畸形波作用下JIP Spar平台波浪力分析

利用时域高阶边界元法研究畸形波、系泊系统与浮式结构物耦合作用问题,运用四阶Runge-Kutta方法更新下一时间步的波面和速度势,采用非线性有限元法模拟系泊缆索的各种受力及缆索的弹性变形。以Longuet Hinggins模型为基础,调整组成波的初相位,在很短的波列中得到满足畸形波定义的波形。分析了聚焦位置、初始相位、谱峰周期、谱宽以及水流参数等对系泊JIP Spar平台缆绳力和波浪荷载的影响。将入射波浪的聚焦点分别设置在平台的迎浪侧和背浪侧,分析缆绳力和波浪荷载聚焦峰值,模拟结果发现其最大值产生在聚焦点为迎浪侧的情况。当聚焦点在迎浪侧时,缆绳力和波浪荷载聚焦峰值随着初相位的增加而减小,随着谱宽的增加而减小,而随着谱峰周期的增加而增加。

应用JIP-test分析不同溶液处理对柚苗的影响

应用JIP-test初步分析了不同溶液处理对柚苗叶片光合PSⅡ系统的影响,结果表明:处理后柚叶F_o升高,F_m、F_v值降低,F_v/F_m、F_v/F_o、F_m/F_o比值均降低;经百喜草、圆叶决明浸提液处理的柚苗,其叶片F_o增加幅度较小,F_m、F_v值降低幅度较小,表明2个处理PSⅡ光合色素吸收能量后,以热能和荧光形式散失的部分较少,有较多的能量可以用于下一步电子传递和能量转化,受体侧电子传递能够较为顺利进行,而2个浓度除草剂溶液处理后F_o、F_m、F_v变化幅度均最大,表明该处理使叶片吸收能量的一大部分(37.47%、40.61%)以各种形式散失,电子传递阻力较大;各处理对柚叶PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)及捕获激发能效率(F_m/F_o)的影响要远大于对原初光能转化效率(F_v/F_m)的影响,各处理对原初光能的转化效率影响范围在5.98%~16.95%(不含CK),百喜草、圆叶决明浸提液处理对柚叶PSⅡ原初光能转化效率的影响最小,2个浓度除草剂处理F_v/F_o、F_m/F_o值大幅降低,对柚叶PSⅡ的功能伤害程度较大,严重影响了光合作用的进行。

教育学院开展基础教育科学研究的成功实践——中学JIP实验的回顾与思考

中学JIP实验是一项旨在提高中学生学习质量的教育改革项目。从1990年项目开始到2005年结束,中学JIP实验本着"主体参与、分层指导、及时反馈,激励评价"的原则,经过大面积大范围的基础教育群体性行动研究和创新实践,取得了丰硕的研究成果,也凸显了诸多实验特点,给以后的相关实验和项目提供了经验。

低温胁迫对连翘幼苗叶片生理特性的影响

连翘(Forsythia suspensa (Thunb.) Vahl)作为常见的早春花卉和大宗药用作物,低温是其在春季面临的主要胁迫因素。本研究以连翘幼苗叶片为试材,测定其在4个低温条件下的相对电导率、丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SP)和叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性以及叶绿素荧光参数等指标的变化。结果显示,低温胁迫引起连翘叶片相对电导率和MDA含量升高。连翘叶片通过多种途径抵御低温伤害,SP、SS、SOD在胁迫前期发挥主要作用,胁迫增强时Pro和POD发挥更为主要的作用。JIP-test分析结果表明,低温对光合作用产生显著影响,主要体现在对电子传递的抑制和受体侧的伤害上,0℃处理伤害最为严重。低温胁迫影响连翘幼苗生长,4℃以上低温胁迫解除后,其生长可得到恢复,而0℃低温胁迫对其造成的伤害不可逆。

