茄子光系统Ⅱ的热胁迫特性

以耐热性较弱的黑贝一号圆茄和耐热性较强的黑贝二号圆茄为试材,热胁迫处理后采用植物效率仪PEA进行快速叶绿素荧光诱导曲线及其参数测定.结果表明:当温度高于40℃,PSⅡ结构受热胁迫影响较为敏感,表现为初始荧光Fo缓慢上升;PSⅡ原初光化学效率Fv/Fm和ΔF/Fm′大幅度下降,且黑贝二号Fv/Fm的半衰时间T50和ΔF/Fm′的半衰温度t50分别大于黑贝一号.较高的热胁迫剂量(48℃处理5min或44℃处理20～30min)下,快速荧光诱导动力学曲线呈现OKJIP型,在700μs处出现与放氧复合体失活有关的K相.黑贝一号在44℃下处理20min才有K相出现,黑贝二号则晚10min出现.与35℃相比,在48℃,特别是在52℃的较高剂量热胁迫下,Strasser能量流动模型参数中的DIo/RC有大幅度地增加,体现了热耗散对PSⅡ的较强保护能力.随着热胁迫温度的升高和热胁迫时间的延长,两品种的无活性中心Fvi/Fv显著增加.

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。

温度对银杏光系统Ⅱ光抑制的影响

以银杏叶片为试材,在不同温度下采用连续激发式植物效率仪PEA测试强光照射对快速叶绿素荧光诱导动力学参数的影响,利用CIRAS-2型便携式光合系统进行光合光转化效率LCE的光强响应测试。结果表明:银杏光抑制不仅呈现光强剂量效应,而且呈现温度剂量效应。当光强超过约1000μmol·m-2s-1时银杏LCE最低,为较严重的光抑制过程。在25℃常温下超过1000μmol·m-2s-1光强照射20min时银杏Fv/Fm下降加快;15℃以下低温和35℃以上高温均会使Fv/Fm进一步降低;而且热胁迫比冷胁迫的光抑制程度更大,因为25～45℃下Fv/Fm的直线回归斜率/kheat/比5～20℃的/kchilling/增大了15.4%。5～10℃的低温强光引起银杏叶片热耗散DIo/RC略微增加,而35℃以上高温强光会导致热耗散DIo/RC剧增。冷胁迫会降低PSⅡ反应中心数目,但是热胁迫会使之降低更多。冷热胁迫下强光引起的光抑制(Fv/Fm)与PSⅡ反应中心数目RC/CSo或RC/ABS与之间高度正相关。因此,PSⅡ的异质性即PSⅡ反应中心的可逆失活是冷热胁迫下光合机构发生光抑制的保护机制。

水稻低叶绿素b突变体光系统Ⅱ的热稳定性

通过测定不同温度处理后水稻低叶绿素b突变体及其野生型(镇恢249)叶绿素荧光参数和快速荧光诱导动力学曲线的变化,研究了低叶绿素b对突变体光系统Ⅱ热稳定性的影响。结果表明,突变体荧光参数Fo快速升高的温度拐点(43℃)比野生型(46℃)低3℃。升温到40℃以上,两者多相荧光曲线开始出现明显的K点,说明高温伤害了放氧复合体(OEC),且突变体受伤害的程度大于野生型。同时,高温引发PSⅡ反应中心失活。总之,低叶绿素b突变体对高温更敏感,PSⅡ捕光色素蛋白复合体(LHCⅡ)中叶绿素b减少可能降低了PSⅡ结构与功能的热稳定性。

