不同施氮量对杂交酸模叶片光合电子流分配的影响

研究了不同施氮量对高蛋白含量植物杂交酸模(Rumex patientiaxR.tianschanicus)叶片中总光合电子流和分配在碳同化、光呼吸、Mehler反应以及氮代谢上的光合电子流的影响,并研究了不同施氮量对硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)的活性、叶片的蛋白质含量及叶绿素含量的影响。结果表明随着施氮量的增加,硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶的活性都显著提高,同时更多的光合电子流分配到氮代谢和光呼吸。氮代谢所需光合电子流约占总光合电子流的15%～21%。缺氮并没有造成光合电子流向Mehler反应分配的增加。

水稻剑叶生长过程中光合电子流传递分配及其与光合作用的关系

以气体交换和叶绿素荧光测定相结合的方法研究了水稻剑叶生长过程中光合电子传递分配以及与光合速率和叶绿素含量之间的关系。两种高产水稻品种‘培矮 6 4S/E3 2’和‘特三矮 2号’的剑叶总的光合电子流JF 和净光合速率Pn在移栽后 5 0～ 70d较高而相对稳定 ,在 80d后急剧下降。参与碳还原的非环式光合电子流Jc的降低比JF 和Pn早。JF 与Jc和光合速率与叶绿素含量之间存在正相关性。非环式光合电子传递分配于光呼吸的电子流的比例Jo/JF 在 5 0～ 70d和 80d后约有 3 5 %～ 5 0

基于光合电子流的超级早稻光合特性研究

为了更好地揭示植物捕光色素分子内禀参数对超级早稻光合电子流的影响,探究超级早稻的光合特性差异及其产生的原因,本试验采用LI-6400XT便携式光合测定系统测量了不同超级早稻品种的电子传递速率对光的响应曲线,并利用光合电子流对光响应模型进行了拟合。结果表明,光合电子流对光响应模型在超级早稻上的拟合效果好,计算得到的最大电子传递速率和饱和光强与实测值高度符合。超级早稻品种的最大电子传递速率(ETRmax)和大部分品种的饱和光强(PARsat)显著高于金优402(CK),这与超级早稻捕光色素分子处于最低激发态的最小平均寿命(τmin)较短、本征光能吸收截面(σik)较大有关。此外,随着光强的增加,超级早稻捕光色素分子的有效光能吸收截面(σ′ik)下降缓慢,处于最低激发态的捕光色素分子数(Nk)增长速度较慢,这些都有利于超级早稻对光能的吸收和利用。本研究有助于进一步了解超级稻生长伏势的光合特性,为杂交稻超高产育种提供理论基础。

光合电子流对光响应的机理模型及其应用

光合电子流对光响应的机理可以揭示植物光合电子流与光强、植物捕光色素分子物理特性之间的关系。该文讨论了光合电子流对光响应的机理模型的特性以及捕光色素分子的物理性质,并利用此模型拟合了山莴苣(Lagedium sibiricum)、一年蓬(Erigeron annuus)和紫菀(Aster tataricus)的光合电子流对光响应的曲线。由此模型不仅可以得到植物的最大光合电子流、饱和光强、初始斜率等参数,还可以获得捕光色素分子有效光能吸收截面和处于最低激发态的捕光色素分子数对光的响应关系。结果表明:随光强的增加,山莴苣的捕光色素分子的有效光能吸收截面下降最快,紫苑的下降速度最慢;山莴苣处于最低激发态的捕光色素分子数增长速度最快,紫苑的增长速度最小。捕光色素分子的有效光能吸收截面随光强增加而下降、处于最低激发态的捕光色素分子数随光强增加而增加的特性将减少其光能的吸收和激子的传递,因而有利于减少强光对植物产生的光伤害。