盐碱胁迫对山葡萄光合特性及生长发育的影响

以棚内盆栽山葡萄品种‘双优’(抗逆性弱)和‘左山一’(抗逆性强)扦插苗为材料,利用气体交换分析和叶绿素荧光诱导动力学分析手段,研究了轻度、中度和重度盐碱胁迫对不同抗逆性山葡萄品种的光合特性及PSⅡ活性以及生长发育的影响,为山葡萄耐盐碱品种的评价提供理论依据。结果显示:(1)‘双优’各胁迫程度下的净光合速率(P_n)、气孔导度(Gs)和重度胁迫下的蒸腾速率(T_r)显著低于对照,而‘左山一’重度胁迫下的Pn和T_r、中重度胁迫下的Gs、各胁迫程度下的胞间二氧化碳浓度(Ci)显著低于对照,净光合速率下降主要归因于气孔限制和非气孔限制。(2)轻度、中度盐碱胁迫‘双优’叶片单位反应中心吸收的光能(ABS/RS)、单位面积内有活性反应中心数目(RS/CS)和吸收光能为基础的性能指数(PIABS),以及重度盐碱胁迫下‘左山一’的ABS/RS、RS/CS、用于电子传递的光能(ETo/CS)均显著低于相应对照,其余均无显著变化。(3)2品种山葡萄植株茎流率及株高、叶片数和根系生物量等生长指标在不同盐碱胁迫水平下均比对照显著降低,并以‘双优’品种降低幅度更大。研究表明,盐碱胁对山葡萄‘左山一’的叶片净光合速率、PSⅡ光能吸收和传递效率以及生长的抑制作用均小于‘双优’,‘左山一’的耐盐碱性更强。

模拟盐胁迫对白榆种子发芽、出苗及幼苗生长的影响

以白榆为试材,研究模拟盐胁迫对种子萌发、出苗、幼苗生长及对其光合性能的影响,旨在为白榆耐盐种质资源的筛选提供理论依据。结果表明,随着盐胁迫浓度的增加,发芽率和发芽指数下降,发芽时间延长,幼苗出苗率、成苗率和存活率均呈下降趋势,盐胁迫抑制了幼苗苗高和根长生长。白榆幼苗阶段耐盐能力弱,出苗后一些幼苗受土壤盐分胁迫又陆续死亡。盐胁迫使叶片光合系统量子产额和能量分配比率(φPo、Ψo和φEo)、单位面积光合机构的比活性参数(ABS/CSM、TRO/CSM、ETO/CSM)、单位面积内反应中心的数量(RC/CSO和RC/CSM)、性能指数(PIABS和PICSM)和推动力(DFCSM)降低,单位面积光合机构的比活性参数(ABS/CSO)、热耗散的量子比率(φDo)和单位面积的热耗散(DIO/CSM)增加。苗期耐盐能力差,造成盐胁迫条件下成苗率低和苗期死亡是盐碱地白榆林下种子极少成苗的主要成因。

超旱生植物沙冬青高温胁迫下的快速叶绿素荧光动力学特征

沙冬青Ammopiptanthus mongolicus是温带荒漠地区唯一的常绿阔叶灌木,由于其生长的沙漠中极端高温远高于其它地区,因此研究沙冬青对高温胁迫的响应特征对于解释植物的抗逆机理具有极为重要的意义。快速叶绿素荧光动力学可以在无损情况下探知叶片光合机构的热损伤程度,JIP-test方法将测量值转化为多种具有生物学意义的参数,因而被广泛应用于高温胁迫的有关研究中。对不同环境条件下快速叶绿素荧光诱导动力学曲线的分析可以深入了解植物光合机构对环境的适应机制。本文利用高频采样叶绿素荧光仪在野外下测定了沙冬青在不同温度处理下的荧光响应情况。研究结果表明,沙冬青耐热性在4045℃;25℃、30℃及40℃时的FV/FM在0.80以上,光合反应正常。50℃时出现高温胁迫特征：1）FV/FM降低为0.73;2）OJIP曲线变形为OKJIP曲线,K点出现在300ms左右,值为245.00;3）反应中心的活性下降,QA-的还原速率加快。这些变化是由于光合反应中的电子传递受阻引起的,而光合反应中心并没有被破坏,胁迫条件解除后,光合机构还可恢复,说明沙冬青具有极强耐热性。

水分胁迫对加工番茄光系统Ⅱ的影响

利用JIP-测定分析方法,研究水分胁迫对加工番茄(Lycopersicon esculentum Mill)叶片快速叶绿素荧光诱导动力学参数的影响。结果表明,随土壤水分的下降,最大荧光(Fm)、PSⅡ光化学活性(Fv/Fm)、量子产额或能量分配比率(φPo、ψo和φEo)、单位横截面积的比活性(RC/CSM、ABS/CSM、TRO/CSM和ETO/CSM)、单位PSⅡ反应中心耗散掉的能量(DIO/RC)、反应中心密度(RC/CSM)、性能指数(PIABS和PICSM)、推动力(DFABS)均降低,初始荧光(Fo)、热耗散的量子比率(φDo)、单位面积的热耗散(DIO/CSM)、单位PSⅡ反应中心的比活性(ABS/RC、DIO/RC)均升高;性能指数(PIABS、PICSM)和推动力(DFABS)对水分胁迫更为敏感。总之,水分胁迫下,加工番茄叶片发生光抑制,PSⅡ的受体侧受到伤害,PSⅡ反应中心降解或失活。认为性能指数(PIABS)和推动力(DFABS)可以作为光抑制指标。

