外源施硒对绿竹生长、光合作用以及硒含量的影响

【目的】为提高绿竹笋的硒含量并改善其品质提供参考。【方法】结合盆栽试验和田间试验,盆栽试验以2年生绿竹盆栽苗为试验材料,田间试验以成林绿竹为试验材料,研究外源施硒对绿竹生长、光合作用和硒含量的影响。用亚硒酸钠(Na_(2)SeO_(3))配制成不同质量浓度(0、100、200、300和400 mg/L)的硒溶液,以叶面喷施方式对绿竹进行喷施处理,盆栽试验每株喷施100 mL(以叶面形成均匀水滴但不滴落为准),田间试验每个处理喷施20 L溶液(为避免不同浓度溶液的交互影响,喷施时由低浓度到高浓度喷施)。测定绿竹生长、光合色素含量以及硒含量指标,探讨不同浓度硒处理对绿竹生长及硒富集的影响。【结果】经100、200和300 mg/L质量浓度硒处理后,绿竹的株高、基径、叶长和叶宽均有不同程度的提高。不同浓度硒处理对绿竹叶片光合色素含量和抗氧化酶活性也有一定程度的影响,主要表现为低促高抑。盆栽试验和田间试验的绿竹各器官硒含量变化趋势表现一致,随着施硒浓度的增加呈线性增加趋势。盆栽试验中,绿竹各器官按照硒含量由大到小排列依次为竹叶、竹鞭、竹枝、竹秆;田间试验中,绿竹各器官按照硒含量由大到小排列依次为竹叶、竹鞭、竹枝、竹秆、竹笋;田间试验中绿竹各器官硒含量低于盆栽试验,随着施硒浓度的增加,绿竹各器官硒含量的增加速率也有所降低。【结论】叶面喷施300 mg/L的亚硒酸钠溶液处理对盆栽和田间绿竹生长、光合作用以及硒富集的效果最好。

锑与溶解性有机质的络合作用研究进展

锑(Sb)是一种来源广泛的有毒元素,与环境中的溶解性有机质(DOM)会发生复杂的络合作用,探究两者间的络合作用及其影响因素对了解Sb在环境中的迁移转化规律至关重要。为厘清环境Sb与DOM的络合机制及其影响因素,重点综述了:环境中Sb的来源、形态与迁移转化过程;环境中不同来源DOM的类型及其组成;pH值、太阳辐射、共存离子、盐度和DOM种类等环境因子对Sb与DOM络合作用的影响。在此基础上展望了后续研究的发展方向。

酸橙夏季光合作用特性研究

[目的]研究酸橙夏季光合作用特性。[方法]采用Li-6400便携式光合作用测定系统测定酸橙不同位置叶片净光合速率、酸橙光合日变化、光响应曲线和CO_(2)响应曲线。[结果]酸橙不同方位和不同部位叶片净光合速率存在一定差异;酸橙夏季净光合速率日变化呈双峰型,存在“午睡”现象,其光合峰值分别出现在10:00和14:30;气孔导度的日变化与净光合速率日变化相似。从光响应曲线看,酸橙光饱和点高,光强为0~2000μmol/(m^(2)·s),净光合速率不断上升,最大为13.44μmol/(m^(2)·s),光补偿点为28.33μmol/(m^(2)·s),表观光量子效率为0.036。从CO_(2)响应曲线看,酸橙CO_(2)饱和点在1500μmol/mol,CO_(2)补偿点为60.65μmol/mol,羧化效率为0.079。相关及回归分析结果表明,夏季酸橙净光合速率与气孔导度、空气相对湿度、胞间CO_(2)浓度、蒸腾速率、水汽压亏缺等生理生态因子关系密切。[结论]酸橙是一种喜阳的C_(3)型植物,且对弱光有较强的适应及利用能力,对CO_(2)具有较强的同化能力,同时在夏季高温低湿环境下,酸橙光合作用受各种生理生态因子影响,此期光合有效辐射不是影响净光合速率的关键因子,空气相对湿度与净光合速率呈显著正相关,因此通过环境选择或增加相对湿度的措施,可缓解酸橙夏季“午睡”现象,提高净光合效率。

