秦岭华中五味子生境特征及光适应性分析

为阐明秦岭华中五味子的天然生境特征及其对不同光照条件的响应规律,本研究应用群落数量分析方法对华中五味子天然群落进行了聚类和排序,测算了华中五味子的生态位宽度及其与主要灌木物种的生态位重叠程度,并测定了在不同光照条件下叶片的快速叶绿素荧光诱导曲线。结果表明,华中五味子在秦岭山区的生境可被聚为4类:北亚热带针叶林;暖温带针阔混交林;暖温带落叶阔叶混交林;常绿、落叶阔叶混交林。在4种生境的灌木层中,华中五味子重要值排位均在前20%,属于林下灌木的主要物种之一。对7种环境因子进行过前向选择和Mente Carlo检验,最终筛选出郁闭度和坡位2种生态因子,总共提取了79%的环境信息量。在各种生境中,华中五味子生态位宽度较宽,与林下其它灌木的生态位重叠度较大,表明其与林下灌木物种间存在较强的种间竞争。在无遮荫的全光照条件下,植株比叶面积(SLA)降低,PSⅡ最大光化学量子产量下降,叶绿素荧光快速动力学曲线(OJIP)中出现明显K点,均表明强光照使叶片的光合效率受到抑制,并可能影响到植株的能量分配模式。华中五味子4种自然生境均为林下环境,过强的光照会导致其光合效率下降,建议在人工生态栽培时应尽量模拟其自然生境,提供适当遮荫。

不同光照强度对濒危植物丹霞梧桐的生长及光适应研究

为探讨濒危植物丹霞梧桐Firmiana danxiaensis对不同光照强度的适应机制,以半年生幼苗为对象,在不同光照强度(CK、L1、L2、L3,即遮荫度分别为0%、25%、50%和75%)下,比较其生长和光响应曲线。结果表明:随着遮荫强度的增大,丹霞梧桐苗高、地径的净生长量和总生物量呈先上升后下降趋势,比叶重呈下降趋势,但比叶面积呈上升趋。其生长量、生物量均以L1处理最高,苗高、地径净生长量和总生物量分别为28.94 cm、0.99 mm和25.16 g·株^(^(-1))。随着光合有效辐射的增大,其净光合速率增长幅度表现为CK>L1>L2>L3;在全光照条件下,丹霞梧桐具有较高的最大净光合速率(16.12 mmol·m^(^(-2))·s^(-1))、光饱和点(24.33μmol·m^(-2)·s^(-1))和暗呼吸速率(1.41μmol·m^(-2)·s^(-1))。PCA分析结果表明,不同光照强度对丹霞梧桐生长及光合参数呈显著相关性。在光照胁迫处理下,丹霞梧桐通过提高总生物量、增加比叶面积,降低根冠比和比叶重来提高其生长,以及适应特定的光环境,表明该物种的生长受光环境因子影响大。

不同高产水稻品种叶片的荧光参数的日变化和光适应特性的关系

以籼型杂交稻汕优 6 3,中粳 95 16 ,亚种间两系杂交稻培矮 6 4 S/ E32 ,培矮 6 4 S/ 9311和 X0 7S/紫恢 10 0 ,以及三系杂交稻冈优 881为材料 ,测定其在孕穗期连体倒二叶片的荧光参数的日变化 ,并鉴定其耐光氧化和耐荫特性。结果表明 :6个水稻品种叶片的原初光化学效率 (Fv/ Fm ) ,实际光化学量子产量 (Φ PS )和通过 PS 的电子传递速率(ETR)的日变化与光强有关。在强光下 ,PS 功能下调 ,中午有明显的光抑制。适应强光的品种 ,光抑制较轻 ;遮荫处理后叶片的荧光参数下降较多 ,适应低光强的品种降幅较少。亚种间杂交稻培矮 6 4 S/ E32在自然条件下和遮荫后的植株叶片的荧光参数的日变化的数值接近 ,是既耐荫又耐光氧化 (适应广幅光强 )的类型。统计分析表明 :ETR和 Fv/Fm是与水稻产量稳定密切相关的生理指标。

暗适应和光适应时三疣梭子蟹光感受器超微结构的比较

用透射电镜研究了暗适应和光适应的三疣梭子蟹(Portunustritubereulatus)光感受器的超微结构.结果显示出暗适应时,感杆束的直径大,微绒毛整齐,膜下潴泡囊的体积较小,线粒体、内质网等细胞器较多,色素颗粒位于细胞各处.在光适应时,感杆束的直径小,微绒毛凌乱,膜下潴泡囊的体积较大,板膜体、多囊体、溶酶体等细胞器较多,色素颗粒位于细胞远端接近细胞核层面;另外,微绒毛基部的胞饮泡数量、递质样颗粒以及其他细胞器的分布,暗适应和光适应的光感受器也有着较明显的差异.

