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。

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。

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。

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。

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。

弱光对茄子光合系统Ⅱ(PSⅡ)的影响

根据快速叶绿素荧光诱导动力学原理,以遮光(光照强度相当于自然光照的40%)15 d或30 d为处理,以同期生长不遮光(自然光照)为对照,用JIP-测定法分析了弱光对茄子光合系统Ⅱ(PSⅡ)结构和功能的影响。遮光使O-J的荧光上升速度明显加快。遮光导致反应中心捕获的激子中用来推动电子传递到电子传递链中超过QA的其它电子受体的激子占用来推动QA还原激子的比率(ψO)、单位叶面积上有活性的反应中心的比例(RC/CSO)、单位面积电子传递的量子产额(ET/CS)和单位叶面积热耗散(D I/CS)降低,但是反映单位反应中心活性的各项比活性参数如ABS/RC、TR/RC、ET/RC、D I/RC值却升高。最大光化学效率(φPo)受弱光影响不大,但以吸收光能为基础的性能指数PIABS和以单位面积为基础的性能指数PICS却分别减少22.76%和25.12%。通过以上结果我们得出如下推断:(1)遮光导致PSⅡ反应中心受体侧QA-往下的电子传递体减少,较多的光能被用来还原QA;(2)长期弱光条件不能满足叶片生长的需要,叶片中生成的PSⅡ反应中心数量减少,并产生了非QB还原反应中心(NQB);(3)在遮光胁迫下性能指数比最大光化学效率(φPo)更敏感,能更准确地反映遮光后PSⅡ光合结构的变化。

基于快速叶绿素荧光技术的油菜冠层生化参数垂直异质性分析

准确获取作物冠层生化信息对监测作物生长和指导精准施肥具有重要意义。现有的作物生化参数的垂直分布研究以高光谱遥感反演为主,缺乏与光合生理的联系。本研究主要探究了不同氮素处理水平下油菜苗期冠层内的叶绿素、类胡萝卜素、干物质和水分等生化参数的垂直分布变化特性,同时利用快速叶绿素荧光技术测定了叶片的光合性能,并通过线性回归分析和主成分分析进一步剖析了荧光响应与生化参数的内在联系。试验结果表明:(1)苗期中期油菜冠层的叶绿素含量、类胡萝卜素含量、干物质和水分含量均呈抛物线型的非均匀垂直分布,而叶绿素与类胡萝卜素的比值具有与其他生化参数不同的垂直分布模式,其随着叶位升高和施氮量的增加逐渐下降,与推动力DF_(Total)、电子链末端量子产额φ_(Ro)等荧光参数的垂直分布模式相同;(2)荧光参数,特别是DF_(Total),对油菜叶片叶绿素与类胡萝卜的比值、叶绿素和干物质含量具有较强的评估能力;(3)缺氮会降低苗期油菜叶片的光系统Ⅰ和Ⅱ(PSⅠ和PSⅡ)性能,通过最大光化学效率φ_(Po)等荧光参数可对氮素胁迫进行诊断;而不同叶位叶片在PSⅠ性能即电子末端传递效率上具有显著差异,通过DF_(Total)可有效表征冠层生化参数的垂直异质性。上述结果表明,应用快速叶绿素荧光技术对作物进行生化信息的垂直异质性监测具有可行性,可为指导精准施肥和提高优质优产提供新思路和技术支撑。

第十章 融合以及大师的技术(节选)

创造性的指挥：多样化——七种类型 音乐表达的自由并不意味只要我们认为适当，便可任意地挥动我们的双手；我们的动作必须永远在演奏家眼中看起来是清晰可辨的，并且是表现了音乐的。我们不需要以牺牲清晰明了来换取灵活性和创造性。当然，指挥家的目标可以被这样概括：追求意图的明确，而不是纯粹的拍子的清晰。

