不同季节桃金娘光合特性与光系统PSII活性研究

【目的】探明桃金娘在不同季节下光合特性与生理生态因子相关性以及光系统PSII活性变化情况。【方法】以3年生桃金娘为试验材料,在春季(4月)、夏季(7月)、秋季(10月)、冬季(1月)使用LCi-SD便携式光合仪、手持叶绿素荧光氟笔(FP110 PAR-Fluor Pen)进行测定。【结果】春季和冬季净光合速率(P_(n))都出现“光合午休”属于气孔限制引起,夏季P_(n)出现“光合午休”属于非气孔限制引起;气孔导度(G_(s))、空气相对湿度(HR)以及胞间CO_(2)浓度(C_(i))是影响春季P_(n)主要因子,有效光合辐射(PAR)是影响夏季P_(n)的主要因子,蒸腾速率(T_(r))、G_(s)、C_(i)是影响秋季P_(n)的主要因子,T_(r)、空气CO_(2)浓度(C_(a))是影响冬季P_(n)的主要因子;不同季节光系统PSII活性(F_(v)/F_(m))中夏季最高,冬季最低,春季桃金娘天线色素捕获的能量(ABS/RC)最大;光稳态下夏季量子产率(QY)最大,秋季QY最小;暗处理下的QY夏季最大,春季最小,秋季非化学淬灭(NPQ)最高;春季和冬季桃金娘在光照强度100μmol/(m^(2)·s)时QY最大,夏季和秋季QY随着光照强度增加而减小;随着光照强度增加,不同季节桃金娘光系统PSII的F_(v)/F_(m)呈上升趋势。【结论】不同季节环境变化能导致桃金娘出现气孔限制和非气孔限制“光合午休”现象;不同季节下生理生态因子对光合作用的影响均不同光系统桃金娘PSII活性(F_(v)/F_(m))为夏季>秋季>春季>冬季,ABS/RC为春季>秋季>夏季>冬季,光稳态下QY为夏季>冬季>春季>秋季,最大QY为夏季>冬季>秋季>春季。

外源褪黑素对NaHCO_3胁迫下‘福客’葡萄根系和叶片生理特性的影响

以一年生‘福客'盆栽葡萄苗为试材,研究不同浓度(0、100、300、500和700 nmol·L^(-1))外源褪黑素对碱胁迫(85mmol·L^(-1)NaHCO_3)下葡萄生理生化指标的影响。测定葡萄叶片叶绿素含量、叶绿素荧光和叶片电导率及丙二醛、根系活力和活性氧代谢指标。结果表明,100、300和500 nmol·L^(-1)外源褪黑素处理均缓解了NaHCO_3胁迫对葡萄叶片叶绿素的降解和光系统(PSII)活性的抑制,显著降低了根系O_2^-产生速率和H_2O_2含量,提高了植株根系活力,以300 nmol·L^(-1)外源褪黑素处理效果最明显。外源褪黑素处理能够清除NaHCO_3胁迫下葡萄根中过量活性氧的累积,维持膜系统的完整性,提高根系活力,缓解NaHCO_3胁迫对葡萄叶片叶绿素的降解以及PSII活性的抑制。

高温胁迫下根施褪黑素对葡萄叶片叶绿素荧光特性的影响

本文以盆栽‘威代尔’葡萄为试验材料,通过测定叶绿素荧光快速诱导动力学曲线、叶绿素荧光淬灭并结合气体交换,分析了高温胁迫下根施褪黑素(melatonin,MT)对葡萄叶片叶绿素荧光特性的影响。结果表明,高温胁迫下,与对照(CK)相比,葡萄叶片净光合速率(P_n)及叶片最大光化学效率(F_v/F_m)均显著下降,OJIP曲线形状发生明显改变,非光化学淬灭(NPQ)显著升高;而根施褪黑素显著缓解了叶片P_n和Fv/F_m的下降,明显降低了高温胁迫下OJIP曲线中K点和J点上升的幅度,增加了叶片对光能的利用效率。上述结果表明,高温胁迫导致葡萄叶片光系统II(PSII)发生较严重的伤害,根施褪黑素能够缓解PSII活性和光合速率的下降程度,改善高温胁迫下葡萄叶片的能量分配。

