不同红光与远红光比值对盐胁迫下番茄光合能力的影响

为了研究不同红光与远红光比值(R:Fr)对番茄幼苗耐盐性的影响,以‘Money Maker’番茄幼苗为试材,研究在盐胁迫条件下不同R:Fr比值对番茄幼苗形态、叶绿素含量、叶绿素荧光和光合速率的影响。结果表明,在Na Cl胁迫下,适当降低番茄幼苗光环境中R:Fr比值,番茄幼苗的株高、叶面积、茎粗、地上地下部的干鲜重、净光合速率和叶绿素含量均显著升高(P <0.05),促进了番茄幼苗的生长,提高了番茄幼苗的耐盐性。植物叶片光系统II(PSII)反应中心的活性在盐胁迫下最易受到影响。番茄幼苗光环境中的R:Fr比值降低,使番茄叶片的PSII最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学量子产量(Fv’/Fm’)、PSII反应中心实际光化学效率(ФPSII)、表观光合电子传递速率(apparent photosynthetic electron transport rate,ETR)和光化学淬灭系数(q P)显著升高,而非光化学淬灭系数(non-photochemical quenching,NPQ)显著降低(P <0.05)。说明降低光环境中的R:Fr比值,使番茄叶片保持了较高PSII反应中心光化学效率。因此,可以通过调控番茄植株光环境中的R:Fr比值来调控番茄植株的耐盐性,促进番茄植株的生长。

不同红光与远红光对盐胁迫下番茄叶绿素合成的影响

以番茄"MoneyMaker"植株为试材,采用营养液水培方法,在盐胁迫下设置不同红光(R)与远红光(FR)处理,T_1(R∶FR=7.4)、T_2(R∶FR=1.2)、T_3(R∶FR=0.8),以正常营养液栽培(R∶FR=7.4)为对照,研究了在盐胁迫条件下不同红光与远红光比值(R∶FR)光环境对番茄生长指标、叶绿素及其前体物质含量和气体交换参数的影响,探讨低R∶FR光环境对盐胁迫下叶绿素合成途径的影响。结果表明:在盐胁迫下,番茄植株的干质量、鲜质量、叶绿素a(Chl a)含量、叶绿素b(Chl b)含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和胞间CO_2浓度(Ci)均显著下降,叶绿素含量下降导致光合能力下降,进一步造成干物质积累减少;在盐胁迫下,降低番茄植株光环境中的R∶FR值,干物质量、气体交换参数和叶绿素含量均显著上升,且在T_3处理下显著高于T_2处理。盐胁迫下番茄叶片中的5-氨基乙酰丙酸(ALA)、胆色素原(PBG)和尿卟啉Ⅲ(UroⅢ)的含量显著升高,而原卟啉Ⅸ(ProtoⅨ)、镁原叶琳Ⅸ(Mg-protoⅨ)和原叶绿素酸酯(Pchl)显著降低。低R∶FR处理降低了ALA、PBG、UroⅢ的积累量,增加了ProtoⅨ、Mg-protoⅨ、Pchl的含量,同时降低了Chl a/b的值,T_2和T_3处理中的差异不明显。表明低R∶FR值光环境通过促进叶绿素合成缓解了番茄受到的盐胁迫,R∶FR值为0.8时效果最佳,盐胁迫下番茄叶绿素合成受阻的起始点在ProtoⅨ的合成过程,低R∶FR值能缓解叶绿素合成受阻碍的程度,R∶FR值为1.2和0.8对叶绿素合成的促进没有显著差异。

