Ca^2＋对镉胁迫下玉米幼苗生长、光合特征和PSⅡ功能的影响

为探究钙(Ca^(2+))对玉米镉(Cd)胁迫的缓解作用,采用盆栽试验,研究了根部施加外源Ca^(2+)对Cd胁迫下玉米幼苗生长、光合特征及叶绿素荧光参数等生理指标的影响。结果显示,与对照(CK)相比,100mg/L的Cd处理显著降低了玉米幼苗株高、根、地上部生物量以及玉米叶片叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量。同时,净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、电子传递速率(ETR)、PSⅡ激发能捕获效率(F_v′/F_m′)、光化学淬灭系数(qP)和PSⅡ实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))显著下降,而非光化学淬灭系数(NPQ)和胞间CO_2浓度(C_i)较CK显著上升。外源施加Ca^(2+)可以有效增加镉胁迫下幼苗生物量的积累,明显提高叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量,升高P_n,G_s,T_r,F_v/F_m,ETR,F_v′/F_m′,降低NPQ和C_i,增加幼苗生物量积累,Ca^(2+)浓度为7.5~10.0mmol/L时各指标变化幅度最明显,缓解胁迫的效果最佳。研究结果表明,Cd胁迫使玉米幼苗叶片PSⅡ原初光能转化效率降低,电子传递受到抑制,净光合速率降低。适宜浓度的外源Ca^(2+)能有效缓解Cd对光合机构的伤害,增强幼苗叶片对光的捕获能力,促进光合作用,增加幼苗的生物量,增强玉米幼苗对Cd胁迫的抗性。

不同光强对纽荷尔脐橙叶片PSⅡ功能和光能分配的影响

以纽荷尔脐橙为材料,研究了不同光强(透光率分别为100%、34%和12%)对植物叶片PSⅡ功能和光能分配与利用的影响。结果表明,弱光显著降低了纽荷尔脐橙叶片的净光合速率、光饱和点和光补偿点,提高了表观量子效率、PSⅡ的最大光化学效率和光化学猝灭系数等。随着光强的减弱,PSⅡ天线色素吸收光能中分配于光化学反应的能量增加,分配于热耗散和荧光耗散的比例减少,但弱光与对照相比流经光化学反应的电子流量仍显著降低,说明弱光条件下纽荷尔脐橙叶片主要通过提高光能利用效率、转换效率和改变光能分配等进行适应性调节,对弱光逆境具有一定的生态适应性。

NO对干旱条件下小麦幼苗PSⅡ功能特性的调节效应

以0.1mmol L-1SNP为NO供体,对小麦幼苗根系进行-0.5 MPa PEG胁迫处理,研究了NO对胁迫后叶片电子传递、光能分配和反应中心开放等PSII功能的影响,以探讨NO在干旱条件下对植物光合作用的调节作用。在干旱胁迫的第1天和第3天,SNP处理不但增加了水势(Ψw)和叶绿素含量,且能维持PSII反应中心的电子传递(ФPSII和Fm/Fo)及潜在高光合效率(Fv/Fo);干旱胁迫减少了PSII反应中心开放的比例(qP)和PSII反应中心捕获光能的转化效率,但SNP处理后PSII开放反应中心的比例增加,利于干旱条件下叶片吸收的能量用于光化学反应(Pr)和PSII反应中心安全地耗散过剩光能。综上所述,干旱条件下NO对小麦幼苗叶片的PSII功能具有调节作用。

越冬期广玉兰阳生叶和阴生叶PSⅡ功能及捕光色素分子内禀特性的比较研究

捕光色素分子的内禀特性不仅决定了光能的吸收与传递,也将影响到激发能向光化学反应、热耗散和叶绿素荧光的分配。本文采用叶绿素荧光技术和光合电子流对光响应机理模型,研究了越冬期广玉兰(Magnolia grandiflora)阳生叶和阴生叶两种不同光环境下叶片PSⅡ功能及其捕光色素分子内禀特性的差异,以探索广玉兰越冬的光保护策略。结果表明:越冬期低温导致叶片轻微光抑制的发生,全光照加剧了阳生叶光抑制程度,而弱光环境有利于阴生叶光抑制的恢复。阳生叶可通过降低叶绿素含量和捕光色素分子数量以减少对光能的吸收,并且具有较强的光化学和热耗散能力以保护光合机构免受低温强光伤害。而阴生叶虽然其光化学反应能力相对较弱,但具有较强的热耗散能力,可有效地保护其免受短时曝露在强光下的伤害。

