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不同灌水量对黄淮海地区冬小麦叶绿素荧光及光保护特性的影响

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干旱地区农业研究 2014年第1期32卷 183-190页

作者：徐心志马超孙倩孙会娜王志强林同保河南农业大学农学院/河南省粮食作物生理生态与遗传改良重点实验室河南郑州450002

以黄淮海地区5个主栽冬小麦品种为材料,在田间条件下分析了不同灌水次数对冬小麦叶绿素荧光特性的影响。结果表明,随着灌水次数的减少,叶绿素a+b(Chla+b)含量,叶绿素a/b,类胡萝卜素(Car)含量,PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm),光化学猝灭系数(... 详细信息

以黄淮海地区5个主栽冬小麦品种为材料,在田间条件下分析了不同灌水次数对冬小麦叶绿素荧光特性的影响。结果表明,随着灌水次数的减少,叶绿素a+b(Chla+b)含量,叶绿素a/b,类胡萝卜素(Car)含量,PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm),光化学猝灭系数(qP)以及光能利用率(LUE)都呈降低趋势,而初始荧光(Fo)呈增加趋势,非光化学猝灭系数(NPQ)呈先增后降的趋势。不同冬小麦品种对灌水次数的生理响应不同,在各个灌水处理中光能利用效率较高的冬小麦品种矮抗58和郑麦366适宜种植的范围较广,在灌三次水处理(越冬水+拔节水+灌浆水)中光能利用效率较高而在灌两次水(越冬水+拔节水)或一次水(越冬水)光能利用率较低的冬小麦品种周麦18、豫麦49应该区划种植在水分条件较好或者有灌溉条件的地区才能发挥其品种的丰产优势。在干旱条件下矮抗58和郑麦366具有较高光能利用率的原因可能是有较强的光保护能力。

关键词：冬小麦灌水量叶绿素荧光特性光保护

两种杜鹃花属植物对长期遮阴后全光照环境的生理响应及其光保护机制

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植物生态学报 2015年第11期39卷 1093-1100页

作者：胡文海张斯斯肖宜安闫小红井冈山大学生命科学学院江西吉安343009 江西省生物多样性与生态工程重点实验室江西吉安343009

植物通过提高光能利用能力和光保护途径以响应环境光强的增加,但不同植物对环境光强增加的生理响应存在差异,从而导致植物对光环境的适应性不一致。为探讨植物对光环境变化的生理响应及其适应机制,该文以遮阴条件下培养1年的2种杜鹃属(R... 详细信息

植物通过提高光能利用能力和光保护途径以响应环境光强的增加,但不同植物对环境光强增加的生理响应存在差异,从而导致植物对光环境的适应性不一致。为探讨植物对光环境变化的生理响应及其适应机制,该文以遮阴条件下培养1年的2种杜鹃属(Rhododendron)植物比利时杜鹃(***)和杜鹃(***)为材料,对其由遮阴后转入全光照下培养5天时的叶片叶绿素荧光参数及其快速光曲线变化进行了比较研究,以期从叶片吸收光能分配和光保护机制的角度探讨这2种植物对光环境变化的适应机制。结果表明:全光照降低了喜阴植物比利时杜鹃叶片的光化学反应和热耗散能力,且其吸收光能分配于光化学反应和调节性能量耗散部分的比例减少,导致光系统II反应中心过量激发能积累,造成了叶片光抑制甚至光破坏。杜鹃作为耐阴喜光植物对光环境变化具有较强的适应性,具有较高的光化学反应、热耗散和环式电子传递能力等内在生理特性;在遮阴和全光照两种光环境下均能维持较高的吸收光能在光化学反应和调节性能量耗散部分的分配比例,从而保护了光合机构的正常运行,是其全光照强光未造成叶片光抑制的原因。