“探究环境因素对黑藻光合作用强度的影响”实验设计

对高中生物学实验“探究环境因素对光合作用强度的影响”的实验材料和方法进行拓展。以水生植物黑藻为实验材料,利用自制的简易光照箱为实验装置,同时探究两个环境因素(光照强度、CO_(2)浓度)对黑藻光合作用强度的影响,定量分析实验结果,建立变量间的数量变化关系。该实验设计可缩短实验时间,增强实验效果,提高实验效率。

基于提升学生核心素养的“光合作用的原理”教学设计

基于提升学生核心素养的“光合作用的原理”教学设计,通过重温科学家的探究之路,培养学生科学思维和科学探究能力。教学从呼吸作用引入,激发学生兴趣,通过探究光合作用的场所、光反应的产物和场所,让学生理解光合作用原理。教学中采用问题引导、资料分析等方式,让学生在具体情境中学习,提升学习动力。通过本教学设计,学生能够掌握光合作用的基本知识,形成科学思维,培养社会责任感,实现全面发展。

微肥与促吸收剂配施对橡胶树幼苗生长以及光合作用和氮代谢的影响

橡胶树是全球重要的热带、亚热带经济林。为揭示微肥与促吸收剂配施对橡胶树幼苗生长的影响,以期为橡胶树微肥施用技术创新奠定基础。本研究以单施微肥(W)、促吸收剂配方1与微肥配施(C1+W)、促吸收剂配方2与微肥配施(C2+W)为处理,探讨微肥单施或与促吸收剂配施对橡胶树幼苗生长、干物质累积、光合作用、根系发育和氮素分配等影响及作用机制。结果显示:微肥能提高橡胶树幼苗根、茎、叶的干物质累积,进而提升其单株鲜重、干重、干鲜比。其中,C_(2)+W处理可使植株鲜重和干重增加4.18倍和5.89倍,远大于C_(1)+W和W处理。同时,微肥对橡胶树幼苗的干物质累积量与根长、根表面积、根体积呈正相关,也与橡胶树幼苗的叶绿素含量、蒸腾速率(T_(r))、净光合速率(P_(n))呈正相关。根系发育和光合作用与植株各器官氮积累量、叶片可溶性蛋白(SP)含量、硝酸还原酶(NR)活性、谷氨酰胺合成酶(GS)活性、谷氨酸脱氢酶(GDH)活性呈正相关。单施微肥对NR活性影响不显著,表明W处理对硝酸还原成亚硝酸的氮同化作用微弱。总而言之,微肥与促吸收剂配施强化了橡胶树幼苗的C同化和N代谢过程的联系,共同促进了橡胶树幼苗的生长发育。考虑到橡胶树叶片宽厚、细胞紧密、角质层厚,后续研究应继续筛选更合适的促吸收剂,并优化其与微肥的搭配。

河西灌区不同农作模式对玉米光合作用、叶片结构及产量的影响

探究不同农作模式对玉米生长发育、光合作用、叶片结构及产量的影响,为优化河西绿洲灌区耕作栽培措施和创建玉米高效种植模式提供理论依据。试验设置免耕(NT)与传统翻耕(CT)2种耕作方式,小麦玉米间作(W/M)、麦后插播冬油菜玉米轮作(W-G→M)、小麦玉米轮作(W-M)3种种植模式,共6个处理。结果表明,与CT相比,NT玉米株高、茎粗和叶面积分别增加6.83%,4.10%,3.97%,间作玉米干物质量高于轮作但差异不显著;叶片色素随生育期呈先增后减的趋势,表现为NT叶绿素a、b与类胡萝卜素较CT分别高11.93%,22.41%,13.43%,且差异显著;NT叶片净光合速率(Pn)与胞间CO_(2)浓度(Ci)较CT分别高9.17%,3.81%,CT处理气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)较NT分别高9.95%,1.48%;NT玉米叶片结构较优,叶肉细胞多且排列有序,维管束清晰可见,花环结构较大,栅栏组织与海绵组织丰富,NT叶片较CT厚2.51%,且差异显著;NT玉米较CT增产8.02%,间作产量收益大于轮作(LER>1)。研究发现,免耕玉米生长发育、叶片结构及产量均优于传统耕作,间作比轮作更有利于增产,故可将免耕小麦间作玉米作为该区主要的农作模式进行推广。