土壤相对含水量对不同茬口番茄叶片PSⅡ光化学活性和光能分配影响

为探明不同茬口番茄光合特性对土壤水分响应机制,采用盆栽方式研究50%、65%和80%土壤水分处理对冬春两茬番茄叶片PSⅡ光化学活性和光能分配的影响。结果表明,随着土壤相对含水量减少,春茬番茄叶片的叶绿素含量下降,电解质渗透率增加,叶片最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、电子传递速率(ETR)、光化学猝灭系数(q P)和吸收光能用于进行光化学反应份额(P)降低,非光化学猝灭(NPQ)、双光系统间激发能分配不平衡偏离系数(β/α-1)、天线热耗散份额(D)和非光化学猝灭量子产量[Y(NO)]显著升高,表明叶片用于PSⅡ反应中心的光化学活性降低,用于非化学反应的能量增加,叶片发生光抑制和光损伤程度增加,且与水分亏缺程度呈显著正相关,春茬番茄以80%土壤含水量表现较好。冬茬番茄以50%水分处理的F_v/F_m、ΦPSⅡ、ETR、q P和P较低,但生长中后期时,65%水分处理的F_v/F_m、ΦPSⅡ、ETR、q P和P却显著高于80%处理,与充足供水相比,轻度水分胁迫下的番茄叶片的光抑制发生程度较轻。综上可知,春茬番茄以80%水分处理的叶片光化学活性较高,而冬茬番茄以65%水分处理表现较好。本研究结果为不同茬口番茄生产的合理灌溉提供了理论依据。

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。

干旱胁迫对双季超级晚稻PSⅡ的影响

利用OS30P+叶绿素荧光仪测定不同干旱胁迫持续天数的双季超级晚稻叶片叶绿素荧光参数,以研究干旱胁迫对晚稻叶片PSⅡ的影响。结果表明:干旱胁迫15 d对超级晚稻的快速叶绿素荧光诱导参数影响不显著;干旱胁迫20 d后,超级晚稻的DI_0/RC和ψ_O显著增加,φ_(PO)、RC/CS和VJ显著降低;干旱胁迫30 d后,超级晚稻的ABS/RC、TR_0/RC、DI_0/RC和VJ都显著增加,φ_(PO)、ψ_O和φ_(EO)显著降低。说明干旱胁迫处理20 d后开始显著影响超级晚稻的PSⅡ。

西葫芦光系统Ⅱ耐热性研究

选取耐热性不同的两个西葫芦品种明珠特早(不耐热)、绿波(耐热),采用PEA荧光仪进行快速叶绿素荧光诱导曲线及其参数的测定。当温度在36～40℃时,两个品种的叶绿素荧光参数变化不明显。当温度高于44℃后,随着温度的增加,Fo缓慢上升,Fm、Fv和Fv/Fm大幅度下降,且明珠特早的变化幅度大于绿波。明珠特早在44℃水浴15 min时荧光动力学曲线在0.8 ms处出现K峰,呈现O-K-J-I-P五峰型上升趋势,绿波晚出现10 min。明珠特早在48℃水浴2 min后出现K峰,绿波则在48℃水浴6 min后出现K峰。随着热胁温度的升高,RC/CSo与Fvi/Fv的变化趋势恰好相反。

不同温度和胁迫时长下蓝云杉的光合响应

[目的]全球气候持续变暖将不利于蓝云杉生长,研究蓝云杉在高温胁迫下的生长、光合响应机制,为蓝云杉引种栽培提供参考。[方法]以五年生蓝云杉苗为试验材料,设定45、50、55℃3种温度,处理6 h;其中45℃处理还有12、18、和24 h不同时长,常温(25℃)作为对照。研究处理后、恢复7和28 d的生长表型、针叶含水量和叶绿素荧光参数,分析高温、胁迫时长对蓝云杉生长和光合作用的影响。[结果]45℃处理6 h蓝云杉基本可以恢复正常生长,而50℃和55℃处理的蓝云杉整株针叶都变黄,干枯掉落,伴随着相对含水量的降低,且光系统Ⅰ(PSⅠ)有效量子产量实际光化学效率(Y(Ⅰ))、PSⅠ相对电子传递速率(ETR(Ⅰ))、由供体侧限制引起的PSI处非光化学能量耗散的量子产量(Y(ND))、受体侧非光化学能量耗散产生的量子产量(Y(NA))、光系统Ⅱ(PSⅡ)有效量子产量实际光化学效率(Y(Ⅱ))、PSⅡ相对电子传递速率(ETR(Ⅱ))、PSⅡ的最大光化学效率(F_(v)/F_(m))和用于电子传递的量子产额(φE_(o))均显著低于45℃处理和对照。尽管45℃处理6、12、18、24 h后从表型上看不出蓝云杉的形态发生明显变化,但是恢复期发现12、18 h针叶继续失水、变黄,24 h处理整株针叶都变黄,基本干枯掉落,针叶相对含水量降至最低。恢复28 d时,18、24 h的荧光参数φE_(o)几乎为0,电子传递受到了抑制。[结论]胁迫时长为6 h,蓝云杉可以耐45℃高温处理,不耐50、55℃高温。45℃高温处理时长超过12 h苗木失水严重,针叶干枯,对光合特性产生了显著影响,难恢复正常生长。

