Photosynthetic Diurnal Variation of Soybean Cultivars with High Photosynthetic Efficiency

The photosynthetic characters were investigated among soybean cultivars with high photosynthetic efficiency and high yield. The results indicated that: 1) There were significant differences in photosynthetic rate (Pn) and dark respiration rate (DR) under saturation light intensity and appropriate temperature. 2) There were a little difference in light compensation point among them. Photo flux density (PFD) were about 360μmol/m2·s when Pn tended to zero. 3) When PFD>1 900 μmol/m2·s, photoinhibition occuried a-mong the cultivars. Diurnal variation of Pn was shown a curve with two peaks. 4) The cultivars with high photosynthetic efficiency were subjected less to photoinhibition than that with high yield. Critical temperatures of photoinhibition in high photosynthetic efficiency cultivars were higher than that of high yield.

遮阴条件下两种短命植物的叶绿素荧光特性及适应性差异

为探明短命植物的光合适应性,本研究以卷果涩芥(Malcolmia scorpioides)和硬萼软紫草(Arnebia decumbens)为试验对象,研究了遮阴率为75%的4个时间梯度(0、1、7、14 d)下两种短命植物叶绿素荧光日变化及遮阴14 d后叶绿素含量和生物量的变化。结果表明:1) 0 d时,两种短命植物最大光化学效率(Fv/Fm),实际光合效率Y (Ⅰ)和Y (Ⅱ)在午间(14:00)明显降低(P <0.05),存在午间光抑。2)遮阴1和7 d,两种短命植物光合效率日变化呈“单峰”型曲线,14:00时上升至峰值,并伴随环式电子传递流量子产量[Y (CEF)]上升,光抑制被改善;14 d时,卷果涩芥PSⅠ受体端限制引起的量子产量[Y (NA)]和PSⅡ非调节性能量耗散的量子产量[Y (NO)]升高,光系统受损,光合活性下降。3)与未遮阴环境相比,遮阴环境的午间14:00卷果涩芥光合活性下降95.3%,光损伤程度增加95.0%,硬萼软紫草光合活性上升4.0%,热耗散效率下降18.6%。4)遮阴14 d后,两种短命植物的叶绿素含量和生物量均下降,且卷果涩芥的下降率高于硬萼软紫草。综上,硬萼软紫草较卷果涩芥耐阴,14 d内的遮阴均可提高硬萼软紫草的光保护能力,改善光抑制,而卷果涩芥的改善效果仅限7 d内,超过7 d时光合利用率降低。

6个猕猴桃品种的光合特性分析

为筛选优良猕猴桃品种,以2个泰安市本地主栽品种和4个引进品种为试验材料,测定叶片相关生理指标,使用便携式光合作用测定系统测定6个猕猴桃品种的光合日变化、光合作用光响应(PnPAR),分析净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO_(2)浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)之间的相关性。结果表明,‘徐香’光适应范围为最高,其表观量子效率为0.067,光饱和点为1632μmol/(m^(2)·s),光饱和点与光补偿点差值为1600μmol/(m^(2)·s)。‘泰山1号’净光合速率最大为18.45μmol/(m^(2)·s),光能利用效率最高达到1.26%,均是6个猕猴桃品种中的最高值。综合分析,‘徐香’和‘泰山1号’光合特性最好。以净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO_(2)浓度作为变量进行相关性分析,发现气孔导度和蒸腾速率对猕猴桃净光合速率的影响呈极显著正相关,胞间CO_(2)浓度和净光合速率呈现显著负相关。

高光效大豆品种光合作用的日变化

以高产大豆品种黑农 37为对照 ,观察高光效大豆品种黑农 4 0、黑农 4 1光合作用的日变化 ,发现 :(1)在饱和光强、适宜温度条件下 ,高光效大豆品种和高产品种的光合速率和暗呼吸存在明显差异。高光效品种的光合速率 (Pn)大于高产品种 ,高产品种的暗呼吸 (DR)强于高光效品种 ;(2 )高光效品种和高产品种的光补偿点差异不大 ,光合速率接近零时 (光补偿点 )的光子通量密度 (PFD)均在 36 0 μmol·m-2 ·s-1左右 ;(3)在PFD >190 0的饱和光强下 ,高光效品种和高产品种均出现光抑制现象 ,光合速率日变化表现为双峰曲线 ;(4)高光效品种比高产品种光抑制作用弱 。

