引种鸡爪槭光合特性及叶片呈色对异质生境的响应

探讨不同生境下引种鸡爪槭叶片呈色及光合特性,为其引种驯化、高效种植提供理论依据.以引种鸡爪槭4年生嫁接苗为研究对象,分析不同环境因子(海拔及坡向等)对各品种鸡爪槭(分别为红舞姬HWJ、橙之梦CZM、三季黄枫SJHF)叶片呈色、叶绿素荧光参数及光合特性的影响.低海拔阴坡生境下各品种鸡爪槭的叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、类胡萝卜素(Car)、叶绿素(Chls)、最大荧光(Fm)、初始羧化速率(α)、最大光化学效率(Fv/Fm)、表观量子效率(AQY)和最大净光合速率(P_(nmax))显著低于其他生境(p<0.05).在同一生境下,三季黄枫的P_(nmax),A_(nmax),α, AQY,Fv/Fm,光呼吸速率(Rp)均高于红舞姬、橙之梦,且三季黄枫在不同生境下AQY、Rp、光补偿点(LCP)、 CO_(2)补偿点(CCP)、暗呼吸速率(Rd)和饱和胞间CO_(2)摩尔分数(CSP)差异无统计学意义(p>0.05).品种间叶色参数L*,a*,b*值差异极有统计学意义(p<0.01),生境及生境与品种的交互作用对Chla, Chlb, Chls, Car, LSP, AQY, CSP,P_(nmax),A_(nmax),Fv/Fm和ETR产生极显著影响(p<0.01),其中pH值、土壤含水率、海拔和坡向是影响鸡爪槭光合特性的关键因子.生境间差异对引种鸡爪槭的光合特性均有显著影响,但在同一生境中,三季黄枫捕获、传递光能以及进行能量转化的光合色素质量分数均大于其他2个品种,表现出更强的环境适应性.

遮荫对鸡爪槭非结构性碳和化学计量特征的影响

为了探究鸡爪槭(Acerpalmatum)的光适应生长策略,测定并分析了不同光照强度(CK、60%光照与40%光照)下鸡爪槭根、枝与叶中非结构性碳积累、分配及其C:N:P化学计量特征。结果表明:随着遮荫程度增加,根的非结构性碳水化合物含量(NSCs)及其组分增大,枝与叶的NSCs及其组分减小,叶N、P含量增大,C:N、C:P减少,枝N含量、N:P先减小再增大,P、C:N和C:P先增大再减小,根N、P含量先增大再减小,N:P、C:N和C:P先减小再增大。在全光照下,NSCs及其组分为叶>枝>根,N含量为叶>根>枝,N:P和C:N为根>叶>枝;60%的光照下,NSCs及其组分为叶>枝>根,N含量与N:P为叶>根>枝,C:N与C:P为枝>叶>根;40%光照下,NSCs及其组分根>叶>枝,N、P含量为叶>枝>根,C:N与C:P为根>枝>叶。相关性分析表明,叶可溶性糖、淀粉、NSCs含量与N、P含量呈显著负相关,与C:N和C:P呈显著正相关(P<0.01);枝NSCs含量与N和C:N呈显著负相关(P<0.05),根NSCs与C:N呈显著正相关(P<0.05),枝SS:ST与N、N:P与C:N呈极显著负相关(P<0.01)。由此可见,随着光照强度的降低,鸡爪槭通过增加根系NSCs积累与分配,保证根系的存活以及提高叶片N、P含量的策略来适应荫蔽环境。

鸡爪槭转色期叶色变化生理研究

以杭州植物园与花港观鱼公园的鸡爪槭(Acer palmatum Thunb)成龄植株为材料,测定10月下旬至12月上旬鸡爪槭转色期叶绿素、花色素苷和可溶性糖含量的变化,比较不同光照强度及温度对叶色的影响。结果表明:叶片中叶绿素含量随时间的变化逐渐降低,树冠背阴面叶片中的叶绿素含量显著高于向阳面,阳面东向显著高于阳面西向;花色素苷的含量则随时间不断升高,11月21日之后变化尤其显著;可溶性糖含量在11月21日之前迅速增加,之后趋于稳定。温度与叶绿素含量呈显著正相关,与花色素苷和可溶性糖含量成显著负相关。