不同光适应的中华绒螯蟹光感受器超微结构在昼夜中的变化

用透射电镜研究了一昼夜不同时间中光适应和暗适应的中华绒螯蟹光感受器的超微结构．结果显示出在感杆束的直径，膜下潴泡囊的体积、微纤毛基部的胞饮泡数量、色素样颗粒的位置以及有无脂滴、板膜体和溶酶体等细胞器方面，光适应和暗适应的光感受器有着明显的差异．在同一种适应状态中，中午和夜晚时的小网膜感杆束的体积较小，相应的细胞结构如胞质中的空泡、板膜体等与黎明和傍晚时的结构相比变化较大．虽然光感受器处于一个稳定的适应状态，但是在一昼夜中光感受器有着自己的节律变化．

毛棉杜鹃幼苗的光适应性研究

毛棉杜鹃是我国观赏价值较高的观花树木,在我国南部天然林中广泛分布,但极少在城市园林中应用。应用盆栽试验方法比较研究了毛棉杜鹃幼苗在全光照、半光照(50%全光照)和低光照(25%全光照)下生长表现和生理生态特性。结果表明:(1)毛棉杜鹃幼苗的高生长在全光照条件下较快,但冠幅生长以半光照条件较快,弱光会抑制幼苗的高生长和冠幅生长,导致其比叶面积和根冠比增大。(2)在夏季强光下毛棉杜鹃的幼芽和叶片易受灼伤,苗木的净光合速率、最小初始荧光(Fo)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)也明显受抑。(3)毛棉杜鹃幼苗对弱光有一定的适应能力,遮荫条件有利于其叶绿素含量的增加,并通过最大光学效率(Fv/Fm)、潜在光化学效率(Fv/Fo)和光补偿点的调节提高其光能利用效率。

三角褐指藻对光适应过程的研究

采用14C示踪法,叶绿素法和细胞计数法,于实验室条件下研究了三角褐指藻的光响应曲线,以及三角褐指藻光适应的动力学过程。结果表明,在温度为20.5℃时,三角褐指藻的最大同化系数为4.76h-1,光响应曲线初始斜率为0.027·h-1·(μmol·m2·s-1)-1。在光照条件为12HL:12HD条件下,三角褐指藻光适应过程一级速度常数为8.9×102·h-1。

细胞内外钙离子浓度对鲎腹神经感光器光适应的影响

用细胞内记录的方法研究了由微弱持续光刺激（６×１０６～９×１０６光子／ｃｍ２，１０ｓ）引起鲎（Ｌｉｍｕｌｕｓｐｏｌｙｐｈｅｍｕｓ）腹神经感光器膜电流的变化———光碰击。结果表明，在生理盐水（１０ｍｍｏｌ／ＬＣａ２＋）中光碰击的平均面积为（３９５±１７６）ｐＣ，微弱光适应（记录前２５ｓ加１次光闪，９×１０９光子／ｃｍ２）使得光碰击的面积下降至（１０５±２２９）ｐＣ（ｎ＝４）。在低钙溶液（０２５ｍｍｏｌ／ＬＣａ２＋）中，光适应的作用没有减弱，这次光闪使得平均的光碰击面积从（９２±１８７）ｐＣ下降到（２９±３０４）ｐＣ。为了消耗细胞内储存的钙离子，在低钙溶液中对感光器进行几次强光刺激（６４×１０１４光子／ｃｍ２），这时由２５ｓ前光闪引起的光适应现象减弱，光碰击的平均面积从（８１±１２９）ｐＣ降到（４１±３７４）ｐＣ。把１２ｍｍｏｌ／ＬＥＧＴＡ注入到浸浴在生理盐水中的感光器后，２５ｓ前光闪造成的光适应现象消失。实验结果说明，光刺激使得钙离子从存储器中释放出来，造成细胞内钙离子浓度上升，决定了感光器的光适应程度。