关键词：杜鹃花属全光照光抑制光保护遮阴

香榧与榧树叶片光合特性及其光保护机制的比较

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林业科学 2015年第10期51卷 134-141页

作者：陈佳妮廖亮黄增冠戴文圣喻卫武胡渊渊吴家胜浙江农林大学亚热带森林培育国家重点实验室培育基地临安311300 乐清市雁荡山林场乐清325614

【目的】通过比较分析2个发育阶段的香榧和榧树叶片的气体交换参数、叶片氮含量及叶绿素荧光参数的差异,探讨香榧与榧树叶片光合特性及其光保护机制。【方法】以天然林中15年香榧和榧树的幼叶(即萌芽后10天)和成熟叶(即萌芽后50天)为研... 详细信息

【目的】通过比较分析2个发育阶段的香榧和榧树叶片的气体交换参数、叶片氮含量及叶绿素荧光参数的差异,探讨香榧与榧树叶片光合特性及其光保护机制。【方法】以天然林中15年香榧和榧树的幼叶(即萌芽后10天)和成熟叶(即萌芽后50天)为研究对象,通过测定2个发育阶段香榧、榧树叶片的光响应曲线、光合色素含量、叶氮含量、比叶重(SLW)、叶绿素荧光参数的变化。【结果】1)香榧幼叶较榧树幼叶具有较低的最大净光合速率(Amax)、光饱和点(LSP)和较高的SLW,相对差值分别为40.3%,33.1%和29.7%(P≤0.05),而香榧成熟叶较榧树成熟叶具有较高的Amax,LSP和SLW,相对差值分别为26.3%,40.9%和44.8%(P≤0.05)。2)香榧幼叶和成熟叶较榧树叶片具有较高的氮含量,相对差值分别为32.5%和44.9%(P≤0.05),却具有较低的光合氮素利用效率(PNUE),相对差值分别为54.9%和12.8%(P≤0.05)。3)与9:00相比,13:00时(较高光强)香榧和榧树幼叶、成熟叶片的光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)均显著降低,Pn的相对差值分别为33.7%,26.8%,35.1%和44.4%(P≤0.05),Gs的相对差值分别为27.7%,23.5%,38.7%和45.0%,但胞间CO2浓度(Ci)无显著变化(P≥0.05)。4)香榧幼叶较榧树幼叶具有较低的实际光化学量子效率(Y(II))(P≤0.05),及较高的△p H和叶黄素调节的热耗散量子效率(Y(NPQ))和类胡萝卜素/总叶绿素含量比值(Car/Chl)和叶绿素a/叶绿素b含量比值(Chla/Chlb)(P≤0.05);香榧成熟叶较榧树成熟叶具有较高的荧光和不依赖于光的非调节性热耗散量子效率(Y(NO))(P≤0.05)。【结论】具有较低Amax和LSP的香榧幼叶,在相同的高光强下较易发生光抑制,但较高光强下(13:00时)其光抑制程度小,主要是由于其能有效地通过增加Y(NPQ)、Car的形式进行过剩光能的热耗散及通过降低Chlb含量来减少光能的捕获;具有较高的Amax和LSP的香榧成熟叶还需通过Y(NO)进行过剩光能的耗散。香榧叶片较榧树叶片具有较高的氮含量和较低的光合氮素利用效率(PNUE),说明分配到非光合组分的氮素较多,因此香榧在生产中要注意氮肥的施用。

关键词：气体交换叶绿素荧光幼叶成熟叶光保护

荫蔽花生转入自然光照下光合作用的光抑制及光保护机制

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中国油料作物学报 2017年第5期39卷 648-654页

作者：吴正锋孙学武左绍玲沈浦刘俊华万书波郑永美于天一王才斌陈殿绪郑亚萍山东省花生研究所/国家花生工程技术研究中心山东青岛266100 莱西市农业技术推广站山东青岛266600 滨洲学院山东滨洲256600 山东省农业科学院山东济南250100

为探明荫蔽花生转入自然光照下的光抑制及光合恢复过程中的光保护机制,为麦套花生高产栽培提供理论依据。大田条件下以花生品种白沙1016为材料,用遮阴网设置不遮光(Control)、遮光50%(S50)和遮光85%(S85)3个处理,研究荫蔽花生转入自然... 详细信息

