d,叶绿素a和总叶绿素含量与CK组均无显著差异;而在pH 3.0模拟酸雨处理结束后0~20 d,叶绿素a和总叶绿素含量均显著低于CK组。在模拟酸雨处理结束后0 d,2个模拟酸雨处理组OJIP曲线的O和J值均高于CK组,P值则低于CK组,且曲线形状与CK组差异明显;但随时间延长,2个模拟酸雨处理组OJIP曲线的O和J值呈下降趋势,而I和P值则呈上升趋势,曲线形状与CK组趋同。与CK组相比,pH 3.0模拟酸雨处理结束后0 d,叶片Fm、Fv/Fo、Fv/Fm、Sm、ψo、φEo、ETo/RC和ETo/CSo值显著下降,Fo、Vj、Mo、φDo、ABS/RC、DIo/RC和DIo/CSo值显著上升,但pH 3.5模拟酸雨处理后叶片的大多数叶绿素荧光参数与CK组无显著差异。总体上看,在pH 3.5模拟酸雨处理结束后20 d,叶绿素含量基本恢复至CK组水平,且叶绿素荧光参数也在处理结束后0 d基本恢复至CK组水平;而在pH 3.0模拟酸雨处理结束后20 d,叶绿素含量未能恢复至CK组水平,且叶绿素荧光参数在处理结束后5~10 d逐渐恢复至CK组水平。综合分析结果表明:经模拟酸雨处理后,番茄叶片叶绿素a含量降低,OJIP曲线形状改变,PSⅡ反应中心受损,导致大多数叶绿素荧光参数发生改变,从而对光合系统产生影响;且随模拟酸雨pH值的降低,对叶绿素含量及叶绿素荧光参数的影响效应增大。

利用叶绿素荧光技术分析2个草莓品种的低温适应性

利用快速叶绿素荧光诱导动力学曲线分析技术及JIP-test分析,研究了4℃低温胁迫1、2、4、6 d对一季草莓‘红颜’和四季草莓‘圣安德瑞斯’光系统Ⅱ的影响,结合相对电导率和叶绿素含量分析2个草莓品种的低温适应性。结果表明:胁迫条件下K相可变荧光占F_(J)-F_(o)振幅的比例(W_(k))无显著增加,PSII放氧复合体未受到伤害;但随低温胁迫时间延长2个草莓品种最大光化学效率(F_(v)/F_(m))及性能指数(PI_(abs))降低,发生光抑制;同时用于电子传递到Q^(-)_(A)以下的效率(ψ_(o))和电子传递的量子比率(φ_(Eo))也在降低;反应中心的数量(RC/CS_(o)),反应中心吸收、捕获的能量(ABS/RC、TR_(o)/RC)随胁迫时间延长大致呈增加趋势,但低于各自对照;‘圣安德瑞斯’虽在胁迫后期反应中心吸收的光能(ABS/RC)较‘红颜’多,但没有更多用于推动电子传递(ET_(o)/RC),而是通过热耗散(DI_(o)/RC)减轻对植株的伤害,相反‘红颜’反应中心数量增加后吸收的能量多用于推动电子传递;4℃低温下,2个草莓品种质膜透性相对稳定;与各自对照相比,‘红颜’叶片的各参数在低温胁迫后变化幅度缓于‘圣安德瑞斯’。快速叶绿素荧光动力学参数、相对电导率和叶绿素含量的比较结果显示,‘红颜’对低温的适应性优于‘圣安德瑞斯’。

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A lternanthera 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。

基于快速叶绿素荧光诱导动力学分析逆境对PSⅡ影响的研究进展

介绍了快速叶绿素荧光诱导动力学的含义及叶绿素荧光诱导动力学曲线(O-J-I-P曲线)各荧光参数和意义。在此基础上,从重金属胁迫、温度胁迫、光胁迫、盐胁迫和干旱胁迫几个方面概述了O-J-I-P曲线在分析逆境对PSⅡ供体侧、受体侧及反应中心的影响的研究进展中的应用现状,认为快速叶绿素荧光诱导动力学及分析技术(JIP-test)可在无损伤的情况下分析逆境胁迫对PSⅡ的损害程度;并且随着光合理论的发展及快速叶绿素荧光诱导动力学分析技术的日趋完善,其不仅能应用于分析逆境对光系统响应机制的研究,也将在评价环境污染、抗逆境植被的筛选、光合机理的研究、植物逆境光系统分子机制研究和植物病理学等研究领域得到越来越广泛的应用。