氯化铯处理对菠菜叶片光系统Ⅱ活性的影响

为进一步揭示Cs对植物光合作用的影响机理,采用不同浓度的CsCl和石英砂培处理菠菜(Spinacia oleracea L.)幼苗,利用快速叶绿素荧光诱导动力学分析手段,探究Cs胁迫后菠菜叶片光系统Ⅱ(PSII)的受损部位、受损程度及光合电子传递情况。结果表明,当CsCl处理浓度为1~5 mmol/L时,菠菜PSII反应中心供体侧放氧复合体(OEC)受到一定伤害,但不显著,与此同时,φ_(Po)、φ_(Eo)、Ψ_(o)参数值上升,说明低浓度处理下菠菜通过调节有活性的反应中心的开放程度升高,促使PSII光合活性增大,从而适应外界环境的变化;当CsCl处理浓度大于10 mmol/L时,CsCl胁迫既损伤了菠菜叶片PSII供体侧OEC,同时也对PSII的反应中心和受体侧造成伤害,从而阻碍光合电子的传递。

NaCl胁迫下黄连木叶片光合特性及快速叶绿素荧光诱导动力学曲线的变化

以1年生黄连木为试材,设置NaCl浓度分别为0(CK)、0.15%、0.3%、0.45%、0.6%5个处理,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NaCl胁迫对黄连木叶片光合特性和快速叶绿素荧光诱导动力学参数的影响.结果表明:随着NaCl浓度的升高,黄连木叶片中的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量逐渐降低,叶绿素a/b比值先升高后下降,类胡萝卜素含量逐渐增加;叶片的净光合速率(P n)、气孔导度(g s)逐渐降低,其中NaCl浓度<0.3%时,叶片P n下降主要受气孔限制;当NaCl浓度>0.3%时,P n下降主要由非气孔因素限制;单位面积捕获的光能(TR o/CS o)、电子传递的量子产额(ET o/CS o)、单位面积的反应中心数量(RC/CS o)、量子产额或能量分配比率(ψo和φEo)逐渐降低,而单位面积吸收的光能(ABS/CS o)、荧光诱导曲线中K点(W k)和J点(V j)明显增加,说明盐胁迫对黄连木叶片放氧复合体(OEC)、受体侧和PSⅡ反应中心造成了伤害.当NaCl浓度为0.3%时,PSⅡ最大光化学效率(F v/F m)和光化学性能指数(PI ABS)分别比对照下降17.7%和36.6%.

低养分基质下沙地柏和樟子松苗木对遮荫的响应

为了研究遮荫对贫瘠土壤上生长的植物存活率、相对生长率(RGR)、生物量分配模式及光合特性的影响,本文以耐荫的沙地柏和不耐荫的樟子松苗木为试材,进行全光和不同遮荫处理(35%、65%和95%),遮荫处理时间为2个生长季。结果表明,随着光照强度减弱,沙地柏的存活率和生长量没有明显变化,总生物量和RGR均呈先上升后下降的趋势,且RGR指标均为正值,茎根比显著提高;而樟子松存活率和生长量显著降低,总生物量和RGR一直呈下降趋势,且95%遮荫率下RGR为负值,茎根比显著降低。沙地柏的最大光化学效率(Fv/Fm)对遮荫更加敏感,在35%遮荫率下就显著增加,而樟子松在65%遮荫率时才开始显著增加。JIP-测定进一步表明,遮荫下沙地柏标准化荧光值(Vt)从O相到接近P相的过程中均明显低于全光照(CK),电子越过QA的能量占反应中心捕获能量的比例(ψo)、用于电子传递的量子比率(ψEo)均提高,且质体醌库(Sm)变大,质体醌库还原速率(Sm/Tfm)提高、初级醌受体被还原的次数(N)增多,单位激发态面积用于电子传递的能量(ET_o/CS_o)增加、反应中心数目(RC/CS_o)增多,单位反应中心电子传递的能量(ET_o/RC)增加,同时单位激发态面积(DIo/CS_o)和单位反应中心(DIo/RC)的热耗散的能量均降低,最终导致其性能指数(PIABS,PICS_o,PICSm)明显高于全光照。遮荫下樟子松标准化荧光值从O相到接近P相的过程中均明显高于CK,除热耗散指标外以上这些荧光参数与CK没有明显差异,甚至更低,而DIo/RC指标保持不变,最终导致其性能指数(PIABS,PICS_o,PICSm)与CK没有明显差异。以上结果暗示,沙地柏在较低的光强下能维持较高的生长量,通过维持正向碳平衡保持了较高的存活率,增加了地上生物量的比例,提高了光反应阶段电子传递的能量水平;而樟子松碳收支失衡导致了较低的存活率,地上生物量比例下降,电子传递的能量水平降低。