低夜温后不同光强对榕树叶片PSII功能和光能分配的影响

研究了自然低夜温后全光照与遮荫对榕树叶片PSII功能及光能分配的影响。结果表明低夜温后全光照条件下叶片吸收光能分配于光化学反应部分减少,而热耗散部分和反应中心过剩光能则增加,从而导致了PSII功能的下降,遮荫条件下光能分配于光化学反应的程度增加,虽然用于热耗散的比例下降了,但反应中心过剩光能相对较少,从而有利于PSII功能的恢复。

芜菁花叶病毒对寄主植物叶片PSⅡ功能的影响

芜菁花叶病毒(Turnip mosaic virus,TuMV)是十字花科蔬菜作物上最重要的病原病毒之一,TuMV在青菜、榨菜、芥菜、油菜等作物上的主要发病症状为花叶和畸形,研究植物病毒致花叶症状的机理有助于建立新的病毒控制理论.近年来,对于病毒影响寄主植物光合作用的机理研究日益受到重视[1～3],王春梅等报道了黄瓜花叶病毒(CMV)对烟草叶片和叶绿体光合活性的影响[4],郭兴启等报道了烟草感染马铃薯Y病毒(PVY)后光合作用的变化规律[5].我们在对TuMV侵染寄主植物光合作用影响测定的基础上,进一步研究青菜和芥菜2种寄主植物的光合链电子传递活力和叶绿素荧光动力学参数的变化,以探明病毒对寄主植物叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)功能的影响.

马唐生防菌画眉草弯孢霉毒素α,β-dehydrocurvularin对马唐叶片PSⅡ功能的影响

马唐[Digitariasanguinalis(L.)Scop]生防菌画眉草弯孢霉(CurvulariaeragrostidisJ.A.Meyer)菌株QZ2000产生一种具有除草剂活性毒素α,β-dehydrocurvularin。毒素对马唐叶片类囊体膜光系统Ⅱ(PSⅡ)的电子传递有较强的抑制作用,当毒素浓度达到0.688mmol·L-1时,电子传递速率比对照降低了19.37%。毒素对PSⅠ的电子传递影响较小。叶绿素荧光动力学参数测定显示,用0.516mmol·L-1浓度的毒素处理马唐离体叶片24h后,叶片的Fv/Fo、Fv/Fm、ΦPSⅡ、qP、qN、Fm都显著降低,而Fo呈上升趋势。试验结果显示,该毒素对PSⅡ光化学活性的抑制作用与均三氮苯类除草剂阿特拉津(Atrazine)、西玛津(Simazine)和取代脲类除草剂敌草隆(Diuron)有相似之处,叶绿素荧光动力学参数的变化表明,该毒素损坏PSⅡ中心和抑制QA的再氧化。表明该毒素可能是通过损坏PSⅡ中心及抑制QA的再氧化,使PSⅡ反应中心向QA、QB电子传递受阻,从而影响马唐的光合磷酸化与碳同化,引起马唐叶片坏死。qN的显著降低,表明毒素对PSⅡ中心的损坏也可能是由于毒素导致还原型电子受体积累增加了自由基的产生所致。

遮荫和氮养分对三裂叶蟛蜞菊生长、构件生物量分配和叶片PSⅡ功能的影响

为探查外来入侵植物三裂叶蟛蜞菊(Wedelia trilobata)对遮荫和氮养分的响应及其入侵性,采用盆栽实验研究了遮荫(轻度遮荫-相对光强为42%;重度遮荫-相对光强为12%)和不同氮养分(0、0.1、0.2和0.4 g·kg^(–1))对三裂叶蟛蜞菊生长、生物量分配以及叶片PSⅡ功能的影响。结果表明:1)经轻度遮荫的植物叶片数、分枝数、总生物量、生长速率显著大于重度遮荫;同一遮荫条件下,随氮养分的增加,茎生物量比增加、叶生物量比下降。2)重度遮荫降低了三裂叶蟛蜞菊叶片实际光化学效率(ФPSⅡ)和表观光合电子传递速率(ETR),对叶片PSⅡ反应中心有一定破坏作用;对最大光化学量子产量(Fv/Fm)的影响不显著(除0.2 g·kg^(–1)氮水平外)。3)氮养分对叶片PSⅡ活性的影响随遮荫程度而变化,轻度遮荫下,氮养分对叶片PSⅡ功能影响较小;重度遮荫下,随氮养分的增加,ФPSⅡ和ETR先上升后下降,Fv/Fm变化不显著。4)光强和氮养分的交互作用在三裂叶蟛蜞菊种群生长、竞争以及成功入侵过程中发挥着重要作用,在光照较充足的生境中容易成功入侵。