为探明荫蔽花生转入自然光照下的光抑制及光合恢复过程中的光保护机制,为麦套花生高产栽培提供理论依据。大田条件下以花生品种白沙1016为材料,用遮阴网设置不遮光(Control)、遮光50%(S50)和遮光85%(S85)3个处理,研究荫蔽花生转入自然光照下光合荧光参数、活性氧离子产生速率及活性氧清除酶活性的变化动态。结果表明,遮阴解除后0~5d花生功能叶片净光合速率(Pn)和光系统Ⅱ最大光化学效率(F_v/F_m值)持续降低,Pn和F_v/F_m值各处理均表现为Control>遮光50%(S50)>遮光85%(S85);遮光50%和遮光85%处理净光合速率分别于遮阴解除后10d和20d逐渐恢复到对照水平,F_v/F_m值分别于遮阴解除后12和15d左右恢复对照水平。遮阴解除后0~10d反映热耗散强度的初始荧光F0值、非光化学淬灭系数(NPQ)显著上升,随后逐步降低恢复到对照水平。进一步研究表明,遮阴解除后0~5d超氧阴离子O_2^(-·)的产生速率迅速增加,第5d超氧阴离子O_2^(-·)产生速率S85>S50>Control;而后随SOD、CAT等活性氧清除酶活性的增强,超氧阴离子O_2^(-·)的产生速率降低。由以上可看出,遮阴解除后5d光合作用的光抑制或光破坏持续加重,活性氧的产生是导致光破坏的重要原因,热耗散和活性氧的清除在光合恢复中起重要的保护作用。

关键词：花生光抑制光保护活性氧热耗散

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不同浓度镁对茶树光合及光保护能力的影响

西北农业学报 2021年第8期30卷 1210-1219页

作者：唐磊肖罗丹黄伊凡孟阳肖斌杨亚军西北农林科技大学园艺学院陕西杨凌712100 中国农业科学院茶叶研究所杭州310008

为了探究镁对茶树的光合及光保护的响应及茶树的适宜镁肥用量,以‘陕茶1号’为试材,采用水培法,研究不同镁营养水平对茶树生长、光合特性及光保护作用的影响。结果表明:随着镁素浓度的升高,茶树幼苗的叶绿素含量、生物量、净光合速率(Pn... 详细信息

为了探究镁对茶树的光合及光保护的响应及茶树的适宜镁肥用量,以‘陕茶1号’为试材,采用水培法,研究不同镁营养水平对茶树生长、光合特性及光保护作用的影响。结果表明:随着镁素浓度的升高,茶树幼苗的叶绿素含量、生物量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在光化学效率(Fv/Fo)、PSⅡ实际光化学量子产量[Y(Ⅱ)]均呈现先增加后降低的趋势,PSⅡ非调节性能量耗散量子产量[Y(NO)]则呈现相反的趋势;相关性分析显示,总鲜质量与Pn、Gs、Tr、Fv/Fm、Fv/Fo呈显著或极显著正相关,与总叶绿素、Y(Ⅱ)呈不显著正相关,与Y(NO)呈不显著负相关;0.1 mmol/L镁素处理的茶树生物量高于0.4 mmol/L,而缺镁(0 mmol/L)和0.8 mmol/L镁素处理的生物量显著降低。究其原因,缺镁和0.8 mmol/L镁素处理可能抑制PSⅡ反应中心光能利用效率和电子传递速率,热耗散等保护性调节机制和光化学反应不足以将叶片吸收的所有光能完全消耗,茶树可能受到光抑制或光破环,导致茶树光合器官遭受到损伤,光合能力降低,抑制茶树生物量的积累;而适宜浓度的镁素(0.1 mmol/L)可能通过提高叶绿素含量进而加强光合作用和光保护作用,促进茶树生长。因此,缺镁茶园可通过适量施镁促进茶树生长,具体用量需结合茶园土壤的镁素水平等因素再行确定。