钾肥喷施量对桃树光合作用、果实糖酸组分及综合品质的影响

探究不同钾肥喷施量对桃树光合作用、果实糖酸组分及品质的影响,采用原位培养试验,设置不同的钾肥喷施量3个处理:A1(0.4 mg/mL硫酸钾)、A2(0.8 mg/mL硫酸钾)、A3(1.2 mg/mL硫酸钾),以喷施清水为对照(A0),于果实膨大期进行喷施(进行3次)。结果表明,在果实成熟期钾肥喷施处理对桃树光合作用、糖酸组分及果实品质的影响不同。施钾处理叶片钾含量和果实钾含量均提升,A3处理值最高。A1处理显著提高了叶绿素含量、PSⅡ最大光化学量子产量(F_(v)/F_(m))、果实中糖组分(蔗糖、葡萄糖和山梨糖醇)含量,A3钾肥处理显著提高了果实中酸组分(柠檬酸、苹果酸、奎宁酸)含量,说明适度钾肥处理可以促使果实糖组分积累,果实酸组分含量则随钾处理浓度提升而增加。此外,喷钾处理提高了果实果形指数,A1钾肥处理显著提高果实单果重、果实可溶性固形物、叶片和果实可溶性糖含量,A3钾肥处理显著提高了果实硬度。综上,在桃树种植中,叶面喷施钾肥可以提高桃树光合作用,调整果实中糖酸组分含量,并改变果实重量、果形指数、硬度、可溶性固形物含量和可溶性糖含量,以此改善果实的外观品质和内在品质,且以0.4 mg/mL硫酸钾处理效果最佳。

不同温度和光照强度对浒苔光合作用的短期交互影响

为研究温度和光照对浒苔(Enteromotpha prolifera)光合作用短期交互的影响,进行了3个温度(4、20、30℃)和3个光照强度[20、140、400μmol/(m^(2)·s)]的交互作用试验,并对处理24 h的浒苔藻体的光合荧光参数和差异基因表达情况进行测定。结果表明:在试验周期内,短期高温和强光处理对藻类具有协同胁迫作用,高温和强光下藻类的光化学效率(Fv/Fm)显著降低;捕光复合体基因在高温和高光环境中下调,在低温和低光环境中上调;藻体通过在高温/高光和低温/低光条件中上调D1蛋白、CP43蛋白和锰稳定蛋白基因,减弱不利环境对光系统Ⅱ的负调控作用;在高温和强光下,编码C_(3)途径相关酶的基因表达下调,C_(4)途径磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶相关基因表达上调,有效地分离了O_(2)与核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶的结合,基本消除了光呼吸;C_(4)途径是浒苔进化以减少光呼吸损伤的结果。研究表明,浒苔能够耐受低温和高温(4、30℃),以及低光和强光[140、400μmol/(m^(2)·s)]的变化,并能通过多种机制抵御环境胁迫。本研究结果可为探索黄海绿潮暴发的分子机制可提供有益参考。

数字化资源在光合作用实验教学中的应用

以人教版初中生物学教材中的“光合作用”一节为例,介绍了将数字化学习资源应用于教、学和评的全过程,以提高初中生物学课堂教学的质量,培养学生的生物学核心素养。

红毛菜与坛紫菜光合作用和品质的比较分析

为研究两种经济红藻红毛菜(Bangia fucscopurpurea)和坛紫菜(Pyropia haitanensis)的光合作用和品质差异,选取一株野生型红毛菜CY和一株野生型坛紫菜NSD35作为实验材料,分别测定二者在相同培养条件下的关键光合参数和营养成分指标。结果显示:红毛菜的最大电子传递速率、净光合速率、藻红蛋白含量分别比坛紫菜高29.6%、96.8%、60.5%;必需矿质元素钾、钙、镁、铁、锌的含量分别比坛紫菜高59.5%、39.5%、34.1%、86.2%、68.4%;红毛菜的必需氨基酸和风味氨基酸含量都高于坛紫菜。此外,二者的呼吸速率、最大光量子产率、叶绿素a、总糖、总蛋白和碘含量没有显著差异。研究结果表明,与坛紫菜NSD35相比,红毛菜CY的光合速率更快,矿质元素积累能力更强,必需氨基酸和风味氨基酸含量更高。研究结果有助于了解红毛菜和坛紫菜的光合作用和品质特点,为开发红毛菜种质资源提供数据参考。