红光与远红光比值对盐胁迫下番茄幼苗抗氧化能力的影响

该试验以‘Money Maker’野生型(CK)和以‘Money Maker’为背景的光敏色素B1突变体(phyB1)番茄植株为试材,分析红光与远红光比值(R∶FR)分别为7.4、1.2和0.8的光环境下,受盐胁迫(100mmol·L-1 NaCl)的番茄幼苗根系形态指标及叶和根中渗透调节物质含量、活性氧含量、抗氧化酶活性、MDA含量和相对电解质渗透率的变化,以解释不同R∶FR值对番茄幼苗抗氧化能力的影响以及光敏色素B1在其中的作用。结果显示:(1)在盐胁迫条件下,野生型和突变体phyB1番茄幼苗的根系形态指标(总根长、总根表面积、根尖数、根叉数)比对照显著降低,叶和根中渗透调节物质(可溶性蛋白和脯氨酸)含量、活性氧(O-·2和H2O2)含量、抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性、MDA含量和相对电解质渗透率均比对照显著升高。(2)在盐胁迫条件下降低植株生长光环境中的R∶FR值,野生型番茄植株的根系形态指标以及叶和根中渗透调节物质含量及抗氧化酶活性均比盐胁迫下显著升高,叶和根中活性氧含量、MDA含量和相对电解质渗透率均比盐胁迫下显著降低,而在phyB1突变体番茄植株中,以上指标在不同R∶FR值处理间均没有显著变化。研究发现,低R∶FR值能够促进野生型番茄根系的生长,提高叶和根中渗透调节物质含量和抗氧化酶活性,降低叶和根中活性氧含量、MDA含量和相对电解质渗透率,增强野生型番茄幼苗的抗氧化能力,促进番茄幼苗的生长,且当R∶FR值为0.8时整体效果最优;光敏色素B1在低R∶FR值促进番茄幼苗抗氧化能力中发挥了重要作用。

植物工厂红光与远红光配比对生菜产量和品质的影响

【目的】对红光(R)与远红光(FR)调控生菜生长及营养品质的生物学作用进行研究,为提高植物工厂中生菜的产量及品质提供技术支撑。【方法】以‘意大利’生菜为试验材料,在光子照度250μmol/(m^(2)·s)的条件下,以白光(W)为对照(CK),设置不同配比的R/FR(分别为0.2,0.4,0.8,1.6,3.2)照射28 d,分析不同R/FR配比对生菜生长指标(株高、鲜质量、干质量、叶面积)的影响,筛选最经济有效的最佳R/FR配比;然后在最佳R/FR配比下设置不同照射时间(分别为14,21和28 d,其中14,21 d处理在最佳R/FR配比照射结束后恢复成W照射直至28 d),分析不同照射时间对生菜生长指标的影响,筛选最适宜照射时间;最后在最佳R/FR配比及其最佳照射时间下分析其对生菜光合特性(光响应曲线参数、CO_(2)响应曲线参数及净光合速率(P_n)、胞间CO_(2)浓度(C_(i))、气孔导度(G_(s))、蒸腾速率(T_(r)))、光合色素含量(叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素及总叶绿素含量)、品质(可溶性糖、可溶性蛋白及抗坏血酸含量)和抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性的影响。【结果】最佳R/FR配比试验表明,与CK相比,随着R/FR配比的增大,生菜株高降低了50.57%~111.49%,鲜质量降低了6.03%~21.19%,干质量降低了2.70%~23.11%,叶面积降低了1.84%~9.77%;当R/FR配比为1.6时,生菜鲜质量与R/FR为0.2,0.4,0.8处理相比无显著性差异,但显著高于CK和R/FR为3.2处理。最佳R/FR配比下不同照射时间试验表明,当R/FR配比为1.6时,14 d的照射时间可以显著提高生菜的鲜质量,与照射0,21和28 d相比其鲜质量分别增加了30.26%,4.40%和22.94%。与CK相比,最佳R/FR配比及其最佳照射时间处理能显著促进生菜鲜质量、可溶性糖和抗坏血酸含量的积累,可显著降低生菜的P_n及叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、可溶性蛋白含量和抗氧化酶活性,并降低类胡萝卜素含量,而C_(i)、G_(s)、T_(r)无显著性差异。光响应曲线及CO_(2)响应曲线分析表明,当光合有效辐射大于200μmol/(m^(2)·s)或胞间CO_(2)浓度大于50μmol/mol时,P_n显著降低。【结论】本研究条件下,R/FR配比1.6照射14 d最适用于植物工厂中生菜的生产,在该光环境下植物工厂中的生菜产量最好,并可显著促进其可溶性糖及抗坏血酸的积累。