大豆开花盛期快速叶绿素荧光参数的QTL分析

【目的】定位大豆R2时期(开花盛期)快速叶绿素荧光参数(JIP参数)QTL,分析不同参数间的遗传关系,比较参数在R2和R6时期(鼓粒盛期)遗传基础的异同。【方法】以大豆品种科丰1号和南农1138-2及其杂交衍生的184份重组自交系为材料,在盆栽条件下测定R2时期JIP参数,检测其QTL。【结果】检测到16个JIP参数QTL,分布在连锁群A1、C2、D2、I、M、N和O上,单个QTL的LOD值为2.40—5.65,贡献率为4.40%—20.06%;检测到3个同时控制多个参数的染色体区间,分别是连锁群C2上标记区间Satt286—Satt316、连锁群I上标记区间Sat_418—Satt650和连锁群O上标记区间Sat_231—Sat_196。【结论】不同JIP参数间既有共同的控制基因(QTL),也有各自独特的控制基因;JIP参数多数QTL不能在R2和R6时期重复检测到,控制其表达的遗传机制较为复杂;连锁群O上标记区间Sat_231—Sat_196在大豆R2和R6时期均检测到,该区间可能存在稳定表达的控制光合器官内禀结构和功能的基因,具有一定的育种价值。

通过快速荧光动力学曲线探测白黄瓜光系统Ⅱ的热激胁迫效应

以耐热性较强的短粗型白黄瓜和长棒型白黄瓜为试材,并以耐热性较差的‘新泰密刺’和耐热性较强的‘津春4号’为对照品种,经热激胁迫后采用植物效率仪PEA测试,进行光系统Ⅱ(PSⅡ)快速叶绿素荧光诱导动力学分析(JIP-test)及其热稳定性的热力学分析。随着热激胁迫温度的升高(在30～57℃下5min),表现为PSⅡ的最大光化学效率Fv/Fm、单位面积的光合机构含有的反应中心数目RC/CSo、放氧复合体活性ρk呈"S"型下降趋势;单位反应中心以热能形式耗散的能量DIo/RC呈"S"型上升趋势。综合分析反映出热激胁迫下PSⅡ反应中心的可逆失活、放氧复合体(OEC)的钝化和热耗散的三重机制在保护PSⅡ防止光抑制中起到重要作用。热激胁迫温度超过30℃时ρk就开始下降;超过40℃时RC/CSo开始下降;超过44℃以上,PSⅡ热耗散能力DIo/RC才表现出增加;超过51℃时,会加重耐热性较差的新泰密刺品种PSⅡ热耗散机构对PSⅡ保护的负担。通过标准状态变性自由能变ΔGD计算的变性中点温度Tm表明,PSⅡ蛋白复合体的热稳定性优于PSⅡ反应中心复合体热的稳定性和放氧复合体(OEC)的热稳定性。对于Fv/Fm、RC/CSo、和ρk的Tm均呈现出津春4号耐热性较强,新泰密刺耐热性较差,长棒型白黄瓜和短粗型白黄瓜耐热性居中。

软枣猕猴桃叶片光系统Ⅱ活性对不同温度的响应

以软枣猕猴桃“魁绿”为试验材料,利用快速叶绿素荧光诱导动力学曲线分析技术（JIP-test）研究了热胁迫处理对植株叶片光系统Ⅱ活性的影响。结果显示：（1）软枣猕猴桃叶片最大光化学效率（Fv/Fm）在35～48 ℃的范围内并没有明显变化,只有当温度升高到52 ℃时才显著下降。（2）随着温度升高,叶绿素荧光诱导动力学曲线中J点和I点的相对可变荧光Vj和Vi呈显著下降趋势,在52 ℃又显著升高,而K点的相对可变荧光Vk则逐渐上升;叶片捕获的激子将电子传递到电子传递链中QA-下游电子受体的概率（ψ0）随着温度升高而逐渐上升,但在52 ℃时显著下降。（3）随着热胁迫时间的延长,Vj和Vi随时间延长而升高,ψ0则下降,电子传递链受体侧受到了严重的抑制。研究表明,高温显著抑制了软枣猕猴桃叶片PSⅡ电子传递链供体侧和受体侧的活性,但PSⅡ的供体侧比受体侧对高温更加敏感;JIP-test测定的相关参数能有效地评价不同温度对软枣猕猴桃光系统活性的影响。