通过碳点从共价三嗪框架中提取光生空穴用于光合作用产过氧化氢

过氧化氢(H_(2)O_(2))是一种多功能氧化剂,利用地球上丰富的水和氧合成过氧化氢是解决能源危机和环境修复的一种有前景的方法.共价三嗪框架(CTFs)因具有独特的稳定结构以及π共轭sp^(2)碳结构上功能基团的高可设计性,其作为光催化剂而备受关注.然而,由于共轭键的可逆性较差,极大地影响了电荷的分离和转移.为了提高载流子分离效率,目前的策略主要为开发高结晶结构或在CTFs骨架中加入具有不同电离势和电子亲和力的供电子和接受电子单元,但催化性能和太阳能化学转化(SCC)效率仍然低于预期.碳点(CDs)具有类分子特性,可以通过表面接触或结合改变材料的微观结构和物理性能,起到调控光生电荷行为的作用.因而,本文把CDs引入到CTFs分子中,使其充当电荷分离器,提升光生载流子的利用效率.本文提出一种可扩展的方法,使1,4-二氰苯(DCB)、CDs和碱金属盐在溶液中发生选择性吸附反应,去除溶剂后制备出预混物,然后再以CF_(3)SO_(3)H为催化剂,在空气氛围内直接加热预混物至250℃并反应8 h,获得具有高结晶CTFs与CDs的复合光催化剂(CDs@CTFs).透射电镜、X射线光电子能谱(XPS)等结果证明了CDs引入到CTFs插层中.粉末X射线衍射结果表明,适量的CDs可以提高CTFs的结晶度.紫外-可见吸收谱表明CDs的引入扩大了可见光的吸收范围.Zeta电位、光致发光光谱等结果表明,二价和多价阳离子同时与两个或两个以上的CDs相互作用,导致其溶胶溶液的不稳定性和表面电子态的改变,影响了光催化剂性能.XPS、红外光谱、热重分析(TGA)等表征结果表明CDs表面羧基的H+离子可能被碱金属离子取代,从而调节表面电荷分布,促进电荷分离和转移.电荷牺牲实验、原位漫反射红外傅立叶变换光谱和电子顺磁共振谱测试结果表明,CDs@CTFs可以实现氧还原反应和水氧化反应双通道产H_(2)O_(2).通过使用已知的电子受体和电子供体来识别CDs和CTFs之间的电荷转移过程,并结合对空穴传输层器件的暗I-V曲线测试结果,揭示了CDs具有空穴存储功能.所制光催化剂的H_(2)O_(2)产率为2464μmolh^(-1)g^(-1),全光谱光化学转化效率为0.9%,500 nm的表观量子产率为13%,超过了目前报道的大多数光催化剂.结合理论分析结果表明,CDs可以作为空穴提取剂有效地驱动激子解离,并为水氧化反应提供活性位点;研究发现碱金属离子在合成过程中与CDs表面的羧酸基团相互作用,增强对CTFs的空穴提取能力,加速光催化生成H_(2)O_(2).此外,所制光催化剂在自然阳光下可连续工作产H_(2)O_(2),且光催化性能经过100 d循环使用仍表现出高的稳定性.综上所述,本文开发了一种简便且可扩展的方法,将CDs引入到CTFs中,以实现高效的光催化产H_(2)O_(2).CDs通过其界面产生的内电场从CTFs中提取光生空穴,并在CTFs上充当空穴存储层.此外,碱金属离子能显著调节内部电场强度,使CDs@CTFs具有更显著的光催化性能.本工作揭示了一种新的设计策略来调控有机共轭聚合物中的载流子分离和迁移.