不同来源大豆品种光合速率日变化及其影响因子的研究

在田间条件下,利用LI-6400光合测定系统于大豆盛花期和鼓粒期分别测定了3个不同来源大豆品种的光合速率日变化。利用相关分析,探讨了气孔导度、细胞间隙CO2浓度、蒸腾速率、叶温、空气中CO2浓度、空气相对湿度、光合有效辐射和基于叶温的蒸气压亏缺等因子对净光合速率的影响。结果表明:在盛花期和鼓粒期,一天内不同时间段3个供试大豆品种叶片净光合速率的限制因素有所不同。在大部分时间段内,叶片的净光合速率与气孔导度、光合有效辐射以及蒸腾速率呈正相关,而与细胞间隙CO2浓度和蒸气压亏缺呈负相关。

不同大豆品种光合特性的比较

作物光合作用与产量密切相关,为了探讨大豆品种光合特性差异,选用不同的大豆品种对光合速率,光合日变化等光合特性进行研究。结果表明:不同品种在整个生育期间叶片光合速率动态变化不同,有的品种前期光合速率高,后期衰减较快,有的品种则相反,有的品种整个生育期光合速率都较高;不同节位叶片光合速率从壮龄叶开始向下呈下降趋势,但品种间的下降幅度差异显著;不同品种叶片正面、背面光合速率相差较大,不同生育时期背面光合速率占正面光合速率比率也不同;不同环境下品种间光合日变化差异很大,在相同环境下由于各品种对外界环境适应能力不一样,使日变化仍有较大差异。因此,选择高光效品种时应兼顾各项光合特性指标。

青海高原及上海平原地区植物叶片光合作用的光抑制

用便携式ＡＤＣ光合气体分析系统和便携式ＣＦ－１０００荧光仪对青海和上海的同一植物和不同植物叶片光合作用的光抑制进行了测定。结果表明，两地在晴天强光下，中午植物叶片光系统Ⅱ（ＰＳⅡ）的光化学效率（Ｆｖ／Ｆｍ）和表观光合量子效率（ＡＱＹ）的日变化比早晨低；上海测定ＰＳⅡ的Ｆｖ／Ｆｍ和ＡＱＹ的日变化比青海的下降幅度大。ＡＱＹ的日变化曲线比ＰＳⅡ的Ｆｖ／Ｆｍ低，ＡＱＹ降低的幅度比ＰＳⅡ的Ｆｖ／Ｆｍ大。两地植物均有不同程度的光合作用光抑制。

模拟酸雨对桑树叶片光合日变化的影响

以桑树(Morus alba)为材料,研究了桑树叶片气体交换参数的日变化对不同p H模拟酸雨的响应特点,旨在揭示酸雨对植物光合生产力的影响机制。结果表明,无酸雨处理(CK)的桑树叶片净光合速率的日变化,出现明显的"光合午休"现象,而模拟酸雨处理却明显提高了桑树叶片午休期间的净光合速率。在"光合午休"期间,CK的气孔导度和气孔限制值下降,而胞间CO2浓度升高,经相关性分析,此时净光合速率与胞间CO2浓度呈显著负相关(P<0.01),说明此时净光合速率下降可能是由CO2同化受到抑制导致的,而各模拟酸雨处理下的相应参数的变化趋势与CK相同,其中胞间CO2浓度低于CK,而气孔导度值高于CK,说明模拟酸雨处理可促进桑树叶片光合午休期间的气孔开度和CO2同化。大气温度与蒸腾速率、叶面饱和水汽压亏缺均呈显著正相关,而与大气相对湿度呈显著负相关,在光合午休期间,大气相对湿度接近全天最低值,说明桑树叶片CO2同化受到抑制的主要原因在于水分的匮乏,p H≥4.5模拟酸雨各处理的蒸腾速率、气孔限制值和叶面饱和水汽压亏缺都高于CK,而水分利用效率与CK差异不显著(P>0.05),说明模拟酸雨可促进桑树叶片光合作用过程的水分供应。p H 3.5模拟酸雨处理的光合日同化量、日均净光合速率和气孔导度均显著低于CK(P<0.05),而p H 4.5和p H 5.6处理中的相应参数值均高于CK。以上结果说明,p H≥4.5的模拟酸雨对桑树光合作用具有明显促进作用,在酸雨轻度污染区域,可将桑树作为退耕还林和园林绿化植物用以吸收大气中的SO2或氮氧化物,以适应或减轻大气酸雨污染。

