沙柳实际光化学效率与光合有效辐射日变化动态及其对环境因子的响应

研究荒漠灌木光系统Ⅱ(PSⅡ)的光合生理特性及其对环境波动的响应策略,可以帮助理解和预测气候变化对荒漠生态系统产生的影响。通过叶绿素荧光原位连续监测技术研究了宁夏毛乌素沙地典型荒漠灌木沙柳(Salix psammophila)在自然状态下最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)和ФPSⅡ与光合有效辐射(PAR)(ФPSⅡ-PAR)日变化关系的动态及其对环境因子的响应,旨在探讨荒漠灌木PSⅡ的环境适应调节机制,并找出能够反映PSⅡ光合生理状态的适合指标。结果表明:在日尺度上,沙柳ФPSⅡ-PAR呈极显著线性负相关(P<0.01),沙柳通过热耗散机制消耗过剩光能保护PSⅡ反应中心;在季节尺度上,沙柳PSⅡ能通过自身调节恢复到相对适宜状态(Fv/Fm约0.8,ФPSⅡ-PAR日变化回归截距约0.7),展叶期和落叶期沙柳PSⅡ光合生理状态处于相对低水平(Fv/Fm <0.75,截距<0.65)。研究发现ФPSⅡ-PAR日变化回归斜率和截距与环境因子的相关系数和线性关系均比Fv/Fm更高。同时得到高辐射、高VPD和干旱是限制沙柳PSⅡ光合生理状态的主要环境胁迫的结论。验证了ФPSⅡ-PAR日变化回归截距也能够很好的代替Fv/Fm,ФPSⅡ-PAR日变化回归斜率和截距是反映PSⅡ光合生理状态的适合指标,在一定程度解决了野外监测中测定Fv/Fm的不便,为探究干旱半干旱区荒漠植物对环境变化响应提供了一种重要手段。

光系统Ⅱ实际光化学量子效率对光的响应模型的比较

为了比较光系统Ⅱ实际光化学量子效率(FPSⅡ)对光的响应机理模型(简称机理模型)、负指数模型和指数模型的优缺点,用LI-6400-40B光合作用测定仪控制CO2浓度和温度,测量了剑叶金鸡菊(Coreopsis lanceolata)、黄荆(Vitex negundo)和大狼杷草(Bidens frondosa)的电子传递速率(ETR)对光的响应曲线(ETR-I)和FPSⅡ对光的响应曲线(FPSⅡ-I),然后用这3个模型分别拟合了这些数据。拟合结果表明:3个模型都可以较好地拟合这3种植物的ETR-I的响应数据和FPSⅡ-I的响应数据,但由指数模型拟合ETR-I和FPSⅡ-I的响应数据得到相应的饱和光强(PARsat)和光系统Ⅱ最大光能利用效率(Fv/Fm)之间存在显著差异,且估算的饱和光强远低于实测值。由机理模型可知,FPSⅡ不仅与光强的函数有关,还与植物的内禀特性有关,即与天线色素分子的本征光能吸收截面、激子的传递效率、能级的简并度、光化学反应常数、热耗散常数和处于最低激发态的平均寿命等参数有关。此外,由机理模型还可知,FPSⅡ随光强的增加而下降的原因是捕光色素分子的有效光能吸收截面随光强增加而降低。

5种红山茶叶绿素荧光特性的比较研究

在大四条件下 ,通过对五种红山茶的叶绿素荧光特性研究 ,结果表明 ,不同亚组、同一亚组不同系之间的叶绿素荧光参数值存在差异 ,且亚组间大于亚组内。初始荧光 (FO)、最大荧光 (Fm)、RSII最大光化学效率 (Fv/ Fm )、PSII实际光化学效率 (Yield/Φ PSII)、表观电子传递速率 (ETR)的日变化与光强有关 ,其中 ,Fm、Fv/ Fm、Yield随光强的变化呈相同的变化趋势 ,呈单谷曲线 ;而ETR则相反呈单峰曲线 ;FO呈双峰曲线。不同树种的荧光参数日变化幅度存在差异。

3个桂花品种对NaCl胁迫的光合响应

以3个1a生桂花(Osmanthus fragrans)品种幼苗为材料,设置低、中、高3个不同的Na Cl浓度梯度,研究桂花盐害指数的变化、叶片光化学效率和叶绿素含量的影响。结果表明,盐害指数随着胁迫时间的延长、盐处理浓度的增大而增大;光化学效率和叶绿素含量随不同浓度处理时间的延长而下降,当盐胁迫浓度为40 mmol·L-1时,3个桂花品种的光化学效率和叶绿素含量与对照相比差异不显著;当盐浓度分别为70、100 mmol·L-1时,差异显著;但品种间差异不显著。

水肥耦合对温室番茄生长和叶绿素荧光参数的影响

为探究不同水肥供应对番茄植株生长和叶绿素荧光参数的影响,通过日光温室试验,设置3个灌水量:1.00E(W1),0.75E(W2),0.50E(W3)和3个施肥水平N-P_2O_5-K_2O(F):320-160-320 kg/hm^2(F1),240-120-240 kg/hm^2(F2),160-80-160 kg/hm^2(F3),当地灌水施肥为对照CK.结果表明:番茄株高受灌水和施肥影响显著(除58 d外),随灌水量施肥量的增加而增大,水肥交互作用仅对28,38 d株高产生显著影响.茎粗在48 d后受施肥影响显著,在W1水平下随施肥量增加而增大.低肥低水利于番茄根冠比提高.灌水对植株F_v/F_m和ΦPSⅡ影响显著,施肥对F_v/F_m(除56 d外)及79 d后的ΦPSⅡ影响极显著,而水肥交互仅对93 d F_v/F_m影响显著;植株F_v/F_m随灌水量增加而增大,在79 d时随施肥量增加而提高,ΦPSⅡ在79 d后随灌水量和施肥量的增加而增大(除处理W3F2).综合分析,番茄株高、茎粗及植株F_v/F_m与ΦPSⅡ在处理W1F1下总体较好,利于作物生长和产量形成.