桑树叶片光合环式电子流和抗氧化酶活性对干旱的响应

以生长在由草炭土和蛭石(V(草炭土)∶V(蛭石)=2∶1)均匀混合的培养基质中高50 cm左右的桑树(Morus alba L.)为供试植株,以土壤田间持水量(40±5)%的含水量为干旱处理,以土壤田间持水量(80±5)%的含水量为对照。利用多功能植物效率分析仪和脉冲调制式荧光仪联合的方法测定了不同处理的桑树叶片环式电子流,结合经典方法测定叶片在干旱胁迫下生理指标和净光合速率等指标的变化,分析干旱对桑树叶片净光合速率、光合色素质量分数、丙二醛质量摩尔浓度、相对电导率、保护酶活性、环式电子流的影响。结果表明:干旱处理的桑树叶片净光合速率显著降低,比正常浇水(对照)降低了57.4%;叶片相对电导率、丙二醛质量摩尔浓度,分别增加了56.8%、65.2%。干旱处理的桑树叶片光合色素质量分数降低,其中叶绿素a和b质量分数比对照分别降低了57.4%和53.7%,类胡萝卜素质量分数比对照降低了35.4%。干旱处理的桑树叶片超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性显著增强,分别比对照高56.6%、56.0%、49.7%。桑树叶片质子梯度调节蛋白(PGR5)和还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸脱氢酶复合物(NDH)复合体介导的两种环式电子流,分别比对照提高了51.1%和23.5%。说明干旱胁迫下的桑树,除了以经典的抗氧化酶活性提高抗旱性之外,光合环式电子流在提高桑树抗旱性、保护光合机构方面也非常重要。

富氢水对草莓生长发育及光合作用的影响

[目的]本文旨在探究富氢水对草莓(Fragaria×ananassa Duch.)生长和光合作用的调控及其作用机制,为富氢水在农业生产中的应用提供依据。[方法]用富氢水(hydrogen-rich water,HRW)灌溉草莓,测定草莓生长、光合气体交换和光合效率等参数。以地表水灌溉为对照。[结果]HRW处理后草莓叶面积增加,叶片干重、鲜重分别增加57.7%和60.4%,相对生长率和净同化率分别增加50.0%和59.9%,表明HRW对草莓生长有明显促进作用。HRW处理后叶绿素a含量增加14.4%、叶绿素b含量无明显变化,叶片净光合速率提高22.3%,叶片可溶性糖、葡萄糖和蔗糖含量显著增加。HRW处理后,经过PSⅡ的电子传递速率增加但不显著,而光合系统Ⅱ非调节性能量耗散的量子产量Y(NO)的显著降低表明草莓叶片光合机构保护调节能力提高;经过PSⅠ的电子传递速率及有效光化学量子产量Y(Ⅰ)显著增加,暗示PSⅠ环式电子流的提高。进一步分析发现跨膜质子梯度(ΔpH)显著高于对照,占跨膜质子动力势的主要部分,ATP含量较对照增加43.9%,验证环式电子流增加的结果。[结论]富氢水通过增强环式光合电子流促进草莓叶片的光合作用和生长。

LED光源红蓝光配比对生菜光合作用及能量利用效率的影响

为了提高植物光能及电能利用效率,降低植物工厂光源的投入产出比,该文从不同红蓝光配比(R/B)对生菜光合作用影响机理入手,分析不同R/B对生菜光能及电能利用效率的影响。以荧光灯处理(FL)作为对照,通过设置不同红蓝光配比(R/B)共7个处理进行试验,测定不同R/B下生菜的Ru Bis Co羧化速率和氧化速率、光合电子流分配以及叶氮分配。结果表明:1)当R/B≥8时,增大蓝光比例显著降低了总电子传递速率向参与光呼吸的光合电子流的分配,促进了叶氮向羧化系统和生物能学系统中的投入,提高了叶片的光合作用;2)当R/B≤8时,生菜电能利用效率(electric-energy use efficiency,EUE)和光能利用效率(light use efficiency,LUE)随着R/B增加而显著增大,R/B≥8处理间EUE无显著性差异,但R/B=12处理下LUE较R/B=8处理高12.5%。综上所述,在光强为200μmol/(m2·s)的红蓝LED植物工厂中,R/B为8是影响生菜光合作用、光能及电能利用效率的转折点;为保证生菜高效生产,以红蓝光配比不小于8为宜。