模拟干旱和盐分胁迫对沙枣幼苗PSⅡ活力的影响

通过PEG-6000和NaCl模拟实验研究了干旱和盐分胁迫对沙枣幼苗叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)活力的影响。结果显示:PEG胁迫使沙枣幼苗叶片PSⅡ在300μs时相对于FJ-Fo的可变荧光比值(Wk)升高,却降低了单位反应中心密度(RC/CSo)和最大量子产量(Fv/Fm),导致效能指数(PIABS)随水势降低而显著下降,阻碍了电子传递链中供体和受体侧的电子传递,也抑制了叶绿素的合成,从而全面抑制PSⅡ的活力;NaCl胁迫对沙枣叶片PSⅡ活力没有显著影响。比较两种处理等渗溶液下的结果发现,盐离子对沙枣叶片PSⅡ活力具有正效应,它抵消了渗透效应对沙枣叶片PSⅡ活力的抑制作用,这可能与盐离子进入叶片细胞,减轻了渗透胁迫有关。

快速叶绿素荧光诱导动力学分析在光合作用研究中的应用

JIP-测定(JIP-test)是以生物膜能量流动为基础建立的分析方法。利用该方法可以获得有关光系统II的大量信息。文章介绍了快速叶绿素荧光诱导动力学曲线的定义、数据分析方法及相关参数的意义,并举例说明如何利用该方法分析不同环境条件对光合机构主要是PSII的供体侧、受体侧及PSII反应中心的影响。

链格孢菌毒素对莱茵藻光系统Ⅱ的多重影响

链格孢菌毒素是从杂草紫茎泽兰中分离的天然致病真菌产生的植物毒素。以莱茵藻为实验材料,采用氧电极法和快速叶绿素荧光诱导动力学方法,研究链格孢菌毒素的作用位点。结果表明,该毒素对莱茵藻光系统Ⅱ有多重影响:(1)阻断受体侧QA到QB的电子传递;(2)使反应中心失活;(3)降低光能转化效率;(4)破坏(或迁移)反应中心的部分天线色素;(5)降低活性与非活性反应中心的天线色素之间能量传递的协调性。研究证实链格孢菌毒素在莱茵藻光系统Ⅱ中存在多个作用位点。

叶绿素荧光动力学参数对亚硫酸氢钠生理响应研究进展

利用叶绿素荧光技术来分析、研究亚硫酸氢盐对植物光合作用的影响及其机理是一个十分前沿和热门的课题。对该领域的相关文献进行了归纳和分析,指出了后续研究的重点,为同类研究提供借鉴参考。

Cr^(6+)胁迫对莱茵衣藻光合作用的影响

以莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)为研究材料,采用氧电极和快速叶绿素a荧光诱导动力学方法研究了不同浓度和时间Cr6+处理对其光合作用的影响。结果表明:当Cr6+浓度大于40μmol/L时,莱茵衣藻细胞数逐渐下降,而藻细胞变大;表观光合速率成为负值,呼吸作用随Cr6+处理浓度的增加先上升后下降至对照水平;莱茵衣藻有活性放氧复合体比例随Cr6+处理浓度的增加逐渐降低,80μmol/L Cr6+处理3 d时已下降至13.72%;光合驱动力(DFABS)随Cr6+浓度增加逐步下降,并以DFφPo在DFABS的下降中的贡献最大。研究发现,重金属Cr6+胁迫显著影响莱茵衣藻的光合作用,而对呼吸作用则影响较小;Cr6+主要通过损伤供体侧的放氧复合体以及阻断QA至QB的电子传递而抑制光系统Ⅱ的功能;莱茵衣藻光系统Ⅱ对Cr6+处理比较敏感且存在着多个作用位点,并首先影响反应中心光能捕获效率,其次影响反应中心的活性,最后影响QA-之后的电子传递。

基于叶绿素荧光探讨链霉素对念珠藻生长及光合毒性效应

为了探究不同浓度链霉素对念珠藻生长和光合的毒性效应,研究对不同浓度(0、0.05、0.1、0.2、0.5和1.0 mg/L)链霉素处理下念珠藻的生长、叶绿素荧光进行了测定。结果发现,培养至96h,链霉素对念珠藻的EC_(50)(96h-EC_(50))为(0.13±0.037) mg/L。与对照组相比,各链霉素浓度处理下叶绿素a的含量显著降低。最大光化学效率(φP_0)、可变荧光(F_v)、PSⅡ的潜在活性(F_v/F_0)、单位面积上有活性的反应中心(RC/CS0)、以吸收光能为基础的性能指数(PIabs)及反应中心吸收的光能用于电子传递的量子产额(φE_0)均随着链霉素浓度的升高而降低。然而,单位叶绿素最大荧光(F_m/Chl. a)、每个有活性的反应中心吸收的光能(ABS/RC)和热耗散(DI_0/RC)则随着链霉素浓度的升高而增加。当链霉素浓度大于0.1 mg/L时,叶绿素荧光动力学曲线出现K点的出现。结果表明链霉素可能通过抑制光合系统Ⅱ(PSⅡ)的电子传递和减少有活性的反应中心来影响念珠藻的生长,也暗示了高浓度链霉素对藻类的生长具有抑制作用。