外源钙对干旱胁迫下不同抗性牡丹PSⅡ功能和光能分配的影响

以抗干旱能力较强的胡红和不耐干旱的乌龙捧盛牡丹品种为试材,研究干旱胁迫及复水条件下外源CaCl_(2)对PSⅡ功能和光能分配的影响。结果表明,随干旱胁迫加剧,2种牡丹PSⅡ中心受到明显的光抑制,光合原初反应受损。与对照相比,外施CaCl_(2)显著降低了2种牡丹的叶绿素基础荧光(F_(o))、光下初始荧光(F_(o)′)和非光化学淬灭系数(q_(N));而反应中心PSⅡ潜在活性(F_(v)/F_(o))、光下最大荧光(F_(m)′)、PSⅡ实际光能转换效率(F_(v)′/F_(m)′)、最大荧光(F_(m))、光下可变荧光(F_(v)′)和叶绿素荧光光化学猝灭系数(q_(P))则显著提高。表明外施CaCl_(2)能显著提高干旱胁迫下牡丹叶片PSⅡ的潜在活性,有效缓解PSⅡ原初光能转化效率的受损程度,维持暗适应时较高状态的最大光化学效率,改善光合性能,缓解干旱逆境伤害。经CaCl_(2)调控后尤其是重度干旱胁迫时,胡红比不耐干旱的乌龙捧盛F_(o)增幅显著降低,F_(v)/F_(o)、F_(v)′/F_(m)′等增幅显著增大,q_(P)相对较高,q_(N)相对较低,仍能保持相对较强的PSⅡ功能,吸收光能量耗散损失较轻,维护光合反应中心免受破坏的能力更强。与对照相比,外施CaCl_(2)后2种牡丹叶素荧光能量分配中,非光化学能量耗散百分率(E_(x))差异不显著,天线热耗散百分率(H_(d))显著降低,光化学反应百分率(P_(c))显著增大,表明外施Ca^(2+)可显著调控牡丹叶片PSⅡ反应中心的能量分配比率,降低天线热耗散能量,增加反应中心的光化学反应百分率,有效保护牡丹叶片PSⅡ的光合机制。喷施CaCl_(2)胁迫后期及时复水能够显著提高2个牡丹品种叶片的光化学效率,改善光合性能。结论可为牡丹逆境下的栽培引种、田间管理等提供理论基础和实践依据。

高温干旱胁迫对牡丹叶PSⅡ功能及光能分配的影响

以耐旱的“胡红”和对干旱敏感的“洛阳红”2个不同抗性的牡丹品种为试材,研究了高温干旱协同胁迫下的牡丹叶片PSII功能及光能分配特性,以期为提高干旱胁迫下的牡丹抗性提供理论依据和实践支持。结果表明:高温干旱胁迫引起了2种牡丹叶片PSⅡ初始荧光(F0)、光下叶片初始荧光(F0′)、非光化学猝灭系数(qN)、天线热耗散百分率(Hd)、反应中心非光化学耗散百分率(Ex)的增加和最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、暗适应最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光能转换效率(Fv′/Fm′)、叶绿素荧光光化学猝灭系数(qP)、表观光合电子传递速率(ETR)的降低。胁迫前4d2个牡丹品种具有一定的光合保护机制,PSⅡ叶绿素荧光能量分配与对照无显著差异,PSⅡ功能没受到影响。但6d后光合保护机制受损严重,叶绿素荧光能量分配变化显著,Hd逐渐增加第12天时“胡红”和“洛阳红”分别比对照增加118.9%、153.0%。Pc和ETR逐渐降低,第12天时“胡红”Pc、ETR和“洛阳红”Pc、ETR分别比对照降低70.7%、73.8%和84.9%、97.2%。说明进入PSⅡ反应中心的能量减少,通过天线热耗散的能量增多,PSⅡ功能受抑。胁迫中后期2个牡丹品种间叶绿素荧光能量分配差异显著,抗性较差的“洛阳红”Hd和Ex百分率高于抗性较强的“胡红”,Ex增加造成光合机构更严重的可逆失活及破坏。表明抗性较强的“胡红”比抗性较弱的“洛阳红”,遭受高温干旱胁迫时光抑制程度更低,仍能维持相对较高的PSⅡ实际光能转换效率。

