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盐胁迫下樱桃砧木的光合响应和光谱特性

中国农业科技导报 2022年第3期24卷 77-83页

作者：田翁由刘昊甘超林伍柳芬李爱杨丽芳高英天津农学院园艺园林学院天津300392 天津市农业科学院林业果树研究所天津300384

为研究不同盐胁迫对樱桃砧木幼苗叶片光合作用的影响及反射光谱的变化,以樱桃砧木大青叶为试验材料,设置0、75、150和300 mmol·L^(-1)NaCl盐胁迫处理,采用分光光度计、CI-340-便携式光合测定仪和CI-710光纤光谱仪测定叶绿素含量、光合... 详细信息

为研究不同盐胁迫对樱桃砧木幼苗叶片光合作用的影响及反射光谱的变化,以樱桃砧木大青叶为试验材料,设置0、75、150和300 mmol·L^(-1)NaCl盐胁迫处理,采用分光光度计、CI-340-便携式光合测定仪和CI-710光纤光谱仪测定叶绿素含量、光合及光谱,研究盐胁迫下樱桃砧木幼苗叶片色素含量、光合指标、反射光谱变化及彼此间的关系。结果表明,随着盐含量的增加,叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间CO_(2)浓度(Ci)均呈先上升后下降的趋势。叶绿素a+b含量随盐浓度增加呈先升高后降低的变化趋势;其中,叶绿素a含量随着盐浓度增加先升高后降低,叶绿素b含量随着盐浓度增加逐渐降低;在75 mmol·L^(-1)盐处理下3种叶绿体色素含量达到最高。随着盐含量的改变,樱桃砧木的光谱反射率在不同波段下的变化规律不同,但光谱特征曲线趋势一致,均有1个"绿峰"、1个"红谷"和1个反射平台。在近红外光区和绿光区波段内,反射率在75 mmol·L^(-1)盐处理时最高,在150 mmol·L^(-1)盐处理下最低;而在蓝紫光区和可见红光区波段内,反射率在150 mmol·L^(-1)盐处理下最高。综上所述,适当的低盐处理对樱桃砧木大青叶的光合色素及光合作用均有一定的促进作用,光谱反射率在一定程度上反应了植株受盐胁迫的损伤程度。

关键词：樱桃砧木盐胁迫光合响应叶绿素光谱反射率

水淹胁迫下广州河岸带4种本地草本植物的光合响应

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湿地科学 2020年第4期18卷 454-460页

作者：邹璐璐刘新科贾小容华南农业大学广东广州510642 广东省林业调查规划院广东广州510520

为了选择用于退化河岸带生态修复的适宜植物物种,开展了水淹胁迫下广州市河岸带常见的4种本地草本植物紫苏(Perilla frutescens)、酸模叶蓼(Polygonum lapathifolium)、金钮扣(Spilanthes paniculata)和少花龙葵(Solanum photeinocarpum)的光合响应特征研究。将在广州市车陂涌中游典型内涝点附近的河岸带采集到的紫苏、酸模叶蓼、金钮扣和少花龙葵幼苗作为实验材料,经过缓苗后,设置地表无积水、地表积水深度为2 cm和地表积水深度为植株地上部分自地面向上2/3处共3种处理,将4种植物的幼苗种植在塑料箱中,30 d后,测定4种植物叶片的SPAD值、全氮含量和叶绿素荧光参数(Fv/Fm、Fv/F0和PIABS)。研究结果表明,与地表无积水条件下相比,水淹条件下紫苏叶片的SPAD值和全氮含量都明显增大,地表积水深度为2 cm条件下金纽扣叶片的SPAD值和全氮含量都明显增大,地表积水深度为植株地上部分自地面向上2/3处条件下金纽扣叶片的SPAD值和全氮含量都明显减小,水淹条件下酸模叶蓼叶片、少花龙葵叶片的SPAD值和全氮含量都明显减小;随着积水深度的增加,4种植物的Fv/Fm、Fv/F0和PIABS值显著减小,且少花龙葵叶片、紫苏叶片、金钮扣叶片、酸模叶蓼叶片的3种参数的降幅依次减小;酸模叶蓼、金钮扣、紫苏、少花龙葵的耐淹能力依次减弱,酸模叶蓼可以作为遭受水淹的河岸带生态修复的首选植物物种;对于地表刚被水没过的地带,可以选择金钮扣和紫苏开展生态修复。

关键词：酸模叶蓼金钮扣紫苏水淹光合响应河岸带广州

岳桦幼苗光合特性和非结构性碳水化合物积累对干旱胁迫的响应

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应用生态学报 2021年第2期32卷 513-520页

作者：马玥苏宝玲韩艳刚吴星慧周旺明王庆伟周莉于大炮沈阳大学生命科学与工程学院沈阳110044 中国科学院沈阳应用生态研究所森林生态与管理重点实验室沈阳110016

以长白山林线树种岳桦为对象,利用生长控制试验进行干旱处理,研究干旱对岳桦幼苗光合特性及非结构性碳水化合物(NSC)积累的影响。结果表明:干旱显著降低了岳桦幼苗的净光合速率和气孔导度,提高了其水分利用效率;干旱显著增加了岳桦幼苗... 详细信息