盐胁迫对鸡爪槭幼苗生长及其叶绿素荧光参数的影响

以鸡爪槭幼苗为材料,采用盆栽方法,研究了不同盐浓度[0.042%(对照)、0.2%、0.4%和0.6%]对鸡爪槭幼苗生长的伤害和叶绿素荧光参数的影响。结果显示:当土壤NaCl含量为0.2%、0.4%和0.6%时,鸡爪槭幼苗分别表现为轻度、中度和重度盐害;叶片含水量、叶绿素a和b及叶绿素总含量均随盐浓度的增加而显著下降,花色素苷含量则表现为随盐浓度的增大而显著上升,分别比对照高出48.7%、280.3%和382.7%;叶片叶绿素荧光参数PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、潜在量子效率(Fv/Fm)、光化学量子产量(Yield)、光合电子传递速率(ETR)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)均随着盐浓度的增大呈显著下降趋势,但非光化学猝灭系数(NPQ)在低盐胁迫时则较对照显著提高,0.2%NaCl处理时比对照显著增加33.3%,而高盐胁迫下则显著下降。研究表明,盐胁迫显著抑制了鸡爪槭幼苗叶片叶绿素合成和光合作用进行,而幼苗叶片在低盐胁迫下则可能通过增加PSⅡ反应中心非辐射热能量耗散来保护光合机构不受损害,从而表现出一定的耐盐胁迫能力。

延长光周期对罗汉松和鸡爪槭苗期生长及养分吸收利用的影响

采用盆栽试验,通过每天将光周期延长至约18h的处理对罗汉松和鸡爪槭容器苗木进行培育,以自然光周期为对照,研究2种苗木在养分吸收和利用方面的响应。结果表明:和自然光周期处理相比,在延长光周期培育下罗汉松和鸡爪槭的苗高增幅分别达到17%(P=0.004 8)和20%(P=0.023 0),但新根数分别下降了31%(P=0.044 2)和21%(P=0.026 5),地径和根长均未出现显著响应;光周期延长也使鸡爪槭苗木的生物量(P=0.005 5)和氮(N)(P=0.018 3)、磷(P)(P=0.012 5)、钾(K)(P=0.001 4)含量均显著增加,却并未引起罗汉松体内P和K含量发生变化;试验结束时,罗汉松体内N、P、K质量分数分别为(1.57±0.14)%、(0.93±0.25)%和(1.21±0.15)%,分别比鸡爪槭高8%(P=0.045 8)、87%(P<0.000 1)和110%(P<0.000 1);延长光周期会同时提高苗木对N的吸收和利用效率,但是不会影响养分淋溶。总体上,虽然延长光周期处理对2种苗木的生长和养分吸收产生了一定的促进作用,但也容易导致苗木出现"头重脚轻"的形态,并且在苗体养分浓度稀释方面存在极大的隐患。

鸡爪槭花粉活力与贮藏特性的研究

以鸡爪槭花粉为试材,采用液体培养基法进行离体培养,研究鸡爪槭花粉活力及贮藏特性。结果表明,鸡爪槭花粉萌发观察的最佳培养时间为24 h;不同浓度蔗糖、硼酸对花粉萌发具有显著影响,确定了最适宜鸡爪槭花粉萌发的液体培养基为15%蔗糖+0.01%硼酸。不同的贮藏条件对花粉萌发有显著的影响,且花粉活力随着贮藏时间的延长而下降;室温条件下贮藏鸡爪槭花粉15 d之后完全丧失萌发能力,冷藏处理的花粉在20 d后花粉活力降至28.1%,而冷冻贮藏的花粉贮藏20 d以后花粉活力仍为46.6%。冷藏(4℃)和冷冻(-20℃)有利于保存鸡爪槭花粉,如花粉保存15 d之内,冷藏和冷冻条件均可以;如保存15 d以上,则冷冻保存更合适。