不同磷肥对镉胁迫下茄子苗期光合作用及抗氧化酶系统的影响

探究在石灰性土壤中施加不同磷肥对镉胁迫下茄子苗期光合作用及抗氧化酶系统的影响,为选出合理有效的磷肥、缓解镉毒害作用提供依据。采用盆栽试验,使用黄土状石灰性褐土种植茄子,通过双因素分析法研究了4种磷肥[磷酸一铵(MAP)、过磷酸钙(SSP)、磷酸二铵(DAP)、磷酸氢钙(DCP)]和4个施磷水平[0、0.15、0.25、0.35 g·kg^(-1)(以每千克土中P含量计),分别用P0、P1、P2、P3表示]在土壤镉(5 mg·kg^(-1)Cd)环境下,对茄子苗期叶片中叶绿素、光合作用、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)的影响。研究结果表明,Cd胁迫下茄子叶片中叶绿素受损,通过施加不同磷肥,叶绿素含量均呈增长趋势,在SSP施磷类型P3水平下,叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和总叶绿素含量分别增加57%、120%、53%和76%。不同磷肥均显著提高光合作用的强度,降低Cd的胁迫。具体来看,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)均表现为MAP≥DAP≥SSP>DCP,MAP施磷类型P3水平下,Pn为17.4μmol·m^(-2)·s^(-1),Gs为0.2 mmol·m^(-2)·s^(-1),蒸腾速率(Tr)在DCP施磷类型P3水平下,较P0增加了165%,胞间CO_(2)浓度(Ci)在DAP施磷类型P3水平下提高幅度最为明显,较P0提高了28%。施用磷肥可以显著增加抗氧化酶系统的活性,但不同磷肥对抗氧化酶系统活性的提升效果不同,其中磷酸二铵对MDA含量的降低幅度最为明显,为41%;磷酸一铵对SOD、POD和CAT活性的增加最显著,分别增加了43%、106%和66%;过磷酸钙对APX和GR的活性增幅最大,分别为54%和93%。因此,施加不同磷肥可以缓解Cd胁迫下对茄子叶片的毒害,增强光合作用,提高抗氧化酶活性的作用。

下层灌木对雄黄桂生长和光合作用的影响

将研究区根据种植的灌木分为5个样地类型(A:种植茶树;B:种植红枫;C:种植红花檵木;D:种植金边黄杨;E:空白对照),以灌木形态与结构指标(高度、密度和盖度)为变量研究其对生长和光合作用的影响,确定出最适合雄黄桂生长的下层灌木的形态和结构指标,为解决其生长缓慢的问题提供了科学依据。结果表明:(1)雄黄桂林下栽植灌木对其生长均有促进作用,其中B促进效果最优,C次之,且B前四次的枝生长量均极显著大于A、D和E(P<0.01)。(2)P_(n)、G_(s)和T_(r)表现为B>C>D>A>E,B和C的P_(n)和G_(s)均与A、D和E差异达到极显著水平(P<0.01)。(3)B的AQY、P_(nmax)、LCP、LSP均为最大,而Rd为最小,其次是C,且均与E处理存在极显著差异水平(P<0.01)。(4)枝生长量均与P_(n)、G_(s)、T_(r)、AQY、P_(nmax)、LCP、LSP呈正相关,与Ci、Rd呈负相关。(5)灌木的密度对枝生长具有显著影响,灌木的密度和高度对光合作用具有显著影响。综上,高高度和低密度灌木促进效果最好,因此栽植过程中要采用合理的林下管理,例如通过去除杂草、施肥等措施促进灌木的高度生长,择伐等管理措施来控制灌木的密度,以充分发挥灌木对乔木生长的促进作用。

冬季营养液加温对番茄生长及光合作用的影响

以“凤珠(CL042)”番茄为试材,通过加温营养液设置5个温度梯度处理,分别为12℃(T1-CK)、14℃(T2)、16℃(T3)、18℃(T4)和20℃(T5),以12℃为对照,研究冬季基质栽培对番茄生长及光合作用的影响,筛选出适宜冬季基质栽培番茄生长的营养液温度,以期为北方地区日光温室番茄冬季基质栽培的实际应用提供参考依据。结果表明:营养液加温T4(18℃)及T5(20℃)时,番茄在生长指标上表现良好;T5处理在叶绿素相对含量(SPAD)、净光合速率(Pn)、胞间二氧化碳浓度(Ci)、气孔导度(Gs)及蒸腾速率(Tr)指标上表现最好,分别为40.50、15.10μmol·m^(-2)·s^(-1)、233.33μmol·mol-1、0.21 mmol·m^(-2)·s^(-1)和4.36 mmol·m^(-2)·s^(-1);T5处理根系活力最低,为1.91μg·g-1·min-1;T5处理采收时间可达45 d。T5(20℃)处理营养液温度适用于北方地区冬季基质栽培番茄,增加采收时间。