红枣光合特性与水分利用效率日变化研究

通过对新疆农一师九团栽植5年树龄的红枣进行光合特性与水分利用效率日变化研究。结果表明:枣树叶片的Pn、Tr、Gs在日变化过程中均呈单峰曲线,但峰值出现的时间并不一致。峰值分别为21.2μmol.m-2.s-1、4.33 mmol.m-2.s-1、286.5mol.m-2.s-1,出现的时间为13:00、13:00和11:00。Ci的日变化曲线基本与Pn相反,9:00开始降低,11:00左右达到最低值,而Ls的日变化曲线基本与Pn相同,当Ci升高时Ls降低。WUE最高值为5.37μmolCO2.mmol-1H2O,出现在上午9:00,此后随着蒸腾速率的持续上升,水分利用效率开始下降。

油页岩废渣地12种木本植物光合作用的季节变化

研究了引种在油页岩工业废渣地12种木本植物冬、夏季光合作用特征,根据此评价引种植物的光合作用效率,测定的主要参数包括净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)。结果表明:1)冬、夏季各项测定指标差异很大,Pn、Tr、Gs均是夏季高于冬季,而且,夏季平均Pn、Tr和Gs值要比冬季均值分别高60.9%、77.7%和85.7%,但水分利用效率(WUE)却是冬季高于夏季26.8%～77.2%。2)Pn日变化节律冬、夏季有异,夏季较多的种出现“双峰型”,而冬季较多出现“单峰型”。但也有例外,樟树(Cinnamomumcamphora)冬、夏季均出现“单峰”;油榄仁(Terminaliabellirica)、红胶木(Tristaniaconferta)和柚木(Tectonagrandis)冬、夏季均出现“双峰”;海南蒲桃(Syzygiumcumini)则冬季为“双峰”,夏季为“单峰”。3)若某一植物种在冬、夏季都表现出有较高的Pn日均值,相对于另一种植物其中有一季有较高的Pn,说明前者更适应当地环境生长。据此,以冬、夏季Pn日均值的平均值高低排序,评价参试植物在当地自然光照条件下的光合作用效率高低,树种的排序为:大叶相思(Acaciaauriculiformis)、油榄仁、铁刀木(Cassiasiamea)、云南石梓(Gmelinaarborea)、柚木、红胶木、樟树、海南红豆(Ormosiapinnata)、铁冬青(Ilexrotunda)、海南蒲桃、双翼豆(Peltophorumptetocarpum)和海南翅萍婆(Pterygotaalata)。

浙江天台山茶树光合日变化及光响应

自然条件下使用LCA 4型便携式光合测定系统研究了栽培于天台山主峰华顶山的茶树连体叶片的光合日变化及光响应 .结果表明 :在初夏晴天 ,上年越冬叶片 (下称二年生叶 )的光合速率、表观量子效率、羧化效率和饱和光强比展叶约 16d的一年生叶高 ,CO2 补偿点和光补偿点比一年生叶低 ,两者的净光合速率日进程曲线均为”双峰”型 ,午间胞间CO2 浓度上升表明 ,此时净光合速率下降主要受非气孔限制因素的影响 .一年生叶蒸腾速率高于二年生叶 ,它们日进程曲线为单峰型 ,午间最高 ,而气孔阻力午间最低 .不同时段作光响应和CO2 响应试验表明 ,上午茶树的表观量子效率、饱和光强和羧化效率较高 ,光补偿点和CO2 补偿点较低 .图 3表 4参 2