鸡爪槭叶片色素组成及叶色变化

以鸡爪槭叶片发育期间叶色明显差异的芽叶期、展叶期、初叶期、小绿期、大绿期、绿叶期和红叶期的叶片为材料,利用紫外分光光度法、薄层层析色谱法、颜色特征反应、高效液相色谱法对色素种类和质量分数进行检测,并分析了叶色变化的原因。结果表明:鸡爪槭叶片中的色素主要有叶绿素、类胡萝卜素、矢车菊素、矢车菊素半乳糖苷、矮牵牛素、儿茶素、绿原酸、表儿茶素、二氢杨梅酮、芦丁、香豆酸、对香豆酸、根皮苷、杨梅素和槲皮素;芽叶期到初叶期叶片红色变浅主要是因为矢车菊素半乳糖苷的质量分数降低;初叶期到绿叶期叶色由浅红转为深绿主要是因为叶绿素大量积累的同时矢车菊素半乳糖苷质量分数降低;叶色由绿叶期的深绿到红叶期的紫红,是矢车菊素半乳糖苷质量分数增加和叶绿素质量分数降低共同作用的结果。

秋季模拟酸雨对鸡爪槭叶片呈色相关生理的影响

以去离子水为对照探讨秋季不同pH值(pH 5.0、pH 4.0、pH 3.0、pH 2.0)的模拟酸雨对2年生盆栽鸡爪槭叶片呈色效果的影响。结果表明:随着模拟酸雨胁迫后时间的延长,叶片叶绿素含量逐渐降低,花色素苷含量与花色素苷/叶绿素逐渐升高,可溶性糖含量先降低后升高;其中pH 5.0模拟酸雨处理的植株在试验过程中叶绿素a/b一直处于较低水平,而花色素苷含量、细胞汁液pH值相对较高,叶片脱落率较低,伤害指数较小,且落叶期推迟;而pH≤3.0模拟酸雨处理植株的色泽虽也较鲜艳,但叶片脱落率较高,观赏价值丧失。因此,秋季喷施pH 5.0的模拟酸雨可提高鸡爪槭的观赏效果,且能延长观赏期。

遮荫对鸡爪槭生理特性和叶绿素荧光参数的影响

以鸡爪槭幼苗为试材,研究了不同遮荫处理(一层遮荫、二层遮荫)对鸡爪槭生理特性和叶绿素荧光的影响。结果表明,全光照条件下鸡爪槭叶片叶绿素含量高于遮荫条件下叶绿素含量,且差异达到显著水平;叶片花青苷含量随遮荫程度的增加而降低,且与全光照相比,均达到显著水平;叶片相对含水量均随遮荫程度的增加而升高,而比叶重则相反;叶绿素荧光参数Fv/Fo、Fv/Fm、qP随着遮荫程度的增加而增加,qN随着遮荫程度的增加而降低。综上所述,遮荫条件下,鸡爪槭可通过增加叶绿素含量、降低Chl.a/b来提高对光能的吸收能力;通过增加PSⅡ反应中心开放的比例、减少热耗散等途径来提高PSⅡ光能转化效率,进而保证光合作用正常进行。因此,鸡爪槭适合种植于低光照环境下。

Cd^(2+)胁迫对鸡爪槭PSⅡ叶绿素荧光动力学特性的影响

为探讨重金属镉(Cd)对鸡爪槭叶片PSⅡ叶绿素荧光动力学特性的影响,通过盆栽试验对鸡爪槭(Acer palmatum)二年生实生苗进行Cd2+胁迫处理,分别在处理后第15 d、30 d、45 d,测定荧光动力学和荧光参数,并进行JIP-测定(JIP-test)分析。结果表明:Cd2+胁迫降低了鸡爪槭叶片的荧光产量,荧光动力学曲线出现K相的升高;随着Cd2+浓度的增加和胁迫时间的延长,初始荧光F o逐渐升高,在200 mg/kg Cd2+处理达到峰值,表示受体侧电子传递的参数M o上升,S m、Ψo、φEo均呈下降趋势;反应中心密度参数RC/ABS在胁迫后期显著降低,表示单位反应中心活性参数ABS/RC、TR o/RC、DI o/RC增加但速度变缓;ET o/RC略升之后下降,表示PSⅡ光合效率的参数F v/F m和PI abs在胁迫后期显著降低。Cd2+胁迫可抑制或破坏PSⅡ反应中心活性来影响鸡爪槭的生长。低浓度Cd2+(≤50mg/kg)下鸡爪槭通过自身调节机制使过剩光能耗散掉,光合电子传递得到恢复,对PSⅡ伤害较小;中高浓度Cd2+(≥200 mg/kg)会导致PSⅡ反应中心吸收和捕获的光能降低,电子传递受阻,表现出光抑制现象;同时能量耗散受阻,过剩激发能导致活性氧的产生,反应中心发生不可逆失活,从而破坏PSⅡ光合功能。