土壤条件对蓝莓光合作用和叶片氮、磷、钾含量的影响

以盆栽南高丛蓝莓品种“绿宝石”为研究材料,设置土壤pH值、有机肥(多酶菌剂有机肥,有机质大于80%,复合菌大于10亿/g)施用量和珍珠岩施用量不同组合的土壤条件,对不同土壤条件及不同生长时期蓝莓叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO_(2)浓度、蒸腾速率以及叶片氮、磷、钾含量进行比较,探究土壤条件对蓝莓健康生长的影响。结果表明,土壤pH值、有机肥施用量和珍珠岩施用量不同组合土壤条件对蓝莓叶片光合参数和叶片氮、磷、钾含量具有显著影响。萌芽期,最佳处理土壤条件为土壤pH值4.2、园土∶有机肥∶珍珠岩=33.6∶4∶1(质量比),叶片净光合速率达到11.23μmol CO_(2)·m^(-2)·s^(-1)。生长旺期,最佳土壤条件为土壤pH值5.8、园土∶有机肥∶珍珠岩=23.7∶1.3∶1(质量比),叶片最大净光合速率达到10.11μmol CO_(2)·m^(-2)·s^(-1)。挂果期,最佳处理土壤条件为土壤pH值5.8、园土∶有机肥∶珍珠岩=67.2∶8∶1(质量比),叶片净光合速率为8.78μmol CO_(2)·m^(-2)·s^(-1)。

铀对2种小球藻生长和光合作用的影响

【目的】探究铀对藻类生长及光合作用的影响,筛选新的基于光合作用的水体铀污染生态风险评价指标。【方法】采用不同浓度铀(0,0.5,1,5,10,20 mg/L U^(6+))分别处理普通小球藻(Cholorella vulgaris)和黄龙普通小球藻2种来自不同生境的微藻,在处理后的第3,5,7,10,14天进行相对生长速率、光合放氧速率、叶绿素含量和叶绿素荧光动力学参数等指标的测定。【结果】(1)0.5 mg/L低浓度铀处理显著促进2种小球藻的生长和光合作用效率,表现为2种微藻的相对生长速率、光合放氧速率、光系统Ⅱ最大光化学量子产量(F_(v)/F_(m))、实际光化学量子产量[Y(Ⅱ)]、相对电子传递速率(rETR)等叶绿素荧光参数均显著高于对照,而5~20 mg/L高浓度铀处理则显著抑制2种小球藻的生长和光合作用;(2)黄龙普通小球藻比普通小球藻对铀处理更敏感,在1 mg/L处理浓度下生长与光合作用就受到显著抑制,可以作为水体铀污染生物监测的指示生物;(3)回归分析表明,不同浓度铀处理下,叶绿素荧光参数Y(Ⅱ)和rETR的响应速度快于相对生长速率、光合放氧速率、叶绿素含量和F_(v)/F_(m)等指标,可以作为水体铀污染生态风险评价的敏感指标。【结论】铀对小球藻的生长和光合作用表现出低促高抑的浓度效应,且黄龙小球藻对铀污染更敏感,可将黄龙小球藻和叶绿素荧光动力学参数Y(Ⅱ)和rETR结合起来应用于水体铀污染的生态风险评价。

不同光周期对湛江等鞭金藻生长、岩藻黄素含量和光合作用及相关基因表达的影响

为研究不同光周期对湛江等鞭金藻(Isochrysis zhanjiangensis)细胞生长和岩藻黄素含量的影响,及其光合作用和基因表达调控机理,本研究测定了5种光周期条件下湛江等鞭金藻岩藻黄素、叶绿素含量和叶绿素荧光参数,利用实时荧光定量聚合酶链式反应(RTq-PCR)研究光合作用和岩藻黄素合成关键酶基因表达水平。结果表明,18L∶6D光周期条件下,湛江等鞭金藻细胞生长最快。当光周期为12L∶12D时,湛江等鞭金藻岩藻黄素产量最高,为4.35 mg·L^(-1)。当光周期为6L∶18D时,湛江等鞭金藻单位细胞岩藻黄素含量最高,为0.33 mg·10^(5)cells^(-1),与光周期12L∶12D、18L∶6D和24L∶0D相比分别提高了5.3%、39.1%和63.5%(P<0.01)。光合生理指标结果表明,随着光周期时间的增加,湛江等鞭金藻叶绿素含量及叶绿素荧光参数中PSⅡ实际光合量子产率Y(Ⅱ)和非光化学淬灭系数(qP)呈下降趋势,与岩藻黄素含量的变化趋势一致。RTq-PCR结果表明,随着光周期时间的增加,湛江等鞭金藻Rubisco酶大亚基基因(rbcL)、八氢番茄红素脱氢酶基因(pds)、番茄红素β-环化酶基因(lcyb)和玉米黄素环氧酶基因3(zep3)表达呈下降趋势,与岩藻黄素含量的变化趋势一致,说明光周期可能通过rbcL、pds、lcyb和zep3调控岩藻黄素合成。光周期通过调控光合作用和岩藻黄素生物合成相关基因表达影响湛江等鞭金藻中岩藻黄素的积累。本研究为提高湛江等鞭金藻中的岩藻黄素含量提供了理论依据。