R∶FR值对盐胁迫下银杏幼苗生长及光合生理的影响

【目的】设置不同比例红光与远红光环境,研究其对盐胁迫下银杏幼苗生长及光合特性的影响,为深入探究通过光质调节提高银杏抗盐性的机制提供理论依据。【方法】以当年生银杏实生苗为研究对象,设置4个处理,分别为对照CK(0 NaCl,红光与远红光之比为7,即R∶FR=7)、T1(0.3%NaCl,R∶FR=7)、T2(0.3%NaCl,R∶FR=1.2)、T3(0.3%NaCl,R∶FR=0.8),测定处理14、28、42 d的光合色素含量及相对电导率,于42 d试验结束时测定生长指标、叶片形态和光合指标,分析R∶FR值对盐胁迫下银杏幼苗生长发育及光合能力的影响。【结果】与CK相比,T1、T2处理下银杏幼苗各生长指标均显著下降,T3处理下银杏幼苗叶片鲜、干质量相较T1处理有显著提升。叶片形态参数中,各盐处理相较CK叶面积、叶片周长、叶宽及叶长均出现下降,T1处理下降幅度最大;随着R∶FR值的降低,盐胁迫对银杏幼苗叶片生长抑制减轻。随着胁迫时间的延长,各盐处理的叶片相对电导率均呈上升趋势,T3处理上升幅度最小。不同处理下银杏幼苗叶片叶绿素a(Chla)、类胡萝卜素(Car)和叶绿素a/b(Chla/b)随时间变化总体呈现先降后升的趋势,而叶绿素b(Chlb)和总叶绿素(Chla+b)则呈现相反的变化趋势;各处理组Chla+b含量整体表现为CK>T3>T2>T1,处理42 d后,不同处理间Chla/b表现为CK>T3>T1>T2。光合气体交换参数及光响应曲线特征参数中,T3处理下叶片净光合速率(Pn)、最大净光合速率(P_(n,max))及内禀量子效率(φ_(0))相较CK无显著差异,相较T1处理显著升高;随着光环境中R∶FR值的降低,盐胁迫下银杏幼苗暗呼吸速率(R_(d))、光补偿点(I_(c))显著提升。【结论】随着光环境中R∶FR值的降低,盐胁迫对银杏幼苗的生长、膜系统的损伤、呼吸及光合特性的抑制作用得到了有效缓解;且当R∶FR为0.8时,光合性能得到显著提升,缓解效果最佳。

光和温度对西双版纳地区先锋树种对叶榕种子萌发的影响

该研究应用人工气候箱设置不同的光照和温度梯度,探讨对对叶榕(Ficus hispida)种子萌发的影响。结果表明,荧光灯条件下(红光和远红光比例(R/FR)为4.56,光量子密度(PPFD)约为90μmol·m–2·s–1),温度对种子萌发速率有显著影响,而对最终萌发率的影响不显著。对叶榕的种子为光敏性种子,萌发严格需光,R/FR对种子最终萌发率的影响显著,较高的R/FR促进种子萌发,而较低的R/FR抑制种子萌发。光强影响种子的萌发速率,较弱的光照可以延缓种子萌发,但并不能完全抑制其萌发。在30℃条件下,对叶榕的种子可以在较高的R/FR(0.42)水平下萌发,但温度为23/20℃时,种子对R/FR的要求增高,0.42的R/FR不能导致种子萌发。说明较低的温度和R/FR都可以显著抑制对叶榕的种子萌发,而较高的温度和R/FR皆有利于种子的萌发。

从光敏色素的化学特性看其在光周期诱导开花过程中的转变及可能的作用机理

【正】 光敏素是一种能接受光信号刺激作用从而调节植物生长发育的蛋白质色素。这种色素广泛存在于高等植物中,通过它的两种状态(P_r,P_n)的相互转变而调节植物生长发育的各个环节。本文仅就光敏索对植物开花的影响方面进行探讨。一光敏素的化学性质光繁素是胆素蛋白质,由生色团和脱辅基蛋白质组成。生色团类似藻蓝素。