牛心朴子叶绿素荧光参数日变化及其与气象因子的关系

通过测定不同气象条件下牛心朴子(Cynanchum komarovii)叶绿素荧光参数日变化,研究了空气湿度、气温、太阳辐射3个气象因子对其光抑制的影响,结果表明:光抑制受空气湿度和气温的影响较大,当空气湿度低,气温变化大时,空气湿度和气温就成为加速光抑制的主要气候因子;而当空气湿度大,气温变化缓慢时,太阳辐射就成为光抑制的主要气候因子。持续晴天时,光合量子产额随太阳辐射的增强下降极显著,而雨后晴天则变化不显著,说明空气湿度的提高,有利于PSⅡ电子传递速率的提高,为光合碳同化提供更充足的ATP和NADPH。

少免耕模式对冬小麦生育后期光合特性的影响

小麦开花后光合性能对产量具有十分重要的作用。为了研究少免耕耕作体系对冬小麦光合作用的影响,采用了4种土壤耕作模式(常规耕作秸秆还田、旋耕秸秆还田、缺口圆盘耙耕秸秆还田、免耕秸秆覆盖)在山东龙口进行了田间试验,测定了小麦开花后旗叶的光合参数、荧光动力学参数和叶绿素含量的变化。结果表明:开花后常规耕作模式的光合速率(Pn)高于旋耕还田和耙耕还田两种少耕模式,但两种少耕模式特别是耙耕还田模式的旗叶叶片衰老晚于常规还田模式,在籽粒灌浆末期仍然保持较高的叶绿素含量、最大光化学效率(F v/Fm)、实际光化学效率(ΦP SⅡ)、光化学猝灭系数(qP),叶片有效光合时间和光合功能持续期长,有利于籽粒的充实。研究表明旋耕还田模式和耙耕还田模式可以在该地区应用,而免耕覆盖模式则不适宜。

干旱胁迫对百脉根叶绿素荧光特性的影响

以8个百脉根种质为材料,采用盆栽连续干旱法测定干旱胁迫不同时间各百脉根种质的叶绿素荧光参数,探讨百脉根对干旱胁迫的适应机制和抗旱性差异。研究结果表明,干旱胁迫对叶绿素荧光参数的影响非常显著(P<0.05)。随着干旱胁迫天数的增加,叶片PSⅡ的潜在活性、最大光化学效率、实际光量子产量和光化学猝灭系数等荧光参数均呈下降趋势,而叶片非光化学荧光猝灭系数则呈现先升高后降低(B01、B02和B12)或呈一直升高(B04、B05、B08、B03和B18)的变化趋势。干旱胁迫下,种质B04、B05和B08的光合机构受破坏轻,初步评定其抗旱能力较强;其次为B03和B18;B01、B02和B12的光合机构受破坏重,初步评定其抗旱性较差。

CO_2浓度升高对龙血树和春羽生长及光合生理的影响

采用开顶式气室(OTC)控制模拟环境,研究了二氧化碳(CO2)浓度升高对龙血树和春羽叶片光合生理及叶绿素荧光参数的影响。结果表明:(1)随着CO2浓度增加,龙血树和春羽幼苗叶面积和株高均呈显著增加趋势。(2)龙血树和春羽幼苗叶片净光合速率随着CO2浓度的升高均呈先增加后降低的趋势,而同期蒸腾速率和气孔导度显著降低。(3)随着CO2浓度的增加,龙血树和春羽幼苗叶片最大光量子产量、实际光能转化效率均呈先升后降的趋势,而同期非光化学猝灭系数呈先降低后升高的趋势;光化学猝灭系数总体上也呈先升高后降低的趋势,但差异不显著。研究表明,一定时间的高浓度CO2处理提高了龙血树和春羽的净光合速率,促进了植物的生长,但随着处理时间的延长,这种促进作用逐渐降低进而消失,并以春羽幼苗表现得更突出;即高浓度CO2可能破坏了龙血树及春羽生长后期光系统Ⅱ反应中心结构,导致叶片光合能力降低。