以长白山林线树种岳桦为对象,利用生长控制试验进行干旱处理,研究干旱对岳桦幼苗光合特性及非结构性碳水化合物(NSC)积累的影响。结果表明:干旱显著降低了岳桦幼苗的净光合速率和气孔导度,提高了其水分利用效率;干旱显著增加了岳桦幼苗叶、皮、干和根中的可溶性糖和总NSC的含量,但显著降低了淀粉含量;随着干旱的持续,叶片的气孔导度、光合速率和瞬时水分利用效率迅速降低,而可溶性糖、淀粉和NSC则是先增后减;在试验末期,叶片90%发黄,岳桦幼苗干、皮和根中可溶性糖与淀粉含量的比值均显著高于对照。这表明岳桦在受到干旱胁迫时,迅速降低气孔导度以减少水分散失,提高水分利用效率,它属于避旱型植物;岳桦通过优先储存策略来提高组织器官中可溶性糖含量、增加淀粉与糖之间的转化率来应对水分亏缺的不利环境;在遭受持续干旱,幼苗面临死亡的时候,干旱胁迫可能超过了植物自我调节的阈值,但此时其组织器官中NSC含量并未降低,这说明岳桦最终的死亡可能不是碳饥饿导致的。

关键词：干旱光合响应碳平衡储存策略高山林线岳桦

不同品种小麦灌浆期旗叶光合特性及光合基因表达对臭氧浓度升高的响应

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作物学报 2022年第9期48卷 2339-2350页

作者：曹际玲曾青朱建国江西农业大学国土资源与环境学院/江西省鄱阳湖流域农业资源与生态重点实验室江西南昌330045 中国科学院南京土壤研究所/土壤与农业可持续发展国家重点实验室江苏南京210008

利用开放式臭氧(O_(3))浓度升高平台,以不同小麦品种(烟农19和扬麦16)为供试作物,研究了O_(3)浓度升高条件下不同品种灌浆期叶片光合特性和光合基因表达的差异。结果表明,与对照处理相比,O_(3)浓度升高处理达75 d导致小麦灌浆期叶片光... 详细信息

利用开放式臭氧(O_(3))浓度升高平台,以不同小麦品种(烟农19和扬麦16)为供试作物,研究了O_(3)浓度升高条件下不同品种灌浆期叶片光合特性和光合基因表达的差异。结果表明,与对照处理相比,O_(3)浓度升高处理达75 d导致小麦灌浆期叶片光合响应参数表观量子效率、最大净光合速率和叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量下降,使得小麦灌浆期叶片总可溶性糖、蔗糖、果糖、葡萄糖含量增加。通过荧光定量PCR测定发现,O_(3)浓度升高还引起小麦叶片叶绿体编码基因psaA、psbA和rbcL基因表达下调。不同小麦品种光合生理指标和叶绿体基因表达水平的变化幅度不同,烟农19的响应幅度均大于扬麦16。该研究结果可为O_(3)污染环境下不同小麦品种光合响应差异机制和小麦耐性品种的选育提供理论依据。

关键词：臭氧小麦光合响应可溶性糖叶绿体基因表达

冬小麦灌浆期旗叶对光密度与春化方式的光合响应

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南京农业大学学报 2017年第5期40卷 789-794页

作者：肖海刘海俊柳伟哲舒国平焦学磊刘晓英徐志刚南京农业大学农学院江苏南京210095 长沙市望城区农技服务中心湖南长沙410200

[目的]本文旨在探讨人工可控环境中满足灌浆期冬小麦生长发育的适宜光密度。[方法]以小麦品种‘扬麦16’为试验材料,自然光照+自然春化为对照(CK),设置人工光照(650μmol·m-2·s-1)+自然春化(T1)、人工光照(500μmol·m-2·s-1)+自然春... 详细信息

[目的]本文旨在探讨人工可控环境中满足灌浆期冬小麦生长发育的适宜光密度。[方法]以小麦品种‘扬麦16’为试验材料,自然光照+自然春化为对照(CK),设置人工光照(650μmol·m-2·s-1)+自然春化(T1)、人工光照(500μmol·m-2·s-1)+自然春化(T2)、人工光照(650μmol·m-2·s-1)+种芽春化(T3)、人工光照(500μmol·m-2·s-1)+种芽春化(T4)4个组合处理,研究了冬小麦灌浆期旗叶对光密度与春化方式的光合响应。[结果]T1、T2、T3和T4处理的千粒质量、旗叶Pn相对增率(VPn)和蒸腾速率均大于CK;T3、T4的光合潜能(Pmax)高于T1、T2和CK;T1的光饱和点高于T2,T3高于T4;T2的光补偿点和暗呼吸速率均低于T1,T4低于T3;T1的气孔导度高于T2,T3高于T4;T3、T4的旗叶气孔导度高于T1和T2。CK及T1、T2、T3、T4处理的千粒质量分别为33.58、47.67、44.42、49.66、46.31 g。[结论]500~650μmol·m-2·s-1是人工可控环境中灌浆期‘扬麦16’生长发育的适宜光密度参数。