关键词：茶树镁光合作用叶绿素荧光光保护

不同光照强度下花魔芋(Amorphophallus konjac)与谢君魔芋(Amorphophallus xiei)光合特性及光保护机制研究

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植物研究 2013年第6期33卷 676-683页

作者：韩玙刘石山梁艳丽赵庆云李建徐文果岩对吴诗斌岩所刘春谢世清陈军文云南农业大学/云南省优势中药材规范化种植工程研究中心昆明650201 云南农业大学魔芋研究所昆明650201 云南农业大学农学与生物技术学院昆明650201 西双版纳州种子管理站景洪666100 德宏州农业技术推广中心芒市678400

为探讨不同耐光性植物光合特性及光保护机制,本研究以耐高光的喜阴植物花魔芋(Amorphophallus konjac ***)和典型的喜阴植物谢君魔芋(Amorphophallus xiei ***&***)为材料,测定与分析在透光率为100%、15%及2%光照条件下两种魔芋的光合... 详细信息

为探讨不同耐光性植物光合特性及光保护机制,本研究以耐高光的喜阴植物花魔芋(Amorphophallus konjac ***)和典型的喜阴植物谢君魔芋(Amorphophallus xiei ***&***)为材料,测定与分析在透光率为100%、15%及2%光照条件下两种魔芋的光合能力、抗氧化酶活性及抗氧化物和光合色素组分的含量。结果表明,花魔芋最大光合速率和气孔导度随着生长环境光照强度降低而显著降低(P光率为15%时最大光合速率达最大值。大部分情况下,花魔芋的超氧化物歧化酶、抗坏血酸过氧化物酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽还原酶活性比谢君魔芋高(P光照环境下两种植物的抗氧化酶活性较高(P光率15%时,花魔芋谷胱甘肽和抗坏血酸显著比谢君魔芋高(P光合色素含量在透光率为15%时最高(P光合色素含量在透光率为2%时含量最低(P光照强度下花魔芋光合色素含量基本上显著高于谢君魔芋(P光可能源于相对较高的光合作用能力和有效的光保护机制。

关键词：花魔芋谢君魔芋光合特性光保护喜阴植物

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光保护基因GmRIQ1的克隆与功能验证

光保护基因GmRIQ1的克隆与功能验证

作者：孙志晖东北农业大学

学位级别：硕士

大豆(Glycine max（L.）Merr)是我国重要的作物之一,在生长过程中常常暴露在复杂多变的环境中,影响大豆的正常生长发育,严重时还会导致产量下降,因此,通过转基因技术培育出高产、稳产、优质且抗逆性强的大豆品种,已然成为当今时代大豆... 详细信息