Bio-Argo浮标观测贫营养水体浮游植物的光适应特性

本文通过4台Bio-Argo浮标在全球三个贫营养海区(南、北太平洋副热带海区、西北地中海)的观测数据,研究了叶绿素a浓度([Chla])和光束衰减系数(cp(660))的季节变化、两者的比值随光照的变化。研究表明,在南、北太平洋副热带海区,表层[Chla]与cp在季节上存在显著的非耦合性,[Chla]冬高夏低,cp几乎不存在季节变化;在西北地中海,[Chla]与cp在季节上存在一定程度的共变特征。整体而言,[Chla]与cp的比值体现了浮游植物的光适应性,随生长光照的增高而降低。浮游植物的光适应性也存在明显的海区差异,通过两种回归模型,本文建立了三个海区的光适应方程,分析表明,造成这种海区差异的原因在于:除光照的限制外,浮游植物还受温度和营养盐的限制,回归系数C表征了温度与营养盐限制在季节上变化的程度,变化程度越小,C越接近于3。

德国南部落叶阔叶林下常见植物的光适应性研究——以德国Kraichtal地区落叶阔叶林为例

通过在 13个样地中测定林下相对照度和多个植物物种的盖度指标 ,建立了林下相对照度与林下植物盖度变化的相关关系 ,对德国南部落叶阔叶林下 12种植物的光适应性进行了分析。结合植物的生态因子指示值和种在群落中的恒有度等生态指标 ,探讨了林下植物群落地位的形成原因。结果表明 :1)在散射光条件下进行森林群落中的光照分布特征测定 ,能够降低光斑造成的干扰 ,获得相对稳定的光分布 ;2 )在被研究的 12个物种中 ,有 9种植物在林下的分布与光照条件相关显著 ,其中 7种植物的盖度与相对照度之间具有正相关关系 ,2种植物具有负相关关系。其余 3种植物的盖度与相对照度之间无显著的线性相关 ;3)与光指示值相比 ,盖度与照度之间关系的定量分析能够更清楚地反映林下植物的光适应性 ,揭示植物的光生态幅特征 ;4)光适应性直接影响着林下植物的种间关系 ,也影响着物种的群落地位和作用。光生态幅广的植物 ,在群落中具有较强的适应能力 ,因此能够在多种群落类型中出现 ,表现出较高的恒有度值。

毛白杜鹃‘紫萼’的光适应性及最适光强的研究

从形态、生理角度研究了杭州园林中应用最广泛的杜鹃‘紫萼’(Rhododendron mucronatum cv Plenum)的光适应性和最适光强生境。结果表明:随着叶片遮荫程度的增加,杜鹃的叶面积和叶绿素含量增加;光补偿点、光饱和点及暗呼吸强度下降,说明杜鹃对弱光生境有一定的适应性。另一方面,随着相对光强的增加,叶片厚度,比叶重以及栅栏组织、海绵组织厚度及其比值,可溶性蛋白质及净光合速率增加,表现出对阳生生境更好的适应性。在生境65％全光照时,植株在形态,解剖及生理上均处于最佳状态。因此,65％全光照的生境是毛鹃‘紫萼’的最佳光生境。

黑视蛋白在家禽光适应性调节中的作用

对外界光照变化的适应对生命来说至关重要。黑视蛋白作为一种感光色素,在家禽视网膜、松果体和视交叉上核均有表达,除了参与机体感光、非视觉成像、光信号传导、褪黑激素分泌、昼夜节律、睡眠调节之外,黑视蛋白在机体组织内的适应性表达也在动物生命活动中起着重要的作用。本文简述了黑视蛋白在以上光适应性调节中的作用及有关研究进展,以期为黑视蛋白在国内家禽中的广泛研究和应用提供参考。

多甲藻对不同光照强度的反应:色素沉着及暗光适应的可能性(英文)