微量元素锰对底栖甲藻热带库里亚藻(Coolia tropicalis)生长及叶绿素荧光特性的影响

以热带库里亚藻(Coolia tropicalis)为研究对象,在不同锰浓度(0、1、5、10、50μmol·L^–1)的人工海水培养15d,利用叶绿素荧光动力学技术研究了其生长和光合作用对不同锰环境的响应。结果表明:1)比生长速率(μ)和最大相对电子传递速率(rETRmax)与锰浓度均呈指数关系且对锰胁迫具有相同程度的响应;2)锰浓度至少大于1μmol·L^–1才能维持热带库里亚藻正常的光合作用活性,当锰浓度低于该浓度时,光合作用活性(Fv/Fm)在6d后开始下降,而单位反应中心吸收光能(ABS/RC)和热能耗散(DI0/RC)升高;两个反应中心之间的电子传递(φE0)及生长并未受影响,表明此阶段锰缺乏只影响活性光反应中心数量并提高热耗散途径;当锰缺乏延长至15d时,胁迫作用显现(F0上升)并且电子传递(φE0)和生长受到抑制,这阶段锰缺乏使光反应中心关闭且电子传递受阻;3)锰缺乏的修复损伤比(r/k)并未降低,表明锰缺乏并未影响热带库里亚藻的光保护能力。

稀土元素对毛竹叶绿素荧光特性的影响

本文研究稀土元素对毛竹叶绿素荧光特性的影响,结果表明硝酸稀土浓度对毛竹叶绿素荧光参数Fj、Fv/Fo的影响较大,硝酸稀土施肥方式对毛竹叶绿素荧光参数Fi、Fv和Fm的影响较大,硝酸稀土用量对毛竹叶绿素荧光参数的影响较小,但对Fo、Fj、Fi、Fv和Fm的变化量的影响较大。试验中各因素对叶绿素荧光参数指标的影响差异均不显著,但处理1和处理2的Fv/Fm,Fv/Fo值均高于其他处理,表明它们能够把光能有效地转化为生长所需的化学能的能力高于其它处理。毛竹叶绿素OJIP曲线显示各处理施肥前后在O点的差异并不大,从J点处(2 ms)开始出现差异,至P点处差异较大。

微囊藻生长及光合系统Ⅱ对重金属镉的响应

近年来,随着工农业及采矿业的迅速发展,重金属对水体环境的污染已经成为了全球性的环境问题。镉是生物有机体的非必需元素,在环境中以自由离子和配合物的形式存在,且易被浮游生物吸收。被吸收后的镉一部分随着浮游生物的死亡而进入沉积物,另一部分则随着食物链进行传递,最后被人体吸收,从而对人体产生毒害作用,因此被认为是最典型的一种重金属污染物。研究表明镉能够抑制植物的生长,破坏叶绿素的合成,损害放氧复合体（OEC）锰稳定蛋白（MSP）的结构,或取代放氧复合体中的Ca2＋和叶绿素a的Mg2＋等。

田间密植诱导抽穗期玉米叶片衰老时的光合作用机制

为理解田间密植是否诱导抽穗期玉米叶片衰老以及衰老叶片的光合作用规律和机制,本研究以玉米"先玉335"为材料研究了抽穗期栽培密度对穗位叶和穗下第4叶的光环境、比叶重、氮素含量、叶绿素含量、气体交换以及叶绿素荧光诱导动力学的影响。结果表明,随着密度的增加玉米冠层内的光强大幅降低,尤其穗下第4叶;穗位叶和穗下第4叶的比叶重降低。同时,穗位叶和穗下第4叶的氮素含量和叶绿素含量均随栽培密度增加而下降。不同栽培密度下穗位叶荧光诱导动力学曲线(OJIP)未发生明显改变,而高密度下穗下第4叶OJIP的J和I相的相对荧光产量较低密度有提高趋势。高密度下,穗位叶和穗下第4叶叶片的光合速率、气孔导度和蒸腾速率均降低;不过,穗位叶胞间CO2浓度降低,穗下第4叶胞间CO2浓度增加。我们认为,田间密植条件下异质性光环境可以迅速诱导抽穗期玉米冠层下部叶片(如穗下第4叶)衰老;该过程中,光合作用的限制因素不是光能吸收和电子传递,而可能是碳同化。