木薯叶片光合作用日变化的差异蛋白分析

以木薯（Manihot esculenta Crantz）栽培种ZM–QZ1为材料,采用蛋白质组学方法,研究一天中06：00、11：00、15：00、19：00和24：00共5个时间点叶片光合作用差异蛋白的变化。结果表明：叶片在15：00时的光合速率最高,在11：00的次之,在24：00的最低;以06：00的为对照,获得其余4个时间点平均差异表达量为对照±2.0倍以上的蛋白质点42个,这些差异蛋白群的功能涉及光合作用、碳代谢、能量代谢和分子伴侣等,其中参与光合作用、碳代谢和能量代谢的蛋白质约占54.8%。与光合作用相关的关键蛋白包括核酮糖–1,5–二磷酸羧化酶/加氧酶大亚基、核酮糖–1,5–二磷酸羧化/加氧酶酶亚基结合蛋白α亚基、Rubisco活化酶和D1蛋白。这些蛋白表达水平与净光合速率在5个时间点的变化趋势一致,表明这些蛋白质的表达水平与光合作用强度密切相关。

太原盆地玉米和大豆光合作用日变化和光合光响应

[目的]研究太原盆地玉米和大豆的光合日变化以及光合光响应变化。[方法]采用Licor-6400型便携式光合测定仪进行测定,各参数使用非直角双曲线和二项式曲线拟合。[结果]玉米日变化曲线呈双峰型,Pn峰值分别出现在10:00和15:00,有明显的光合午休现象。大豆日变化曲线由于天气状况的影响呈3峰型,Pn峰值分别出现在10:00、12:00和16:00,不考虑下午天气状况影响的条件下,也存在明显的光合午休现象。随着光合有效辐射强度PAR的增加,玉米和大豆的净光合速率Pn增大。当PAR达到1 900μmol/(m2.s)时,大豆出现光抑制现象,玉米在PAR达到1 700μmol/(m2.s)时出现光抑制现象。[结论]玉米和大豆均表现为典型的阳性植物特点,R2分别为0.958和0.932,拟合效果良好。

间作模式下桑树与大豆叶片的光合日变化特点

为了提高桑树与大豆间作模式下地上部分的光能利用率,优化桑树与大豆复合经营的空间配置,研究了在这一间作模式下生育后期速生桑树和大豆叶片的光合日变化特点。结果表明:无论在单作还是间作模式下大豆叶片在13:00时均表现出明显的光合"午休"现象,其光合性能并未因间作桑树而受到影响;一天之中,桑树叶片分别在9:00时和13:00时出现光抑制现象,并且13:00时光抑制的程度和持续的时间均大于9:00时出现的,不同种植模式下桑树叶片的光合日变化情况存在着明显的差异,一天之中,间作模式下桑树叶片的Pn、Tr、Fo和Fv/Fm等光合指标值均优于单作模式的桑树叶片,桑树与大豆间作具有一定程度的种间促进作用,1年生桑树幼苗与大豆间作能明显提高生育后期速生桑树叶片的光合生产能力,从而可实现高产的目的。

草甘膦对抗草甘膦大豆光合特性日变化的影响

在大田条件下,采用随机区组设计,研究了不同用量草甘膦对抗草甘膦大豆(RR1)光合特性日变化的影响。结果表明:(1)在未喷施草甘膦情况下,抗草甘膦大豆(RR1)的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)日变化均呈单峰曲线,峰值分别出现在10∶00、12∶00和10∶00。RR1叶片叶绿素含量指数(CCI)的日变化呈先降低后升高趋势,14∶00左右最低。水分利用效率(WUE)和胞间CO2浓度(Ci)随着时间的推移均呈波浪式变化,WUE在6∶00、10∶00和16∶00有3个小峰,而Ci在6∶00最高。(2)喷施草甘膦后,RR1光合特性的日变化趋势总体与未喷药前相似。Pn和CCI随草甘膦用量的增加呈降低趋势;但当草甘膦用量大于4.48 L.hm-2时,CCI和Pn显著下降。12∶00以前(包含12∶00),除低用量(1.12 L.hm-2)的草甘膦促进RR1的Gs外,各用量抑制了RR1的Tr和Gs;而12∶00以后,草甘膦却促进了RR1的Tr和Gs。草甘膦增加了RR1的Ci,而大于2.24 L.hm-2的草甘膦却降低了RR1的WUE。表明光强和草甘膦会影响大豆的光合特性和叶绿素含量。

