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Influences of open-central canopy on photosynthetic parameters and fruit quality of apples(Malus×domestica)in the Loess Plateau of China

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Horticultural Plant Journal 2022年第2期8卷 133-142页

作者： Lu Lin Zimian Niu chuangdao jiang Lu Yu Hongning Wang Meiyu Qiao College of Horticulture Shanxi Agricultural UniversityTaiyuanShanxi 030031China Key Laboratory of Plant Resources Institute of BotanyChinese Academy of SciencesBeijing 100093China Institute of Pomology Shanxi Agricultural UniversityTaiyuanShanxi 030031China

Although open-central canopy(OCC)is popular in apple(Malus×domestica)orchards in Loess Plateau of China,its relevant photosynthetic mechanisms have not been elucidated.In this study,changes in photosynthetically active radiation(PAR),gas exchange,chlorophyll fluorescence quenching and fruit quality in apple trees were measured in OCC and compared with those in the conventional condensed round and large canopy(RLC).Results showed that light intercepted at different orientations was 44%higher by OCC than that by RLC.The improved light environment within OCC remarkably increased leaf maximum net photosynthetic rate(Pnmax)and significantly decreased stomatal limitation.Under high light,the ratio of photorespiratory rate to gross photosynthetic rate(Pr/Pg)in OCC was higher than that in RLC.Moreover,reversible component in non-photochemical quenching(r(qE))was increased,while irreversible component(r(qI))was decreased in OCC than in RLC.As a result,the fruit quality in OCC was greatly boosted as evidenced by the significantly increased single fruit weight,fruit flesh firmness and fruit soluble solid contents and the sharply decreased fruit titratable acid contents.PAR intercepted by the canopy and the fruit soluble solid contents,leaf Pnmaxor single fruit weight were positively correlated,while PAR or Pnmaxwas negatively correlated with the fruit titratable acid contents.Accordingly,the improved crown light environment and the enhanced leaf photosynthetic performance and photoprotective capacity in OCC led to the boosted fruit quality.

关键词： Apple Open-central canopy Light environment Photosynthesis Thermal dissipation Photorespiration Fruit quality

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植物光合作用的三维特性研究进展

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植物学报 2022年第2期57卷 250-258页

作者：邹青青吴含玉刘东焕姜闯道中国科学院植物研究所北方资源植物重点实验室北京100093 中国科学院大学北京100049 北京市植物园北京100093

光合作用是地球上最重要的化学反应。虽然针对植物光合作用已经进行了广泛深入的研究,但从三维层面探讨植物叶片光合功能及其调节作用的工作较少。叶片结构、光合机构组分、叶片内光能吸收和传递均具有明显的三维特性,极大影响叶片内CO_... 详细信息

光合作用是地球上最重要的化学反应。虽然针对植物光合作用已经进行了广泛深入的研究,但从三维层面探讨植物叶片光合功能及其调节作用的工作较少。叶片结构、光合机构组分、叶片内光能吸收和传递均具有明显的三维特性,极大影响叶片内CO_(2)转运、叶肉细胞的电子传递和碳同化,进而使叶片光合功能及其调控表现出复杂的三维特征。因此,从三维角度分析叶片光合特性有助于理解光合作用机理,也能够为提高植物光合作用效率提供理论支持。

关键词：叶片结构光合作用光吸收光传递 CO_(2)转运三维结构

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黑青杂交杨‘中金杨7号’局部遮阴对新生叶光合特性的影响

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植物生理学报 2022年第10期58卷 2025-2033页

作者：姬文涛彭潇潇赵金娜姜闯道王卫锋李涛山西农业大学林学院山西晋中030801 中国科学院植物研究所北方资源植物重点实验室北京100093 崇明生态研究院上海202162

森林内部不仅存在弱光,而且冠层与中下层的光强条件差异较大。为了探究这种不均一光强环境对杨树光合作用光适应的影响,本文选用黑青杂交杨‘中金杨7号’(Populus×euramericana ‘Zhongjin7’)为实验材料,在林地条件下研究了叶片性状... 详细信息