鸡爪槭黄色品种叶片转色期生理变化

以鸡爪槭、金陵黄枫和荷兰黄枫为材料,从10月下旬至12月上旬叶片秋冬转色期测定叶绿素、类胡萝卜素、花色素苷和可溶性糖含量,比较不同试材各指标的变化趋势。结果表明,试验期间3份试材叶片叶绿素含量均呈现下降趋势;叶绿素a与叶绿素b比值均呈先上升后下降的趋势;类胡萝卜素含量呈先上升后下降,最后趋于稳定的趋势;花色素苷及可溶性糖含量均呈上升趋势。叶绿素与类胡萝卜素、叶绿素与花色素苷、类胡萝卜素与花色素苷之间的比值呈下降趋势。花色素苷含量与总叶绿素含量呈负相关,与可溶性糖含量呈正相关。

不同季节3个鸡爪槭品种的光合与生理特性

以鸡爪槭品种小鸡爪槭、荷兰黄枫、金陵黄枫为材料,测定其在春、夏、秋3个季节的光合速率、色素含量、叶片比叶重、叶片细胞液pH值和相对电导率的变化。结果显示:3个鸡爪槭品种日光合量随季节的变化先升高再降低,气孔导度与日光合量变化趋势相同,胞间CO2浓度却相反。金陵黄枫的电导率低于荷兰黄枫。金陵黄枫在3个季节中,比叶重较高,叶片细胞汁液pH值低于荷兰黄枫和小鸡爪槭,类胡萝卜素一直维持在相对稳定的水平。变色期(秋季),小鸡爪槭和荷兰黄枫的花青素和类胡萝卜素含量都显著升高,金陵黄枫仅花青素苷含量急剧增加。表明盛夏季节金陵黄枫对日灼抗性较高,叶片呈色较好。

鸡爪槭新品种金陵黄枫组培技术初探

以鸡爪槭新品种"金陵黄枫"腋芽的茎段为外植体进行快速繁殖。结果表明,70%乙醇1 m in+0.1%氯化汞25 m in配合使用杀菌效果较好。基本培养基都以NN69最适合,筛选出各阶段较佳培养基:(1)腋芽萌动培养基为NN69+NAA 0.1 mg/L+TDZ 0.3 mg/L,茎切段在该培养基上萌芽快,且侧芽长而粗壮;(2)增殖培养基为NN69+NAA 0.2 mg/L+TDZ 0.8 mg/L;(3)生根培养基为1/2NN69+NAA 0.5 mg/L,试管苗生长良好,生根率最高。

遮荫处理对‘血红鸡爪槭’叶片色素及碳水化合物含量的影响

研究了不同遮荫处理对鸡爪槭的栽培变种‘血红鸡爪槭’叶片叶绿素、花色素苷以及糖和淀粉含量的影响,结果表明:随着光照强度的减弱,‘血红鸡爪槭’叶片中叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素以及类胡萝卜素的含量都增多,但光强太弱含量反而会降低;叶片中花色素苷、糖以及淀粉含量随着光照强度降低而减少。

涝渍胁迫对鸡爪槭幼苗光合生理特性的影响

通过设置对照（CK）、涝害（LH）和渍害（ZH）3种水分处理,研究鸡爪槭2年生实生苗的生理生态适应机制。结果表明：与CK比对,LH和ZH组鸡爪槭幼苗除胞间CO2浓度升高,净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）均显著降低;Pn、Gs在试验初期下降稳定,随着处理时间延长至第20天下降加速;LH和ZH组光合色素含量一直处于下降,受到胁迫显著;叶绿素a与叶绿素b的含量比值介于2.65～4.42之间,叶绿素与类胡萝卜素含量比值则在4.55～5.94之间。不同水分处理均显著影响鸡爪槭幼苗叶片气体交换以及光合色素,鸡爪槭幼苗表现出不耐水淹的生理生态特性。