氮磷配施对小麦生长、叶片叶绿素含量及叶绿素荧光特性的影响

为了研究不同氮磷配施浓度对小麦叶片叶绿素含量及叶绿素荧光特征的影响,从而筛选出本试验条件下小麦生长的最佳氮磷配施量,本试验以小麦"九麦2号"为材料,设定5个氮磷配施梯度处理[T1(施用N 0 kg/hm^2、P 0 kg/hm^2)、T2(N 45、P 45)、T3(N 90、P 90)、T4(N 135、P 135)、T5(N 180、P 180)],测定小麦拔节期叶片生长、叶绿素含量、叶绿素荧光参数和快速荧光诱导动力学曲线(OJIP曲线)。结果表明:叶片比叶面积(SLA)和相对含水量(RWC)以T3处理最高;叶片叶绿素含量以T2、T3处理下较高;Fo(初始荧光)以T5下最大;Fm(最大荧光)以T4最大;Fv/Fm(最大光化学效率)与PIabs(光化学性能指数)均以T3最大;T3处理下OJIP曲线在从J点到I点之间的PSⅡ反应中心捕获能量中电子传递比例最高;T2和T3处理下ΦEo(量子产额)、ψo(电子传递效率)较大;DIo/RC以T3最低;T3处理下的水分利用效率(WUE)最高。相关分析结果表明:WUE与SLA存在极显著的正相关关系,与PIabs存在显著正相关关系;SLA与PIabs、总叶绿素含量呈显著正相关;RWC与PIabs、总叶绿素含量呈极显著正相关;PIabs与叶绿素总含量呈极显著正相关;DIo/RC与SLA、WUE、RWC、总叶绿素含量、PIabs均呈显著负相关。因此,在5个处理中,以T3的效果最佳。

低温胁迫对切花菊叶片光化学反应参数的影响

以切花菊品种‘白乒乓’为材料,设置16、4、-4℃共3个处理温度,处理时间为12 h,对光系统叶绿素荧光参数进行测定,研究不同温度下切花菊叶片光化学反应的变化。结果表明,与16℃相比,在4℃和-4℃条件下,叶片初始荧光(Fo)分别降低了9. 7%和51. 5%,单位面积有活性反应中心数量(RC/CSo)降低了15. 4%和86. 6%,快速荧光动力学(OJIP)曲线、光系统Ⅰ(Photosystem Ⅰ,PSI)活性(MR/MRo)曲线和其他光化学反应参数均变化显著。切花菊叶片在低温胁迫下捕光色素降解,光系统Ⅱ(Photosystem Ⅱ,PSII)反应中心开放程度降低,部分反应中心失活,PSI反应中心活性降低,-4℃处理对切花菊叶片PSI造成了严重的伤害,植株整体光合活性降低。

外源24-表油菜素内酯对低温胁迫下棉花幼苗光合生理的影响

【目的】研究外源24-表油菜素内酯(24-Epibrassinolide,EBR)对低温胁迫下棉花幼苗光合生理的影响,为EBR作为生长调节剂提高棉花耐冷能力提供依据。【方法】以中棉所60、鲁棉研28和泗棉3号为试验材料,在中棉所试验农场东场(河南省安阳县)进行大田试验,棉花苗期第一次低温来临前叶面喷施蒸馏水(CK)和不同浓度的EBR(0.1 mg·L^(-1)和0.2 mg·L^(-1)),3 d后测定叶片的相对电导率、叶绿素含量和快速叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP曲线)及荧光参数。【结果】低温胁迫下,中棉所60、鲁棉研28和泗棉3号喷施EBR后相对电导率较对照下降17.7%~32.8%,中棉所60和鲁棉研28不同浓度EBR处理没有显著差异,但泗棉3号0.2 mg·L^(-1)EBR处理较0.1 mg·L^(-1)EBR处理叶片相对电导率显著降低;棉花叶片喷施EBR后叶绿素a和叶绿素b含量较对照分别提高9.7%~32.6%和15.0%~18.9%,光系统Ⅱ(PhotosystemⅡ,PSⅡ)最大光化学效率(FV/FM)和基于吸收光能的性能指数(PIABS,Performance index on absorption basis)显著提高,其中中棉所60在0.1 mg·L^(-1)EBR处理后PIABS提高幅度最大为75.6%,鲁棉研28和泗棉3号喷施0.2 mg·L^(-1)EBR后PIABS增加幅度最大,分别提高101.1%和265.6%,单位受光面积吸收的光能(ABS/CSm)、单位有活性反应中心将电子传递到电子传递链QA下游其他电子受体的能量(ETo/RC)和将电子传递到QA下游电子受体的概率(φEo)显著提高。【结论】外源EBR可以降低低温胁迫下棉花幼苗的相对电导率,通过提高叶片光能捕获能力、光合电子传递能力和叶绿素含量缓解低温对棉花光合作用的抑制,其中中棉所60喷施0.1 mg·L^(-1)EBR处理效果较好,鲁棉研28和泗棉3号喷施0.2 mg·L^(-1)处理效果较好。