大豆(Glycine max（L.）Merr)是我国重要的作物之一,在生长过程中常常暴露在复杂多变的环境中,影响大豆的正常生长发育,严重时还会导致产量下降,因此,通过转基因技术培育出高产、稳产、优质且抗逆性强的大豆品种,已然成为当今时代大豆育种的重点目标。RIQ基因（AtRIQ1基因与AtRIQ2基因）在拟南芥中定位得到,它们共享一个保守结构域DUF1118,RIQ基因的氨基酸序列包括两个跨膜结构域。而在其N末端区域被预测为具有定位在叶绿体的转运肽结构。目前已知RIQ基因具有提升植株光保护的能力,能够促进植物向非光化学淬灭途径转变,通过将植物过剩的光能通过热能的方式进行淬灭,提高植物的抗逆能力。本课题组通过拟南芥AtRIQ1基因（AT5G08050）序列在大豆基因组数据库中找到并成功从大豆基因组中分离,得到GmRIQ1基因,研究发现其CDS全长序列为585 bp;构建pCAMBIA1302-GmRIQ1融合蛋白表达载体,确定了该基因的亚细胞定位;构建植物表达载体pCAMBIA3301-GmRIQ1分别转化大豆品种东农50与拟南芥野生型,获得3种GmRIQ1基因拟南芥过表达株系与3种转GmRIQ1大豆株系;对GmRIQ1基因拟南芥过表达体、GmRIQ1基因拟南芥缺失突变体与野生型拟南芥以及转GmRIQ1基因大豆株系与对照东农50大豆植株进行不同光强处理,比较分析了光合色素,叶绿荧光系数,光合系数等与光合作用机制和光保护光抑制调控机制相关的指标的关系;对GmRIQ1基因拟南芥过表达体、GmRIQ1基因拟南芥缺失突变体与野生型拟南芥进行不同光质波长的处理,比较分析了光合色素,叶绿荧光系数等与光保护光抑制调控机制相关的指标的关系;通过分析可溶性糖初步鉴定转GmRIQ1基因大豆株系的抗逆能力,明确大豆GmRIQ1基因是与光保护调控机制相关的基因。为研究作物光保护调控机制,培育耐强光、高产、稳产、优质大豆品种奠定了理论基础。主要研究结果如下:1.利用同源克隆成功获得大豆GmRIQ1基因,通过对基因GmRIQ1进行生物信息学预测,发现其CDS全长序列为585bp,编码194个氨基酸;生物信息学分析基因位于6号染色体上,属于膜蛋白,与野生大豆有较高的相似性。2.通过分析大豆不同器官基因特异性表达量,发现该基因在叶中表达量最高。3.构建pCAMBIA1302-GmRIQ1融合蛋白载体并利用PEG-Ca介导转化法将其转移到拟南芥原生质体内,结合GFP荧光信号,发现RIQ1蛋白位于植物细胞的叶绿体中,推测GmRIQ1基因参与了光保护作用。4.构建pCAMBIA3301-GmRIQ1植物表达载体,使用拟南芥花序转化法与半粒种子转化法,将GmRIQ1基因转入野生型拟南芥和大豆品种东农50中,利用Bar引物和GmRIQ1引物PCR阳性鉴定,成功获得3种转GmRIQ1基因过表达拟南芥株系（GmRIQ1-a）与3种转GmRIQ1基因大豆株系。5.不同光照强度对于不同株系光合色素、叶绿荧光、光合特性等均产生不同影响。随光照强度增加,光合色素、NPQ、光合速率（Pn）和气孔导度（Gs）等指标,都与光照强度成正相关,其中拟南芥株系:GmRIQ1-a（GmRIQ1拟南芥过表达体）>WT（野生型）>GmRIQ1-g（GmRIQ1拟南芥缺失突变体）;大豆株系:GmRIQ1-a（转GmRIQ1基因大豆株系）>CK（东农50）;而胞间二氧化碳浓度（Ci）与光照强度呈反相关,其中拟南芥株系:GmRIQ1-g（GmRIQ1拟南芥缺失突变体）>WT（野生型）>GmRIQ1-a（GmRIQ1拟南芥过表达体）;大豆株系:CK（东农50）>GmRIQ1-a（转GmRIQ1基因大豆株系）,初步表明GmRIQ1基因能够提高植物的非光化学淬灭能力,抑制植株的光合作用,提高植株的光保护能力。6.探讨不同的光质波长对拟南芥不同株系的光合色素,非光化学淬灭均有不同的影响,在红光和远红光的波长处理下,拟南芥3种株系的光合色素水平与叶绿荧光系数水平差异不大;但在蓝光波长处理下叶绿素含量:GmRIQ1-g（GmRIQ1拟南芥缺失突变体）>WT（野生型）>GmRIQ1-a（GmRIQ1拟南芥过表达体）;玉米黄素含量:GmRIQ1-g（GmRIQ1拟南芥缺失突变体）>WT（野生型）>GmRIQ1-a（GmRIQ1拟南芥过表达体）;NPQ系数:GmRIQ1-a（GmRIQ1拟南芥过表达体）>WT（野生型）>GmRIQ1-g（GmRIQ1拟南芥缺失突变体）,这些指标表明GmRIQ1基因在蓝光的波长下表达更加活跃。测定GmRIQ1-a（转GmRIQ1基因大豆株系）在强光照射下的可溶性糖含量,结果表明可溶性糖含量水平:GmRIQ1-a（转GmRIQ1基因大豆株系）高于WT（东农50）,初步判断转GmRIQ1基因大豆