森林内部不仅存在弱光,而且冠层与中下层的光强条件差异较大。为了探究这种不均一光强环境对杨树光合作用光适应的影响,本文选用黑青杂交杨‘中金杨7号’(Populus×euramericana ‘Zhongjin7’)为实验材料,在林地条件下研究了叶片性状、光合色素、气体交换和叶绿素荧光等对光强差异的响应变化。结果表明:成熟叶遮阴不但降低了自身的比叶重、气孔面积、光合色素含量、净光合速率(P_(n))和光系统Ⅱ最大光化学效率(F_(v)/F_(m)),而且还显著降低了处于曝光环境中新生叶的相同指标。进一步分析表明,成熟叶遮阴影响了冠层顶端新生叶的形态结构与光合功能,同时还增强了新生叶的强光敏感性。因此,‘中金杨7号’成熟叶在适应周围弱光环境的过程中会对冠层新生叶的生长发育产生影响,而且新生叶的光合功能受到了系统调控。

关键词：黑青杂交杨光强光合作用系统调控

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光照、温度和pH值对小黑桫椤孢子萌发及早期配子体发育的影响

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生物多样性 2009年第2期17卷 182-187页

作者：杜红红李杨李东戴绍军姜闯道石雷东北林业大学林木遗传育种与生物技术教育部重点实验室东北林业大学生命科学学院哈尔滨150040 中国科学院植物研究所北京100093

小黑桫椤(Alsophila metteniana)被列为我国国家二级保护植物。为探讨其种群数量下降原因,作者采用无菌培养方法和显微观察技术,在实验条件下研究了光照强度、光质、温度和pH值对小黑桫椤孢子萌发及早期配子体发育的影响。结果表明:孢... 详细信息

小黑桫椤(Alsophila metteniana)被列为我国国家二级保护植物。为探讨其种群数量下降原因,作者采用无菌培养方法和显微观察技术,在实验条件下研究了光照强度、光质、温度和pH值对小黑桫椤孢子萌发及早期配子体发育的影响。结果表明:孢子萌发和配子体发育的最适光照强度为40-70μmol·m-2·s-1,全黑暗时孢子不萌发;白光、红光、黄光和蓝光下的萌发率分别为68.78%、65.66%、63.74%和7.51%;白光和蓝光下配子体可以形成正常的心形原叶体,红光和黄光下配子体发育一直处于丝状体阶段。孢子萌发和配子体发育需要在酸性土壤进行(pH值在3.7-6.7);孢子萌发的适宜温度为20-30℃。从孢子接种到心形原叶体形成需要55d左右。根据上述结果,我们认为光照强度是小黑桫椤孢子萌发的必需条件,光质是限制小黑桫椤孢子繁殖的重要原因;光质、温度和pH值等环境因子的作用和配子体发育时间等是导致小黑桫椤种群数量日趋减少的主要原因。

关键词： Alsophila metteniana 光质孢子萌发配子体发育

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盐胁迫对植物光合作用影响的研究进展

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农业科学研究 2008年第3期29卷 74-80页

作者：张娟姜闯道平吉成宁夏大学农学院宁夏银川750021 中国科学院植物研究所北京100093

针对盐胁迫影响光合作用的几个重要方面进行了综述,主要包括盐胁迫对植物光合器官的形态结构、光合作用过程、抗氧化系统以及渗透调节物质等方面.研究表明,盐胁迫对光合作用的影响是由于不同的材料和实验方法,因此得出的结论也不同.为... 详细信息

针对盐胁迫影响光合作用的几个重要方面进行了综述,主要包括盐胁迫对植物光合器官的形态结构、光合作用过程、抗氧化系统以及渗透调节物质等方面.研究表明,盐胁迫对光合作用的影响是由于不同的材料和实验方法,因此得出的结论也不同.为此盐胁迫对光系统Ⅱ(PSⅡ)的影响等问题还需进一步研究.