土壤水分对新疆加工番茄叶绿素荧光参数日变化的影响

在新疆气候生态条件下,以加工番茄(Lycopersicon esculentumMill)为材料,研究土壤水分对加工番茄叶片叶绿素荧光参数日变化的影响。结果表明,最大荧光(Fm),可变荧光(Fv),最大光化学效率(Fv/Fm),PSⅡ的潜在活性(Fv/Fo)日变化均呈高-低-高的变化趋势,固定荧光(Fo)和表观光合电子传递速率(ETR)日变化均呈低-高-低的变化趋势,其中Fm,Fv,Fv/Fo,Fv/Fm在16:00时降到最低,Fo在16:00时达到最高,ETR在13:00时达到最高。随着土壤水分的降低,Fm,Fv,Fv/Fo,Fv/Fm降低,Fo和ETR增加,表明水分胁迫使加工番茄叶片光系统Ⅱ受到伤害,光系统Ⅱ原初光能转换效率、光系统Ⅱ潜在活性受到抑制。

不同浓度的硝酸盐对淹水条件下甜樱桃叶绿素荧光的影响

以美早/Colt为试材,研究了NO3-对淹水条件下甜樱桃叶绿素荧光的影响。结果表明:甜樱桃各处理的光系统II(PSII)原初光能转化效率(Fv/Fm)、光系统活性(Fv/Fo)和光化学猝灭系数(qP)在淹水过程中出现降低-增加-降低的趋势;NO3-处理在淹水第2天开始能减缓Fv/Fm、Fv/Fo和qP下降趋势;NO3-处理的非光化学猝灭系数(qN)在淹水期间都高于对照。表明淹水过程中NO3-一方面提高了光能转换效率和PSII的潜在活性,另一方面增强了过剩光能的非光化学耗散,有利于保护光合机构免受环境胁迫的破坏。

莠去津土壤残留对4种蔬菜生长及叶绿素荧光参数的影响

为了明确莠去津土壤残留对后茬蔬菜的影响,在室内采用毒土添加法研究了莠去津不同土壤残留量对黄瓜、豇豆、辣椒和菜薹光合作用和幼苗生长的影响。结果表明:莠去津土壤残留量为0.21、1.84、0.24、0.11 mg·kg^(-1)时,导致黄瓜、豇豆、辣椒和菜薹叶片PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)下降10%;4种蔬菜分别在接近此有效成分剂量时(黄瓜0.2mg·kg^(-1)、豇豆2 mg·kg^(-1)、辣椒0.2 mg·kg^(-1)、菜薹0.1 mg·kg^(-1)),电子传递速率(ETRⅡ)显著下降,且单株鲜质量抑制率达到50%;4种蔬菜对莠去津土壤残留的敏感性顺序为:菜薹>黄瓜>辣椒>豇豆;Fv/Fm可作为早期预知轮作蔬菜是否受到莠去津残留潜在药害的指标,Fv/Fm的ID_(10)为轮作蔬菜是否受药害的临界值。

9个枸杞品种叶光合气体交换参数与果实品质的对比分析

【目的】结合枸杞栽培品种之间光合参数和叶绿素荧光参数的差异性分析,对比研究了9个枸杞栽培品种间光合气体交换参数和内在品质差异。【方法】在田间试验条件下,试验采用随机区组设计,分别于7、8月晴天上午9:30-11:30之间测定光合及荧光指标,研究分析各供试品种间枸杞的内在品质,并分析其差异。【结果】以宁杞3号Pn、WUE、WUEi、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)都显著高于其他8个供试品种,揭示了宁杞3号的光合能力和水分利用效率最强;并且进一步得出宁杞3号的多糖、总糖、黄酮、甜菜碱、类胡萝卜素含量都居于首位,其中甜菜碱的含量显著高于其他供试品种。其次为扁果枸杞、宁杞1号、宁杞4号、7号,再次为宁杞5号、0901、蒙杞1号,0702的光能利用率和果实品质较弱。【结论】结合各品种的光合气体交换参数及叶绿素荧光参数,进行不同枸杞栽培品种间的品质对比分析,得出宁杞3号、宁杞1号、宁杞4号、宁杞7号、扁果枸杞,这5个栽培品种非常适宜大面积推广种植;宁杞5号、0901可以作为辅助品种适当发展;而蒙杞1号、0702这2个品种不适宜发展种植。