Y形整形方式对桃园树体生长、光合作用和果实品质的影响

桃园宜机化栽培是高效省力化栽培的有效方式,而Y形整形方式是新建桃园省力化栽培普遍采用的整形方式,但和传统三主枝开心形相比,其对树体生长和果实品质的影响还未见系统研究。以水蜜桃新品种霞脆为材料,以开心形整形方式为对照,研究了幼树和成年树Y形整形方式对树体生长、光合作用、产量和果实品质的影响。对桃树不同冠层叶片质量进行了测定,研究发现,霞脆叶片叶绿素含量与比叶重呈现相同的变化趋势,7、8月霞脆Y形成年树上、中、下层叶片叶绿素含量分别为3.06、2.09、1.83 mg/g和2.14、1.88、1.75 mg/g,7、8月霞脆Y形成年树上、中、下层比叶重分别为10.67、8.31、8.12 g/cm^(2)和7.79、7.12、6.49 g/cm^(2),均为上层>中层>下层。7、8月霞脆Y形幼树叶绿素含量分别为1.62、1.59 mg/g,7、8月霞脆Y形幼树比叶重分别为7.19、8.34 g/cm^(2),结果表明,Y形叶片叶绿素含量和比叶重均大于开心形,说明Y形叶片质量优于开心形。7月结果期Y形成年树叶片净光合速率为31.77μmol·m^(-2)·s^(-1),较开心形提高28.36%,Y形幼树叶片净光合速率为33.14μmol·m^(-2)·s^(-1),较开心形提高67.12%,在蒸腾速率与气孔导度方面也表现出相同的变化趋势,Y形整形方式光合作用能力显著优于开心形。成年树果实品质比较分析发现,Y形整形方式果实平均固酸比可达33.88,比开心形大6.14,Y形整形方式优于开心形。Y形成年树667 m^(2)产量为3694 kg,比开心形多1312 kg。研究结果为现代化桃园采用宜机化的Y形树形高效栽培提供了理论依据。

低温胁迫后紫花苜蓿叶片光合作用的恢复特性研究

为探究低温解除后苜蓿光合作用恢复过程中的限制位点,以‘新牧4号’和‘甘农5号’2个品种紫花苜蓿为材料,测定其低温胁迫及恢复过程中苜蓿叶片光合活性的变化。结果表明,低温胁迫下2个苜蓿品种叶片叶绿素含量、净光合速率以及光系统Ⅱ(photosystemⅡ,PSⅡ)活性显著下降,非光化学淬灭系数(nonphotochemical quenching factor,NPQ)显著上升,但对光系统Ⅰ(photosystemⅠ,PSⅠ)的活性无显著影响;其中,‘甘农5号’叶绿素对低温更敏感,含量下降较多。室温恢复72 h后,2个品种苜蓿叶片PSⅡ的活性及净光合速率都有上升但均未恢复至处理前水平;NPQ缓慢下降至处理前水平,‘甘农5号’NPQ较‘新牧4号’更高,表明在恢复过程中仍有过剩光能需通过NPQ消耗。苜蓿叶片的电子传递链在低温下受抑制显著,恢复72 h后PSⅡ受体侧活性基本恢复至处理前,而PSⅡ供体侧活性显著下降。2个品种苜蓿单位反应中心捕获的用于电子传递的能量(energy captured by unit reaction center for electron transfer,ETO/RC)和单位反应中心捕获的用于还原QA的能量(energy captured by the unit reaction center for reducing QA,TRO/RC)在低温处理72 h后显著下降,解除低温后恢复至处理前水平,且2个品种无显著差异;2个苜蓿品种单位反应中心耗散掉的能量(energy dissipated by the unit reaction center,DIO/RC)未恢复至处理前水平,且‘甘农5号’在恢复72 h后DIO/RC显著升高。综上,低温胁迫显著伤害紫花苜蓿叶片光合机构,降低了光合速率,光合速率未恢复到处理前与PSⅡ的活性显著相关,限制光合作用恢复的位点在其供体侧,非光化学淬灭是恢复24 h过剩光能的主要分配途径。