UV-B辐射对菹草成株叶绿素荧光参数的影响

以春末夏初南京地表实际UV-B剂量为参考,将菹草成株分别置于50、100、150和200μW·cm-2剂量的UV-B辐射下,测定其叶绿素荧光参数。结果表明:Fo、Fm在辐射早期随辐射剂量增加而递增,但后期随辐射剂量增加而递减;Fv/Fm、ΦPSII、NPQ随辐射剂量增加而递减。因此,菹草成株在遭遇UV-B辐射后,PSII反应中心出现可逆性失活或出现不易逆转的破坏,致使原初光能转换效率、电子传递速率下降,实际光化学效率降低,最终加速菹草衰亡。因此,春末夏初UV-B辐射增强可能是促进野外菹草大批衰亡的重要原因,但是否与其他环境因素之间存在联合作用机制,还需要进一步研究。

苄嘧磺隆土壤残留对4种作物的敏感性及药害早期诊断

[目的]为了明确苄嘧磺隆土壤残留对后茬作物的影响及药害早期诊断方法。[方法]在室内采用土壤添加法研究了玉米、花生、大豆、黄瓜4种作物对苄嘧磺隆残留的敏感性响应。[结果]苄嘧磺隆残留对玉米、花生、大豆、黄瓜4种作物的生长均有不同程度的抑制作用,土壤中残留的苄嘧磺隆对植物的不同生长部位抑制作用不同,其中对根长的抑制作用最大,其次是鲜重,最后是株高。苄嘧磺隆残留对4种作物玉米、花生、大豆、黄瓜株高的IC10值分别为143.32、199.10、336.12、5.22μg/kg。而SPAD值、净光合速率(Pn)、PSII实际光化学效率(ΦPSII)3个参数在苄嘧磺隆浓度为100μg/kg时均显著性下降。[结论]黄瓜对苄嘧磺隆残留最敏感,其次是玉米、花生,而大豆相对不敏感。SPAD值、Pn、ΦPSII这3个参数能快速、准确并无损伤地检测4种作物的苄嘧磺隆残留药害。

小麦叶片PSI光抑制对光合电子传递链的影响

强光等逆境下光系统活性的下降被称为光抑制。高等植物中光系统I (PSI)和光系统II (PSII)都会发生光抑制。目前PSII光抑制对PSI的影响已被广泛研究,而PSI光抑制对PSII的影响研究较少,这主要是因为没有专一性诱导PSI光抑制的方法。有研究报道,常温频闪光可以较为专一地伤害PSI。本研究发现持续光处理3 h和频闪光处理4 h小麦叶片PSII最大光化学效率(Fv/Fm)降低的幅度相同。当PSII光抑制相同时,频闪光处理叶片的PSII实际光化学效率[Y(II)]和非光化学淬灭(NPQ)都明显低于持续光处理叶片,而且只有频闪光处理叶片发生了PSI光抑制。因为两种光处理导致PSII光抑制程度相同,所以叶片光合机构活性的差异主要是由PSI光抑制引起的。PSI光抑制不仅限制PSII向下游的电子传递,而且会使PSII最重要的光保护机制NPQ失活。此外,本研究还发现持续光处理下Y(II)下降是由PSII反应中心伤害导致的,而频闪光处理下Y(II)降低主要是由PSII反应中心关闭造成的。因此,本研究表明:PSI光抑制会抑制PSII电子向下游的传递,并且抑制NPQ活性,从而加重PSII光抑制。

甘肃小苏干湖盐沼湿地盐地风毛菊叶形态-光合生理特征对淹水的响应

盐沼湿地植物叶片功能性状对淹水的响应分析,有助于探究植物叶片可塑性机制与光合生理特征间的内在关联性,对深入理解盐沼湿地植物的生境抗逆性策略具有重要意义。根据小苏干湖湖水泛滥区静水持留时间长短分别设置:轻度淹水区(静水持留30–90天)、中度淹水区(静水持留90–150天)、重度淹水区(静水持留150–210天)3个试验样地,以盐地风毛菊(Saussurea salsa)为研究对象,研究了小苏干湖盐沼湿地盐地风毛菊叶片功能性状对淹水的响应。结果表明:随着静水持留时间的增加,轻度淹水区盐地风毛菊形态上采用小比叶面积(SLA)的肉质化小叶模式,光合生理上具有高实际光合效率(Y(II))和低调节性能量耗散的量子产额(Y(NPQ))的协同变异;重度淹水区盐地风毛菊形态和光合生理上则采用与轻度淹水区完全相反的协同变异策略;在3个样地中,SLA与Y(II)、光化学淬灭(QP)和Y(NPQ)间均呈极显著相关关系;叶绿素a含量和叶绿素b含量与调节性能量耗散的量子产额(Y(NO))均呈显著正相关关系。小苏干湖湖水泛滥区静水时空演变格局影响下,盐地风毛菊种群通过改变叶面积、叶厚度和SLA等叶片形态特征,适时调整叶片Y(II)和Y(NPQ)等光合生理特征,实现植物叶片光合碳同化产物的收支平衡,表现出对水盐异质性环境较强的耐受性,反映了盐沼湿地植物在极端生存环境下的叶片可塑性和抗逆性机制。