NaCl胁迫对不同耐盐性粳稻种质幼苗叶绿素荧光特性的影响

【目的】叶绿素荧光可反映盐胁迫下植物光合机构防御机制的受害程度和抗逆性。通过分析盐胁迫对不同耐盐性粳稻种质叶绿素荧光特性的影响,揭示其诱导动力学特征,初步阐明叶绿素荧光相关基因调控粳稻种质苗期耐盐性的机制,为耐盐水稻品种筛选和培育提供理论依据。【方法】以8份耐盐、8份盐敏感粳稻种质为试验材料,于苗期在水培条件下分别测定两组种质0 mmol·L^(-1)和125 mmol·L^(-1) NaCl胁迫3 d、6 d的叶片叶绿素荧光参数。通过主成分分析筛选关键指标,利用隶属函数和标准差系数赋予权重法综合评价各种质资源耐盐性,获得典型耐(敏)盐种质开展叶绿素荧光相关基因OsHCF222和OsABCI7的表达特异性分析。【结果】与对照(CK,0 mmol·L^(-1) NaCl 3 d、6 d)相比,盐胁迫(125 mmol·L^(-1) NaCl 3 d、6 d)可显著降低粳稻种质的最大荧光产量(F_(m))、原初光能转化效率(F_(v)/F_(m))。与CK相比,耐盐种质的非光化学荧光淬灭系数(NPQ)和可变荧光的非光化学猝灭系数(qN)在盐胁迫3 d时显著降低,初始荧光产量(Fo)在盐胁迫6 d显著升高;盐敏感种质的光化学淬灭系数(qP)和qN在盐胁迫3 d时显著降低,实际光化学量子产量(Y)、NPQ、表观光合电子传递速率(ETR)在盐胁迫3 d、6 d时极显著降低。盐胁迫下F_(m)、F_(v)/F_(m)、Y、NPQ和ETR与耐盐级别(STS)均呈极显著正相关,且在耐、敏盐种质间差异显著。通过主成分分析将8个叶绿素荧光参数转换为2个主成分,累积贡献率88.018%;结合各因子载荷大小筛选出F_(m)、F_(v)/F_(m)、Y、NPQ和ETR 5个关键指标,可将16份粳稻种质明确划分为耐盐组和盐敏感组两类。以两个主成分的隶属函数结合权重处理并累加计算盐胁迫下叶绿素荧光特性综合评价值D(DCF),并依此获得16份粳稻种质排名。采用Kinetic模式测定盐胁迫和正常生长(CK)条件下耐盐种质Cigalon、Bertone和盐敏感种质新竹8号、幸实的叶绿素荧光诱导动力学曲线。在CK条件下,4份粳稻种质表现为相似的曲线形状,斜率较大,P峰出现时间基本相同;盐胁迫下,随着盐胁迫时间的延长,盐敏感种质的P峰迅速降低,M峰和曲线斜率逐渐变小;耐盐种质仍维持较高的P峰,M峰和曲线斜率与CK相比无明显变化。通过对综合排名第1的耐盐种质Cigalon和排名第16的盐敏感种质幸实NaCl胁迫不同时间叶绿素荧光相关基因OsHCF222和OsABCI7的qPCR分析,结合叶绿素含量、耐盐相关叶绿素荧光参数的动态变化和相关分析,初步明确了OsHCF222和OsABCI7的差异表达与粳稻种质苗期耐盐性的关系。【结论】不同耐盐性粳稻种质的叶绿素荧光参数对盐胁迫的响应不尽相同,F_(m)、F_(v)/F_(m)、Y、NPQ和ETR与水稻苗期耐盐性密切相关;OsHCF222和OsABCI7的表达量直接影响了粳稻种质苗期耐盐性;在耐盐粳稻中,NPQ和F_(v)/F_(m)起关键作用,F_(m)可能在调节盐敏感粳稻耐盐性中发挥重要作用。