C_4植物玉米叶片光合效率的日变化

在没有水分、温度和营养等环境胁迫的田间条件下,晴天C_4植物玉米叶片光合效率的日变化方式明显地不同于许多C_3植物,即中午光合效率不降低,而是略有提高。日间玉米叶片的光合效率大体上随着光量子通量密度的变化而变化。从上午8时至下午14时用纱布遮荫6h,叶片的光合效率下降。用强光预照光可以提高在温度、水分和CO_2浓度恒定条件下离体叶片的光合效率。另外,即使在全日光强下玉米叶片的净光合速率也不饱和。这些表明,晴天中午玉米叶片光合效率的提高依赖于强光。用强光预照光引起玉米叶片叶绿素荧光参数F_v/F_m的轻微下降,表明强光引起的光合效率提高不是由于光系统Ⅱ光化学效率的改善。

草甘膦对大豆光合特性日变化的影响

为探明草甘膦对普通大豆光合特性日变化的影响,在大田条件下,采用随机区组设计,研究了不同剂量草甘膦对晋大75净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)日变化的影响。结果表明:(1)在未喷施草甘膦情况下,晋大75的Pn和Gs日变化呈双峰曲线,峰值分别出现在10:00时、16:00时和10:00时、14:00时左右;Tr呈单峰曲线,峰值出现在14:00时左右;WUE在上午和傍晚较高,14:00时左右最低。(2)喷施草甘膦后,晋大75光合特性的日变化趋势总体与未喷药前相似。Pn随草甘膦剂量的增加呈降低趋势,当剂量达到0.92 kg.hm-2时严重抑制Pn。0.46 kg.hm-2的草甘膦促使Tr的峰值提前到12:00时出现,而0.92kg.hm-2处理却使Tr日变化呈双峰曲线。12:00时以前(包含12:00时),除低剂量(0.46 kg.hm-2)的草甘膦可提高晋大75的Tr和Gs外,其他各剂量在一天中均降低了其Tr和Gs。草甘膦增加了晋大75的Ci,而>0.92 kg.hm-2的草甘膦却降低了其WUE。

大豆资源光合气体交换参数的变异

光合作用是决定作物产量的重要因素。光合气体交换参数则是表示植物光合能力的常用指标。在盆栽条件下,利用LI-6400光合仪测定了162份大豆品种(系)R6时期的光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率等光合气体交换参数。参数间的相关分析表明4个光合参数间存在极显著正相关关系。参数的变异特点分析表明,4个光合气体交换参数在品种(系)间存在极显著的遗传差异,变幅较大,且呈现典型的数量性状分布特点,育种潜力较大。以光合速率作为选择指标,筛选了15份优异种质,为今后高光效育种提供了基础材料。

木荷夏季气体交换、光能和水分利用效率的日变化

木荷叶片净光合速率日进程曲线为“双峰”型,光合效率午间明显降低,主要由非气孔限制引起.蒸腾速率的日变化为“单峰型”,午间最高.光能利用效率和水分利用效率早晚较高,午间较低.利用多元逐步回归方法分别得到了净光合速率、蒸腾速率、气孔阻力、光能利用效率和水分利用效率与环境因子的最优方程.

南方鲜食枣木质化与非木质化枣吊叶片光合效率的比较

为了从光合效率上揭示木质枣吊优异结果性能的本质,对南方鲜食枣新品种中秋酥脆枣的木质化枣吊叶片与非木质化枣吊叶片的光合特性日变化和光响应进行观测。结果表明:木质化枣吊叶片光合日变化呈双峰曲线,非木质化枣吊叶片光合日变化呈单峰曲线;木质化枣吊叶片的平均光合速率、蒸腾速率较高,非木质化枣吊叶片的水分利用率较高;木质化枣吊叶片的光补偿点为49.42μmol.m-2s-1,非木质化枣吊叶片的光饱和点为51.31μmol.m-2s-1;木质化枣吊叶片的表观光合量子效率为0.047μmol.m-2s-1,非木质化枣吊叶片的表观光合量子效率为0.043μmol.m-2s-1。