增补UV-B辐射对高山植物美丽风毛菊叶片PSⅡ光化学效率的影响

太阳紫外线-B(UV-B)辐射增强作为全球环境变化的一个方面,也是影响青藏高原植物生存的主要环境因子之一。以美丽风毛菊(Saussurea superba)为材料,分析增补UV-B辐射期间叶片PSⅡ运行效率(ФPSⅡ)、光化学和非光化学猝灭系数(qP和NPQ),及光合色素和UV-B吸收物质含量的变化,探讨高山植物的UV-B驯化适应过程。结果表明:增补UV-B辐射能抑制暗适应3 min后PSⅡ光化学量子效率F(v)/F(m)的恢复过程;尽管增补前期ФPSⅡ有升高趋势,但第7 d以后ФPSⅡ呈下降趋势,说明UV-B辐射对光合机构具有负影响,F(v)/F(m)的降低以及ФPSⅡ的变化反映了UV-B辐射效应的积累;qP与ФPSⅡ的变化趋势相同,NPQ在第9 d略有降低趋势,叶厚度的相对增加弥补了光合色素的光氧化损失并增强了对激发能的利用。增补UV-B处理对UV-B吸收物质含量的影响不明显,说明叶表皮层内丰富的黄酮类物质能有效保护光合机构,受UV-B辐射波动的影响较少。综上表明,高山植物美丽风毛菊对增补UV-B辐射有一个驯化适应过程,尽管单位叶面积光合色素的增加有益于光合速率的提高,但UV-B辐射增强对光合生理过程仍具有潜在的负效应。

高寒草甸麻花艽和美丽风毛菊的光合速率午间降低现象

在中国科学院海北高寒草甸生态系统定位研究站地区 ,用便携式光合蒸腾测定仪 (CI 30 1PS)和液相极谱氧电极 (SP 2 )观测到 ,全晴天 2种高山植物麻花艽和美丽风毛菊叶片的净光合速率 (Pn)、光合放氧速率和表观量子效率 (AQY)有明显的午间降低现象。遮光实验表明 。

不同海拔高山植物美丽风毛菊生理生化特性的研究

以生长在青藏高原不同海拔地区的多年生高山植物美丽风毛菊(Saussurea pulchra)为研究材料,分析比较了不同海拔叶片光合色素和抗氧化酶活性等生理生化指标,以探讨高山植物对于寒冷、高紫外辐射环境的适应机理。结果表明:随着海拔的升高,叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)含量有下降的趋势,而胡萝卜素(Car)含量则呈增加的趋势,Car/Chl与Chla/Chlb增大,美丽风毛菊叶片的紫外吸收物质、丙二醛(MDA)含量明显增加;抗氧化酶的活性也受到明显影响,其中叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性和过氧化氢酶(CAT)活性随海拔升高呈增强的趋势,膜脂过氧化与抗氧化物酶的变化具有不一致性,表明抗氧化系统之间存在一定的协同作用,可能在高山植物适应高寒环境的胁迫方面具有重要的作用。

高山植物美丽风毛菊PSII光化学效率和光合色素对短期增补UV-B辐射的响应

在中国科学院海北高寒草甸生态系统实验站的综合观测场,于植物生长季的不同月份进行短期增补UV-B辐射的模拟试验,研究了高山植物美丽风毛菊(Saussurea superba)的PSII光化学效率、光合色素和UV-B吸收物质对增强UV-B辐射的响应。结果表明,尽管差异不显著,暗适应3min的PSII最大光化学量子效率在不同月份均有降低的趋势,说明增强UV-B辐射能加剧光合机构的光抑制。不同月份短期增补UV-B辐射均引起光下PSII实际光化学量子效率和光化学猝灭系数的降低,以及非光化学猝灭系数的增高,表明增强UV-B辐射能降低叶片的光能捕获效率,促进非光化学能量耗散过程。增补UV-B辐射后,叶片光合色素的含量略有降低趋势,可能与短时间内光合色素形成过程受抑制和光氧化程度的加剧,以及叶片厚度的略微降低有关。UV-B吸收物质的含量在不同月份没有一致和较为显著的变化,说明高原强UV-B环境下生存的美丽风毛菊叶表皮层中由类黄酮和衍生多酚类组成的内部紫外屏蔽物质相对稳定,倾向于较少受增补UV-B辐射的影响。

短期UV-B辐射对青藏高原美丽风毛菊PSⅡ光化学效率的影响

通过短期增补UV-B辐射模拟试验,研究了青藏高原典型天气(晴天、多云、阴天)下高山植物美丽风毛菊叶片的叶绿素荧光参数变化.结果表明:随天气由晴变阴,美丽风毛菊叶片暗适应3min的PSⅡ最大光化学量子效率(Fv/Fm)显著升高,实际PSⅡ光化学效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)也升高,而非光化学猝灭系数(NPQ)则降低,可见光辐射(PAR)是影响PSⅡ光能转化效率的主要因素.增补UV-B辐射后,3种典型天气下,美丽风毛菊叶片的Fv/Fm和NPQ略有降低,ΦPSⅡ和qP略微增加,但对光合气体交换过程没有产生负影响.叶片净光合速率Pn和ΦPSⅡ的增高趋势与增补UV-B辐射下相对较多的UV-A成分有关,同时也得益于叶片厚度的增加.UV-B辐射对叶片光合机构具有潜在负影响.