在ＨＰＬＣ色素分析的基础上，研究了多甲藻对不同光照强度（１６．６—２５０μ·Ｅｍ－２ｓ－１） 的反应。类胡萝卡素中最重要的多甲藻素和硅甲藻黄素占叶黄素总量的９０％。随光照强度的 逐步增加，多甲藻细胞中叶绿素ａ含量呈现明显的下降趋势。结果表明硅甲藻黄素和β胡萝卜 素具有光保护作用：１）当多甲藻暴露于较强光下时，硅甲藻黄素／叶绿素ａ之比呈现出明显增 加的趋势。β胡萝卜素／叶绿素ａ之比也显现出明显的增加趋势。２）β胡萝卜素／叶绿素ａ之比 在有光条件下比在完全黑暗条件下要高；３）硅甲藻黄素／叶绿素ａ之比在高辐照度、低辐照 度，及由高到低、由低到高辐照度处理时，显示出组间差异。由此可推出色素代谢可能的途径 及其湖沼学意义。

四种水生植物在室内环境下光适应性的研究

通过对四种水生植物碗莲(品种:玫红重台Nelumbonuciferacv.RoseRedDuplicate)、梭鱼草(PontederiacordataL.)、泽泻(AlismaorientleJuzepcz.)、南美天胡荽(HydrocotylevulgarisL.)在6种不同光照环境下处理40d,利用LI-6400便携式光合测定系统和Varian公司生产的Cary50型分光光度计分别测定其在不同光环境下的光合作用和叶绿素含量,得出了其光合速率日变化、光补偿点、光饱和点、最大净光合速率。结果表明:南美天胡荽适宜的光照范围在20￣400umol﹒m-2s﹒-1之间,具有喜阴性,适宜摆放在室内较荫蔽的环境;梭鱼草适宜的光照范围在500umol﹒m-2s﹒-1以上,最具喜阳性,应摆在室内光照条件最好的环境中,且直射光时间大于2小时;碗莲和泽泻的各项指标比较接近,适宜的光照范围在200umol﹒m-2s﹒-1以上,表现出较高的喜阳性,可以摆在室内具有直射光且时间大于1.5小时的环境中。

植物的光适应与捕光调节机制研究取得重要突破

在国家重点研发计划“蛋白质机器与生命过程调控”重点专项的支持下,“光合作用重要蛋白质机器的结构、功能与调控”和“蛋白质机器的高分辨率冷冻电镜前沿技术及应用”项目联合攻关,取得突破进展,发现了植物的光适应与捕光调节新机制。

四种热带雨林树种幼苗比叶重,光合特性和暗呼吸对生长光环境的适应

雾凉季研究了西双版纳热带雨林 4种植物幼苗对生长光环境的适应 ,其中两个树种幼苗喜光 (团花树和滇南插柚紫 ) ,两个树种幼苗耐荫 (滇南红厚壳和玉蕊 )。发现弱光环境中生长的 4种植物比叶重、光合能力、光饱和点、光补偿点、暗呼吸速率、叶绿素 a/b比较低 ,叶绿素含量较高。玉蕊和滇南红厚壳幼苗的光合能力和呼吸速率低于团花树和滇南插柚紫。团花树和滇南插柚紫的比叶重和光合作用的可塑性大于玉蕊和滇南红厚壳。高光强下生长的团花树和滇南插柚紫增加叶氮分配给羧化酶的比例 ,减少分配给叶绿素的比例。滇南红厚壳和玉蕊适应弱光环境的能力略强于团花树和滇南插柚紫 ,但适应强光的能力较差。研究结果支持树种的生理生态特性决定了其演替状况和生境选择的假说。单位干重叶的光合能力和呼吸速率并未表现出利于光适应的可塑性 ,表明 4种植物生理适应能力较差。形态学上的适应在 4种热带雨林树种幼苗光适应方面起到了重要的作用 。

水稻对高低光强适应的品种间差异

为阐明水稻对高、低光强的适应性,比较了不同品种光系统和光合酶的活性,结果表明:与不耐高光强的品种相比,适应广幅光强的品种在强光条件下,PSⅡ活性、光合速率下降幅度较小,而PSⅠ、碳酸酐酶(CA)、超氧歧化酶(SOD)活性增加,因此叶片受光氧化伤害较轻。在遮荫条件(1,5自然光)下生长,与不耐荫品种相比,适应广幅光强品种RuBPc活性和光合速率及每株干重下降幅度较小。看来,在强光下具有稳定的PSⅡ活性和低光(遮阴14天)下具有稳定的RuBPc活性可能是一个品种适应广幅光强的一个重要特征。