关键词： GmRIQ1基因大豆光保护非光化学淬灭光合特性功能鉴定

夏季南亚热带森林演替中后期优势种幼叶花色素苷的光保护作用

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热带亚热带植物学报 2018年第4期26卷 363-374页

作者：俞正超刘晓涛黄烜栋郑晓婷彭长连广东省植物发育生物工程重点实验室华南师范大学生命科学学院广州510631

为探讨夏季南亚热带森林演替过程中优势树种幼叶的光保护机制,以演替中期优势树种木荷(Schima superba)、黧蒴(Castanopsis fissa)、锥栗(***)和演替后期优势种华润楠(Machilus chinensis)、厚壳桂(Cryptocarya chinensis)、黄果厚壳桂(... 详细信息

为探讨夏季南亚热带森林演替过程中优势树种幼叶的光保护机制,以演替中期优势树种木荷(Schima superba)、黧蒴(Castanopsis fissa)、锥栗(***)和演替后期优势种华润楠(Machilus chinensis)、厚壳桂(Cryptocarya chinensis)、黄果厚壳桂(***)为材料,分析了2种生长光强(全光照和30%全光照)下6种优势种幼叶和成熟叶的叶片表型、光合色素含量、花色素苷含量、抗氧化能力、类黄酮含量、总酚含量和最大量子产量(Fv/Fm)恢复效率间的差异。结果表明,两个演替阶段幼叶的叶绿素含量(Chl a+b)、Chl a/b比成熟叶低,但光保护物质比成熟叶多;演替中期幼叶的花色素苷含量和总抗氧化能力比演替后期的高,而类黄酮和总酚含量比演替后期的低;全光照下幼叶的总酚、类黄酮、总抗氧化能力及Fv/Fm恢复效率都要比30%全光照的高,并且含有花色素苷的幼叶恢复得更快。因此,植物的光合能力与自身的光保护潜力成反比关系,演替中期优势种幼叶的光保护在很大程度上是因为花色素苷的积累而演替后期优势种是因为自身抗氧化物质(类黄酮、总酚)的共同作用。

关键词：南亚热带森林优势种幼叶花色素苷光保护

2种光强下生长的4种木本植物叶片的光保护物质积累能力与光合能力的关系

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华南师范大学学报（自然科学版） 2019年第3期51卷 62-69页

作者：俞正超刘晓涛郑晓婷黄烜栋彭长连广东省植物发育生物工程重点实验室∥华南师范大学生命科学院

研究了2种不同光强下生长的4种南亚热带森林优势树种:木荷(Schima superba)、黧蒴(Castanopsis fissa)、黄果厚壳桂(Cryptocarya concinna)和肖蒲桃(Acmena acuminatissima)幼叶和成熟叶的光保护物质积累能力及其光合能力的关系,结果表... 详细信息

研究了2种不同光强下生长的4种南亚热带森林优势树种:木荷(Schima superba)、黧蒴(Castanopsis fissa)、黄果厚壳桂(Cryptocarya concinna)和肖蒲桃(Acmena acuminatissima)幼叶和成熟叶的光保护物质积累能力及其光合能力的关系,结果表明:无论是全光照还是遮阴下生长,4种木本植物成熟叶的叶绿素(Chl)含量和光合作用速率显著高于幼叶,而花色素苷、类黄酮、总酚、总抗氧化能力和类胡萝卜素/叶绿素(Car/Chl)比值都显著低于幼叶.全光照下生长的幼叶的花色素苷、类黄酮、总酚、总抗氧化能力和Car/Chl比值比遮阴高,显示幼叶的光保护能力在很大程度上是依赖于其较高的光保护物质来实现的,如高的花色素苷含量、类黄酮含量、总酚含量以及Car/Chl比值等;随着幼叶的发育成熟,这些光保护物质含量逐渐减少而光合能力逐渐增加,因此在幼叶和成熟叶中光保护物质积累能力与光合能力呈现负相关关系.

关键词：光保护光合能力花色素苷类黄酮总酚总抗氧化能力