一种基于新一代PEPS系统的远程启动控制方案

无钥匙进入和一键式启动系统(PEPS系统),已然成为中高端汽车的标配。然而,传统的PEPS系统还有一些可以改进的空间,例如目前PE功能使用的天线和PS功能使用的天线是独立的,文章新一代PEPS的PE功能和PS功能将共用部分低频天线。文章介绍的新一代PEPS系统还引入迎宾、走近解锁、离开上锁和智能打开后备箱的功能。基于新一代PEPS系统,文章还介绍了一种远程启动发动机的控制策略。

NaCl胁迫对欧洲黑杨组培植株叶片光系统Ⅱ功能的影响

为研究植物叶绿素荧光活性与耐盐性的关系 ,培育和选育抗盐植株 ,以组培无菌小植株为材料 ,研究了NaCl胁迫下黑杨叶绿素荧光诱导动力学的变化。测定结果表明 ,NaCl胁迫降低了欧洲黑杨试管内组培植株叶片PSⅡ (光系统Ⅱ)潜在活性 (FV/Fo)、原初光能转化效率 (Fv/Fm)和光合作用潜在量子转化效率 (Fd/Fs) ;降低了荧光光化学猝灭系数 (qP) ,提高了荧光非光化学猝灭系数 (qN) ,抑制叶绿体所捕获的光能用于光合作用 。

外源NO对干旱胁迫下君迁子幼苗光合作用的影响

一氧化氮(Nitric oxide,NO)作为一种气体信号分子,不仅参与植物生长和发育等生理代谢过程,而且对植物的抗逆性也具有一定的作用。以20%聚乙二醇PEG 6000溶液模拟干旱胁迫,100μmol/L SNP为NO供体,研究了NO对干旱胁迫下君迁子幼苗叶片电子传递、光能分配和反应中心开放等PSⅡ功能的影响,以探讨干旱条件下NO对植物光合作用的调节作用。结果表明:干旱胁迫的第1 d和第5 d,SNP处理增加了干旱胁迫下君迁子幼苗叶片的水势(Ψw)和叶绿素含量,且恢复了PSⅡ的电子传递速率(ФPSⅡ和Fm/Fo)及潜在活性(Fv/Fo);干旱胁迫降低了光化学淬灭系数(qp)和PSⅡ反应中心捕获光能的转化效率,但SNP处理增加了捕获光能用于光化学反应的比例(Pr),进而增加了PSⅡ开放反应中心的活性,促进了非辐射能量的散耗,减轻甚至避免了过剩光能对光合机构的破坏。因此,干旱条件下外源NO供体可能参与了君迁子幼苗叶片PSⅡ对光能的利用。

高温强光对小麦叶绿体Deg1蛋白酶和D1蛋白的影响及水杨酸的调节作用

以小麦品种矮抗58为材料,采用0.3 mmol/L水杨酸(SA)溶液预处理灌浆期小麦叶片,以水预处理为对照,进行3种不同的光温处理:适宜温度中等光强(25℃,600μmol m-2 s-1)2 h、高温强光(38℃,1600μmol m-2 s-1)2h、高温强光2 h后置于适宜温度中等光强下恢复3h。测定不同光温条件下,小麦叶绿体的Deg1蛋白酶、D1蛋白和PSⅡ功能的变化及SA的调节效应。结果表明,高温强光胁迫导致Deg1蛋白酶和D1蛋白降解,PSⅡ功能发生可逆损伤。与对照相比,水杨酸预处理不仅能够抑制高温强光下小麦叶绿体Deg1蛋白酶和D1蛋白的降解,维持较高的PSⅡ原初光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、电子传递速率和净光合速率(Pn),而且加快回到非逆境下PSⅡ功能的恢复。

高温对入侵种三裂叶蟛蜞菊叶片PSII功能和光能分配的影响

以入侵植物三裂叶蟛蜞菊及其近缘本地种蟛蜞菊为实验材料,比较高温对二者PSII功能和光能分配特性的影响。结果显示,三裂叶蟛蜞菊PSII最大光能转化效率(Fv/Fm)受高温抑制的程度较轻,初始荧光(Fo)上升幅度较小。高温胁迫降低了三裂叶蟛蜞菊叶片总的光合电子传递速率(JF),但它同时降低了电子流向光呼吸分配的比例(Jo/JF),相对提高了电子流向碳同化的分配(Jc/JF)。与蟛蜞菊相比,高温处理后三裂叶蟛蜞菊仍然能够将较多吸收的光能用于光化学反应,以维持较高的碳同化水平。本研究的结果表明入侵植物三裂叶蟛蜞菊比本地种蟛蜞菊具有更强的耐高温能力,意味着入侵种三裂叶蟛蜞菊在全球气候变暖的环境背景下具有潜在的扩散优势。