关键词：盐胁迫光合作用光系统Ⅱ

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盘叶忍冬与台尔曼忍冬夏季主要光合特性的比较

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园艺学报 2006年第5期33卷 1125-1128页

作者：田亦平姜闯道张金政刘燕石雷中国科学院植物研究所北京100093 北京林业大学园林学院北京100083

研究了盘叶忍冬及台尔曼忍冬夏季的主要光合特性。结果表明:台尔曼忍冬单叶叶面积较大,但比叶重小,单位面积的色素含量较低。盘叶忍冬的光饱和光合速率和气孔导度均显著低于台尔曼忍冬,两者的光饱和点分别为400μmol·m-2·s-1和1200μ... 详细信息

研究了盘叶忍冬及台尔曼忍冬夏季的主要光合特性。结果表明:台尔曼忍冬单叶叶面积较大,但比叶重小,单位面积的色素含量较低。盘叶忍冬的光饱和光合速率和气孔导度均显著低于台尔曼忍冬,两者的光饱和点分别为400μmol·m-2·s-1和1200μmol·m-2·s-1左右。此外,二者的净光合速率日变化均为单峰曲线,峰值分别出现在8:00和10:00。在本研究中两种忍冬的最大光化学效率差异较小,但中等和强光条件下盘叶忍冬的实际光化学效率显著低于台尔曼忍冬,而非光化学猝灭显著高于台尔曼忍冬。根据以上试验结果,在我国北方露地栽培过程中台尔曼忍冬较盘叶忍冬对光照强度的适应幅度宽,所以前者可应用于开阔地、林缘及疏林下的绿化,而后者适于栽种在林下等较荫蔽的环境中。

关键词：藤本忍冬栽培光合作用叶绿素荧光

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田间全日照对蔓越橘光合特性的影响

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中国果树 2021年第4期 35-40页

作者：汤海昆姜闯道王振兴陈丽李亚东吉林省小浆果遗传育种与创新利用工程研究中心吉林农业大学园艺学院长春130118 中国科学院植物研究所中国科学院北方资源植物重点实验室

蔓越橘主要生长于东北林下弱光环境,推广过程中主要在全日照条件下栽培。2种环境相比,光照发生巨大改变,但全日照是否及如何影响蔓越橘生长及光合作用尚不清楚。以蔓越橘优良品系贝恩为试验材料,研究林下和全日照条件下光照强度对其叶... 详细信息

蔓越橘主要生长于东北林下弱光环境,推广过程中主要在全日照条件下栽培。2种环境相比,光照发生巨大改变,但全日照是否及如何影响蔓越橘生长及光合作用尚不清楚。以蔓越橘优良品系贝恩为试验材料,研究林下和全日照条件下光照强度对其叶片生长和光合特性的影响。结果表明:相比于林下弱光条件,全日照条件显著降低了蔓越橘叶片的叶绿素含量和新叶的叶面积;荧光诱导动力学数据表明,全日照导致蔓越橘PSⅡ天线转化效率降低,而且新叶K和J点相对荧光产量升高,暗示PSⅡ光化学活性和电子传递受阻;通过荧光猝灭分析,观察到全日照下生长的蔓越橘天线转化效率下调,过剩激发能主要通过NPQ耗散;此外,相对于林下弱光,全日照强光还在一定程度上降低了蔓越橘新叶的PSⅠ光吸收,即PSⅠ的活性。综上,虽然在全日照强光下蔓越橘能够对其光合机构进行调节,但强光仍会对其叶片造成一定程度的伤害,尤其对新生叶片。

关键词：蔓越橘光强叶绿素荧光光系统Ⅱ 光系统Ⅰ

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无根系竞争时田间密植对高粱光合色素的影响

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山西农业大学学报（自然科学版） 2017年第6期37卷 390-395,401页

作者：李涛王卫锋姜闯道山西农业大学林学院山西太谷030801 中国科学院植物研究所北方资源植物重点实验室北京100093

[目的]探讨田间密植群体植株相互遮阴对高粱(Sorghum bicolor)光合色素的影响。[方法]通过排除根系竞争,研究了种植密度对高粱群体光环境、叶片光合色素及叶绿素相对含量(SPAD)的影响。[结果]升高种植密度降低了群体内的光强,但叶绿素... 详细信息

[目的]探讨田间密植群体植株相互遮阴对高粱(Sorghum bicolor)光合色素的影响。[方法]通过排除根系竞争,研究了种植密度对高粱群体光环境、叶片光合色素及叶绿素相对含量(SPAD)的影响。[结果]升高种植密度降低了群体内的光强,但叶绿素含量增加;密植群体冠层叶位的叶绿素含量随叶位的升高而增加,但低密度群体下降;相比高密度群体,中密度群体下层叶位的持绿期与功能期延长,而低密度群体下层叶位的衰老脱落加快。[结论]在排除田间高粱根系竞争的前提下,提高种植密度导致叶片的叶绿素含量增加,并且随冠层叶位的升高而递增;增加种植密度在改变高粱叶片持绿期的同时,也促使单株发生了功能优化。