施氮对小麦生长、生理及叶绿素荧光响应的影响

探究在不同施氮水平下,施氮量对小麦生长、生理以及叶绿素荧光特征的影响,以小麦品种“九麦2号”为试验材料,设置N0(0 kg·hm^(-2))、N45(45 kg·hm^(-2))、N90(90 kg·hm^(-2))、N135(135 kg·hm^(-2))、N180(180 kg·hm^(-2))五个施氮水平,分别测定小麦拔节期生长指标(比叶面积)、生理指标(丙二醛、水势、可溶性蛋白、可溶性糖、叶绿素含量)、叶绿素荧光参数以及快速荧光诱导动力学曲线(OJIP曲线)。结果表明在五种不同施氮梯度处理下,N135处理下小麦的叶重(LW)、叶长(LL)、比叶面积(SLA)值为最大,长势最好;叶绿素含量(Chla、Chlb、Chlab)在N135处理下达到最大值,并存在显著性差异(F11.69、10.67、11.59,%P%<0.01)。不同处理下的PSⅡ反应中心活性(ABS/RC、TRo/RC、ETO/RC、DIo/RC)在N135处理下存在最大值;OJIP曲线和光响应曲线(LC)在N135梯度处理下显著高于其他处理;相关分析结果表明叶绿素荧光参数ETo/RC、PIABS与生长特性SLA呈现极显著正相关,叶片丙二醛(MDA)与ETo/RC呈极显著负相关。因此在五个处理中以N135处理效果最佳。

基于JavaScript的叶绿素荧光信号特征点自动定位软件设计

几乎所有光合作用过程都可通过叶绿素荧光反映出来,叶绿素荧光动力学技术已经成为研究植物生理最广泛的技术之一,本软件分析叶绿素荧光参数,辅助研究光合作用过程中光系统II对光能的吸收、传递、耗散、分配等过程。程序从excel表中批量读取叶绿素荧光仪测量得到的数据,在网页中运用JavaScript语言编程,自动绘制OJIP曲线,以及相应的OJIP曲率曲线、一阶导数曲线、二阶导数曲线。用户能在交互式OJIP曲线上设定区间,根据设定算法,自动定位符合条件的I点与J点,手工调整与优化特征点位置,将定位的特征点结果作为文件导出并保存,使叶绿素荧光信号研究更加方便快捷。

胡杨(Populus euphratica)异形叶叶绿素荧光动力学

荒漠地区的胡杨(Populus euphratica)叶片为多态形,呈现出由披针形叶到锯齿卵圆形叶的规律性变化。为了研究胡杨异形叶的电子传递和光能吸收、分配和耗散对额济纳荒漠地区的适应特征,分别连续测定了生长季内胡杨两种典型叶片(披针形叶和锯齿卵圆形叶)的叶绿素荧光诱导动力学曲线。结果表明:(1)锯齿卵圆形叶的光系统Ⅱ(PSⅡ)原初光能转换效率(Fv/Fm)和PSⅡ的潜在活性(Fv/Fo)、光能利用参数(PI)高于披针形叶,QA的积累量(Vj)、QA还原的相对速率(Mo)小于披针形叶;(2)锯齿卵圆形叶的反应中心密度(RC/CSo)、单位横截面积上电子传递能量(ETo/CSo)高于披针形叶,单位横截面积上耗散的能量(DIo/CSo)以及单位反应中心上的能量流参数(ABS/RC、ETo/RC、TRo/RC、DIo/RC)低于披针形叶;(3)锯齿卵圆形叶用于光化学反应和电子传递的能量比例(ΦPo、Ψo、ΦEo)大于披针形叶,非光化学猝灭的最大量子产额(ΦDo)小于披针形叶。这说明,胡杨锯齿卵圆形叶相对披针形叶具有更有效的能量分配策略,对极端环境条件的适应性更强。