血红鸡爪槭叶片总RNA提取方法的比较研究

血红鸡爪槭叶片中富含多糖、多酚物质,严重影响了RNA提取纯度和质量。为了获得适宜血红鸡爪槭叶片总RNA提取的方法,采用柱式植物RNAout法、TRIZOL法和改良CTAB法3种提取方法对其叶片总RNA提取效果进行比较分析。结果显示,采用柱子法提取获得的总RNA产率最高,但是有DNA污染;TRIZOL法提取的总RNAOD260/OD280为1.65,可能有多糖和酚类物质的污染,并且产率最低;改良CTAB法提取的总RNA纯度很高,OD260/OD280平均值在2.0左右,产率在上述2种方法之间,电泳图清晰,而且改良CTAB法提取的总RNA,经RT-PCR获得了清晰的特异性条带。表明改良CTAB法提取的总RNA纯度和产率高,完全可以满足进一步分子生物学研究的需要,是血红鸡爪槭叶片总RNA提取的适宜方法。

血红鸡爪槭红色素提取及稳定性

对血红鸡爪槭红色叶提取液的稳定性进行研究,结果表明,红色素溶液的吸光度具有与花青苷相似的UV特征吸收光谱;血红鸡爪槭红色素溶于水及醇酸水溶液中,在pH值为1～3的酸性环境下较为稳定;自然光照射对色素有破坏性,紫外光照射具有增色作用;常见金属离子对色素影响不明显,如:Na+、K+、Ca2+、Zn2+、Mg2+等金属离子不与其发生反应,但是Fe3+、Cu2+会引起色素颜色发生变化;蔗糖、柠檬酸可能与色素发生辅色效应从而明显地提高了其稳定性。

鸡爪槭种下分类群的DNA条形码筛选

槭属鸡爪槭（Acer palmatum Thunb.）是北温带广泛分布的一类园艺观赏树种,由于频繁的种内杂交渐渗导致其种下分类群的形态性状特征趋同,致使传统的形态学分类难以准确鉴定,新兴的DNA条形码技术为快速、准确的鉴定鸡爪槭种下分类群提供了新的思路。本研究采用5个叶绿体DNA片段（rpl16、psbA-trnH、trnL-trnF、rbcL、matK）和核基因组ITS片段,运用PWG-distance和Tree-Building两种方法对鸡爪槭的8个分类群共32个个体进行DNA条形码分析。结果显示,单个叶绿体基因组片段（分辨率为0%~25%）或核rDNA ITS片段（12.5%）的分辨率较低,不同组合的叶绿体DNA片段（0%~62.5%）、叶绿体片段与核rDNA ITS片段（12.5%~50%）的分辨率则相对较高。其中,rpl16＋psbA-trnH＋trnL-trnF片段组合的分辨率最高（62.5%）,较为符合DNA条形码快速、准确鉴定的要求,因此建议将其作为鸡爪槭种下分类群鉴定的DNA条形码。

鸡爪槭叶色变化机制研究

以鸡爪槭为材料,研究其叶色变化机制,通过检测与叶色相关的生理指标,探究其与叶色变化的相关性;并用SRAP分子标记技术对鸡爪槭的叶色基因初步定位。结果显示,鸡爪槭叶色变化和含水量没有显著相关性;与叶绿素含量呈显著的负相关性;但与花色素苷与叶绿素的比值呈正相关关系。花色素苷含量越高,叶片越红;可溶性糖和苯丙氨酸解氨酶与花色素苷的合成相关,其含量或活性的高低和叶片颜色变化有显著相关性。5-氨基酮戊氨酸和胆色素原与叶绿素的合成相关,其含量越低,叶片越红。SRAP标记未能定位到鸡爪槭的叶色基因。

红色鸡爪槭叶绿素荧光特征参数及其与日灼伤害的关系

通过叶绿素荧光特征参数研究了荷兰红枫、日本红枫等红叶鸡爪槭品种PSⅡ光化学活性、能量分配及日灼抗性的差异。结果表明,日灼抗性较强的鸡爪槭原变种其Fo、Fm、Fv/Fo、Fv/Fm、qP、ETR、Yield等荧光参数显著高于日灼抗性较弱的荷兰红枫,而原变种的上述参数值多与日本红枫之间无显著差异,分析明确了各荧光参数与日灼伤害程度间的对应关系。