关键词：高粱种植密度相互遮阴叶绿素

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光波动频率影响黄瓜幼苗光合作用的机制

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中国科学：生命科学 2019年第3期49卷 280-288页

作者：乔美玉张雅君刘立安石雷马庆虎姜闯道中国科学院植物研究所中国科学院北方资源植物重点实验室北京100093 中国科学院大学北京100049

自然条件下环境光强往往是波动的,但波动光变化频率影响植物光合作用的机制尚不清楚.为了探讨植物光合作用对波动光频率的响应及机制,本文以黄瓜为材料,对植物生长、叶绿素含量、气体交换、叶绿素荧光以及抗氧化酶进行了研究.结果显示,... 详细信息

自然条件下环境光强往往是波动的,但波动光变化频率影响植物光合作用的机制尚不清楚.为了探讨植物光合作用对波动光频率的响应及机制,本文以黄瓜为材料,对植物生长、叶绿素含量、气体交换、叶绿素荧光以及抗氧化酶进行了研究.结果显示,相对于弱光(T4),强光下(T1, T2和T3)黄瓜株高、生物量、叶面积和比叶重均明显较高,但波动频率增加(T2, T3)能够导致这些参数值降低.强光与弱光处理相比其叶绿素总量较低,且随着波动光频率的提高叶绿素含量轻微下降.强光下的光合速率和气孔导度均高于弱光,不过随着强光波动频率增加,两者呈下降趋势.荧光诱导动力学的结果显示,尽管各处理间光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学效率没有明显差异,但波动频率较大时黄瓜的PSⅡ的电子传递活性略有降低;而且增加强光波动频率还导致光系统Ⅱ天线转化效率(Fv′/Fm′)明显降低和非光化学猝灭(NPQ)大幅增加.此外,强光下黄瓜的酶促抗氧化系统的主要酶活性高于弱光,但波动光频率提高能够降低其活性.因此,提高波动光的频率不仅导致黄瓜光合能力下降,还导致其主要抗氧化酶的活性降低,所以增强的热耗散可能是其应对波动光下过剩激发能的重要机制.此外,本文还对黄瓜适应波动强光和稳态强光的差异进行了讨论.

关键词：强光波动光光合作用叶绿素荧光光破坏防御

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生物同质化研究透视

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生物多样性 2009年第2期17卷 117-126页

作者：王光美杨景成姜闯道赵洪涛张志东中国科学院烟台海岸带可持续发展研究所山东烟台264003 北京自然博物馆北京100050 中国科学院植物研究所北京100093

生物同质化是指特定时间段内两个或多个生物区在生物组成和功能上的趋同化过程,包括遗传同质化、种类组成同质化和功能同质化三个方面。近年来,生物同质化问题已引起生态学界的高度重视,成为保护生物地理学的一个全新议题,但在国内的相... 详细信息

生物同质化是指特定时间段内两个或多个生物区在生物组成和功能上的趋同化过程,包括遗传同质化、种类组成同质化和功能同质化三个方面。近年来,生物同质化问题已引起生态学界的高度重视,成为保护生物地理学的一个全新议题,但在国内的相关研究较少。本文从生物同质化概念的发展历程入手,对生物同质化三个方面的度量方法和驱动因素分别做了介绍和评述,指出外来物种入侵和本土物种灭绝是导致生物同质化的最主要原因,其他能促进这两个过程的活动,如环境退化和干扰、城市化和生境同质化等都会对生物同质化有影响;生物同质化具尺度效应,在不同生物地理区域以及不同生态系统和生物类群之间,生物同质化程度不同,主要驱动力也各异。探讨了生物同质化在生态、生物进化和人文经济方面的影响以及生物同质化与生物多样性保护的关系。最后对我国开展生物同质化研究的必要性和需要解决的问题做了探讨,以期能推动生物同质化研究在我国的发展。

关键词：生物入侵物种灭绝驱动因素尺度效应生态与进化后果生物多样性保护

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