热带雨林蒲桃属3个树种的幼苗光合作用对生长光强的适应

测定了生长于 3种光强下 (10 0 %、4 2 %和 14 %自然光强 )热带雨林演替早期 (思茅蒲桃Syzygiumlatilim bum)、中期 (乌墨S .cumini)和后期 (阔叶蒲桃S .szemaoense)出现的蒲桃属 (Syzygium) 3个树种幼苗叶片气体交换参数和叶绿素荧光参数的日变化、比叶重和叶绿素含量。发现演替早期树种光合能力和光合可塑性最大、中期树种次之 ,后期树种光合能力最弱且在强光下受到显著抑制。但是 ,生长在强光下 ,3个树种均未发生长期光抑制和光破坏。随生长光强增加 ,3个树种热耗散速率都升高。不过在强光下 ,中期和后期树种通过热耗散消耗的过剩光能较多 ,通过叶黄素循环的热耗散可能对于这两个树种在强光下避免光合机构的光破坏起到了重要作用。 14 %光强下 ,3个树种最大净光合速率、光合作用的光饱和点、光补偿点、暗呼吸速率、比叶重降低 ,叶片单位干重叶绿素含量提高 ,对低光环境有了较好的形态学和生理学适应。但是 ,在 4 %光强下思茅蒲桃和乌墨幼苗全部死亡 ,只有阔叶蒲桃幼苗仍能存活 ,说明阔叶蒲桃幼苗适应弱光环境的能力高于思茅蒲桃和乌墨 。

四种热带雨林树种光合和形态解剖特征对不同生长光强的适应

研究了西双版纳热带雨林2种喜光树种中平树(Macarangadenticulata)、倒樱木(Paravallarismacrophylla)和2种耐荫树种云南肉豆蔻(Myristicayunnanensis)、金丝李(Garciniapaucinervis)幼苗叶片光合和形态解剖特征对3种不同生长光强(5%、25%和50%相对光强)的适应。研究结果表明,与强光下相比,弱光下生长的4种植物最大净光合速率、光饱和点、光补偿点、暗呼吸速率、叶绿素a/b、叶片和栅栏组织厚度、气孔密度和比叶重都降低,而海绵组织/栅栏组织和叶绿素含量升高。在相同光强下,与2种耐荫树种相比,2种喜光树种有较大的最大净光合速率、暗呼吸速率、气孔密度和较低的叶绿素含量。在不同光强下,4种植物均表现出了对光适应有利的生理和形态解剖可塑性,而喜光树种比耐荫树种有较大的生理和形态可塑性,表明喜光树种具有比耐荫树种对强光有更强的适应能力。4种植物的生理指标的可塑性均大于叶片解剖结构的可塑性。

人工群落中苗期紫茎泽兰的化感作用和对光环境的适应

在有、无活性炭的条件下分别构建紫茎泽兰(Ageratina adenophora)与4种受体植物———飞机草(Chromolaena odorata)、鬼针草(Bidens pilosa)、胜红蓟(Ageratum conyzoides)和兰花菊三七(Gynurasp.)混种的人工群落,研究了群落中紫茎泽兰的化感作用和对群落光环境的适应,探讨了化感作用和光适应特性与其入侵性的关系。结果表明,活性炭处理对4种受体植物的生长、生理特性影响不显著,说明苗期紫茎泽兰化感作用不明显,推测入侵初期化感作用不是紫茎泽兰排挤本地种的主要原因。4种受体植物可以通过化感作用对紫茎泽兰产生某些影响,但群落的光环境对其影响更大。紫茎泽兰能很好地适应群落中不同的光环境。苗期紫茎泽兰处于群落下层,叶片受光指数低,此时它能长期忍耐并缓慢生长;随着叶片受光指数的升高,其最大净光合速率、超氧化物歧化酶活性、叶绿素a/b比、总生物量、总叶面积、地茎、叶片数和分支数升高,比叶面积和比茎长降低,这有利于它维持叶片能量平衡并导致对邻近植物的严重遮荫。紫茎泽兰强的光适应能力、强光下对其它物种的遮荫效应与其入侵性密切相关。