干旱胁迫对高粱叶绿素荧光参数的影响

探讨干旱胁迫对高粱叶绿素荧光参数、光合速率和气体交换参数的影响,以便更好地了解高粱抗旱生理机制。以4个不同抗旱性高粱品种为材料,在盆栽条件下,分别在拔节期、开花期和灌浆期进行干旱胁迫,以正常灌水为对照,胁迫7d后测定高粱叶片叶绿素各荧光参数。结果表明:干旱胁迫下,高粱叶片最大光合效率(F_v/F_m)、实际光合效率(Φ_(PSⅡ))和光化学淬灭系数(qL)在不同生育时期均呈下降趋势,其中吉杂127降低幅度最大,在拔节期分别比对照降低了11.49%、16.09%和20.23%,而初始荧光(F_o)和非光化学淬灭系数(NPQ)则呈升高趋势,叶片光系统(PSⅡ)反应中心遭到破坏,原初光能转化效率降低。但与干旱敏感型品种(锦杂103和吉杂127)相比,抗旱型品种(吉杂305和锦杂106)表现出较高的Φ_(PSⅡ)和较大的相对电子传递速率(rETR),具有较强的光能转化能力。因此,干旱胁迫下,具有较高的实际光合效率和较大的相对电子传递速率是高粱品种抗旱性的重要生理特性。

高羊茅种质光合及叶绿素荧光参数对高温胁迫的响应

以21千高羊茅(Festuca arundinacea)种质为试材,在室内模拟35℃和45℃高温胁迫,测定了各高羊茅种质光合和叶绿素荧光参数,探讨高羊茅对高温胁迫的光合适应机制,并利用隶属函数法综合评价种质间耐热性强弱。研究结果表明,高温胁迫对光合参数和叶绿素荧光参数的影响非常显著(P<0.05)。随着高温胁迫强度的增加,各高羊茅种质的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光量子产量(Yield)和光化学猝灭系数(gP)等参数均呈下降趋势;而叶片非光化学荧光猝灭系数(NPQ)则呈现先升高后降低的变化趋势。利用隶属函数法综合3个温度梯度下21个高羊茅种质的综合耐热D值,可以推测出各种质耐热性顺序为:Ⅲ-7>Ⅲ-3>Ⅱ-11>I-17>工-7>工-4>Ⅳ-3>Ⅳ-2>水城>Ⅱ-13>Ⅱ-10>工-12>Ⅳ-l>Ⅳ-5>Ⅱ-3>黔草1号>Ⅲ-8>Ⅲ-11>Ⅳ-4>工-20>Ⅱ-15。

土壤水分对玉米叶绿素荧光指标的影响研究

作物水分亏缺敏感指标的确定是实现作物精准灌溉的基础。在防雨棚内膜下滴灌条件下通过小区试验观测最大荧光Fm、PSⅡ潜在活性Fv/F0、PSⅡ光化学效率Fv/Fm,探究玉米叶绿素荧光指标对土壤水分亏缺的敏感性。结果表明:1在玉米抽雄期,当土壤水分达到85%田间持水量时,玉米3个叶绿素荧光指标均达到最高;且叶绿素荧光指标与土壤水分的典型相关系数为0.832,为极显著。其中PSⅡ光化学效率Fv/Fm对土壤水分变化表现为最敏感;2在玉米灌浆期,当土壤水分达到80%田间持水量时,玉米3个叶绿素荧光指标均达到最高;且各叶绿素荧光指标均高于抽雄期,典型相关系数为0.893,为极显著。其中PSⅡ潜在活性Fv/F0对土壤水分变化表现为最敏感。可见,叶绿素荧光参数对于土壤水分变化反应敏感,很好地反映了玉米的水分亏缺状态,可作为指导玉米田间精准灌溉的指标。