EB病毒LMP-1在鼻咽癌细胞中通过JNK介导AP-1活化

EB病毒潜伏膜蛋白 1 (latentmembraneprotein 1 ,LMP 1 )活化激活蛋白 1 (activatorprotein 1 ,AP 1 )信号传导途径与其致瘤作用密切相关 .为了探讨LMP 1活化AP 1信号传导的分子机制 ,在可诱导调控LMP 1表达的鼻咽癌细胞系L7中 ,首先通过荧光酶双报道系统确定了LMP 1表达能激活AP 1 ;在此基础上 ,用c JunPathDetect系统确定LMP 1表达活化AP 1是通过c Jun的磷酸化 (活化 )介导 .虽然LMP 1不能上调c Jun上游主要调节激酶c JunN端激酶 (c JunN terminalkinase ,JNK)的蛋白表达 ,但能显著促进JNK的磷酸化 (活化 ) ;在L7细胞中导入JNK相互作用蛋白 (JNK interactingprotein ,JIP)基因 ,抑制JNK的核移位能显著抑制LMP 1诱导的AP 1活化 ,同时对NFкВ活化也有部分抑制作用 .结果表明 ,EB病毒LMP 1在鼻咽癌细胞中通过JNK介导AP

基于快速叶绿素荧光诱导动力学分析逆境对PSⅡ影响的研究进展

介绍了快速叶绿素荧光诱导动力学的含义及叶绿素荧光诱导动力学曲线(O-J-I-P曲线)各荧光参数和意义。在此基础上,从重金属胁迫、温度胁迫、光胁迫、盐胁迫和干旱胁迫几个方面概述了O-J-I-P曲线在分析逆境对PSⅡ供体侧、受体侧及反应中心的影响的研究进展中的应用现状,认为快速叶绿素荧光诱导动力学及分析技术(JIP-test)可在无损伤的情况下分析逆境胁迫对PSⅡ的损害程度;并且随着光合理论的发展及快速叶绿素荧光诱导动力学分析技术的日趋完善,其不仅能应用于分析逆境对光系统响应机制的研究,也将在评价环境污染、抗逆境植被的筛选、光合机理的研究、植物逆境光系统分子机制研究和植物病理学等研究领域得到越来越广泛的应用。

无机磷对多甲藻生长及叶绿素荧光的影响

磷通常被认为是水体藻类生长第一限制因子,水体中磷的质量浓度对藻类生长与光合作用有着重要的影响.多甲藻(Peridinium umbonatum)是淡水甲藻水华常见的种类,而磷对其影响的研究甚少.以多甲藻为研究对象,探讨不同质量浓度无机磷源对多甲藻的生长及叶绿素荧光的影响.结果表明,随着无机磷质量浓度的增加,多甲藻的吸光度(OD)也增加.从培养期的第11d开始,磷质量浓度为0.1和0.6 mg/L处理下的多甲藻的OD值高于无磷(0 mg/L)与低磷(0.005,0.02 mg/L)处理.叶绿素荧光动力学参数结果发现,当磷质量浓度为0.005mg/L与0.02mg/L时,PSII单位反应中心(RC)耗散掉的能量(DI_0/RC),单位反应中心捕获的并用于还原QA的能量(TR_0/RC),单位反应中心传递到电子传递链末端的能量(RE_0/RC),单位面积(CS)吸收的光能(ABS/CS_0),单位面积的热耗散(DI_0/CS_0),单位面积捕获的光能(TR_0/CS_0),单位面积电子传递的量子产额(ET_0/CS_0),单位面积传递到电子传递链末端的能量(RE_0/CS_0),吸收的能量传递到电子链末端的量子产率(R_0)与无磷处理组差异无统计学意义.而磷质量浓度高于0.1mg/L时,荧光参数与无磷处理组差异有统计学意义(p<0.05).这些结果表明了高磷处理(0.1,0.6mg/L)显著促进了多甲藻的生长与光合作用,而无磷与低磷条件则对甲藻的生长与光合产生一定胁迫,也暗示了磷质量浓度的变化可能影响多甲藻水华的发生及过程.