高温胁迫对不同产地茅苍术开花前叶片叶绿素荧光特征的影响

为探明高温胁迫对不同产地茅苍术叶绿素荧光动力学参数的影响,采用土培盆栽法种植采集于英山、罗田、信阳和句容的茅苍术,于第一茬花开前进行高温胁迫处理,对其叶绿素荧光特性的变化进行观测和分析。结果表明,英山、罗田、信阳和句容组茅苍术开花前的叶绿素含量均随胁迫时间的延长而不断下降,7 d时,分别下降为对照的49.57%、52.21%、34.72%和37.35%,总体表现为:罗田>英山>句容>信阳。随着高温胁迫时间的延长,不同产地茅苍术的最大光化学量子产量(Fv/Fm)、PSII潜在光化学活性(Fv/Fo)、有效光化学量子产量(Fv'/Fm')、光化学猝灭系数(q P)和表观光合电子传递速率(ETR)均呈下降趋势,且各指标均与胁迫时间呈负相关,英山组各参数下降幅度最大,而罗田组各参数总体水平较高;高温胁迫对茅苍术叶片Fv/Fo的影响比Fv/Fm大。非光化学猝灭系数(NPQ)呈先上升后下降趋势,信阳、英山组于1 d达最大值,罗田、句容组于3 d达最大值。研究表明,高温(40℃)对茅苍术叶绿素荧光特性有较大的影响,罗田组在胁迫过程中各参数均处于较高水平,抗高温能力表现较佳。

芝麻与花生间作对芝麻功能叶光合荧光特性的影响

为了明确芝麻与花生间作提高芝麻产量的光合机理,于2017-2018年设芝麻与花生3∶6间作(IC 3∶6)、2∶4间作(IC 2∶4)、芝麻单作(SS)、花生单作(SP)4个处理,研究了间作对芝麻功能叶气体交换参数、光合-光强和光合-CO2响应曲线、快速叶绿素荧光诱导动力学曲线的影响.结果表明:间作芝麻产量的偏土地当量比大于1/3;与单作芝麻相比,芝麻与花生间作提高了芝麻功能叶的光饱和点(Isat)、光饱和时的净光合速率(Pn max)、最大电子传递速率(Jmax)、磷酸丙糖利用率(TPU)、Rubisco最大羧化速率(Vc max);提高了单位面积吸收(ABS/CSo)、捕获(TRo/CSo)和电子传递(ETo/CSo)的能量、反应中心的数目(RC/CSm)和传递到PSⅠ末端的量子产额(REo/CSo);降低了可变荧光Fk占Fj-Fo振幅的比例(Wk)和可变荧光Fj占Fp-Fo振幅的比例(Vj),提高了PSⅡ反应中心捕获光能转化为电能的效率(Ψo)、PSⅡ将电子传递到PSⅠ受体侧末端的效率(ΨRo)、电子传递链的电子传递效率(δR)、PSⅠ光化学活性(ΔI/Io)和光系统间协调性(ΦPSⅠ/PSⅡ).IC 3∶6下芝麻功能叶的净光合速率(Pn)、气孔导度(gs)、蒸腾速率(Tr)、Pn max、Jmax、Vc max、TPU、Ψo、ΨRo和δR均高于IC 2∶4,其中Pn、gs和Tr差异显著.这说明间作芝麻具有明显产量间作优势关键在于间作能促进其功能叶对光能的吸收、传递与转化,提高电子传递链性能,增强PSⅠ、PSⅡ性能和两者间协调性及CO2羧化固定能力,从而提高净光合速率,其中IC 3∶6优于IC 2∶4.