关键词：小麦光密度春化方式千粒质量光合响应

偃麦草种质耐盐差异及其盐胁迫下光合生理响应研究

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偃麦草种质耐盐差异及其盐胁迫下光合生理响应研究

作者：王瑞新疆农业大学

学位级别：硕士

本研究以42份偃麦草(Elytrigia repens)种质为实验材料,采用流式细胞术结合常规压片法进行染色体倍性鉴定;在了解其倍性的基础上采用水培法,对苗期种质在0和200 mmol/L NaCl胁迫下的盐害评分、电导率、叶绿素含量、Na+/K+、茎叶干重、... 详细信息

本研究以42份偃麦草(Elytrigia repens)种质为实验材料,采用流式细胞术结合常规压片法进行染色体倍性鉴定;在了解其倍性的基础上采用水培法,对苗期种质在0和200 mmol/L NaCl胁迫下的盐害评分、电导率、叶绿素含量、Na+/K+、茎叶干重、根系干重以及根冠比进行测定,以各指标耐盐系数作为衡量耐盐性的依据,运用主成分分析、隶属函数分析结合聚类分析对种质耐盐性进行综合评价,通过多元逐步回归分析获得区分偃麦草耐盐能力的关键指标,构建耐盐预测模型;在此基础上,以耐盐种质E42及不耐盐种质E23为材料,在苗期0 mmol/L和200 mmol/LNaCl处理下测定0、1、3、6、10 d的光合参数及生理指标,并同时取叶片进行光合关键基因的实时荧光定量相对表达量分析;通过上述研究,旨在丰富偃麦草染色体倍性研究,为偃麦草耐盐种质筛选提供关键指标及评价方法,初步明确偃麦草耐盐光合生理及其分子响应机制,为偃麦草耐盐育种、基因克隆提供依据。主要研究结果如下:(1)流式细胞仪检测供试偃麦种质草染色体倍性均为六倍体,荧光均值为142.06,变异系数范围为2.33%-5.00%;采用常规压片法对E2、E6、E23进行倍性鉴定,发现其染色体数均为42条,与流式细胞仪检测的结果一致。(2)42份偃麦草种质水培法耐盐鉴定结果表明:与对照相比,盐胁迫后偃麦草种质的盐害评分、电导率及Na+/K+增加,叶绿素含量、茎叶及根系干重降低;隶属函数分析发现供试种质耐盐性综合评价D值为0.273-0.862,其中E10、E36、E23的D值较小,表明其耐盐性较弱,E34、E40、E42的D值较大,表明其耐盐性较强。聚类分析可将种质划分为4类;偃麦草苗期耐盐性预测回归模型为 D=0.05-0.04X1-0.003X2+0.341X3+0.234X4+0.075X5,其中 X1为盐害评分、X2为电导率、X3为叶绿素含量、X4为根系干重、X5为根冠比,为其耐盐关键评价指标。(3)在盐胁迫下,E42耐盐性优于E23的原因在于具有较高的向上运输K+的能力,维持叶片较高的K+/Na+;较长时间维持较高的SOD、POD、CAT活性,减少质膜受害;维持较高PEPC活性,使其光合作用在后期气孔限制CO2浓度的条件下仍维持较高的光化学效率,保证E42生长。对于光合作用相关基因表达而言,叶绿体功能基因c187308.graph-c0表达持续上升,并且E42的基因表达量高于E23,说明此基因表达量的多少可能与耐盐强弱相关。

关键词：偃麦草耐盐性染色体倍性光合响应基因表达

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红叶石楠吸附不同粒径颗粒物能力及光合响应

福建农林大学学报（自然科学版） 2018年第5期47卷 600-606页

作者：吴海天杨山陈健王彬刘美华沈剑郑国良浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室浙江杭州311300 金华市林业技术推广站浙江金华321000

城市中园林植物可作为天然过滤器来吸附空气中的颗粒物,其中红叶石楠(Photinia fraseri)的运用尤为广泛.分析红叶石楠对不同粒径颗粒物滞留能力及其光合响应,可为城市滞尘树种的选择及后期管理提供重要参考.本文通过比较滞尘前后叶片的... 详细信息

城市中园林植物可作为天然过滤器来吸附空气中的颗粒物,其中红叶石楠(Photinia fraseri)的运用尤为广泛.分析红叶石楠对不同粒径颗粒物滞留能力及其光合响应,可为城市滞尘树种的选择及后期管理提供重要参考.本文通过比较滞尘前后叶片的光响应曲线及特征参数,分析了红叶石楠叶表面及蜡质层对不同颗粒物的滞留量,滞尘叶片光合响应,及两者之间的相关关系.研究结果如下:(1)红叶石楠吸附sPM100(粒径10～100μm的叶表面颗粒物)质量最大且显著高于wPM100(粒径10～100μm的蜡质层颗粒物).sPM10(粒径2.5～10μm的叶表面颗粒物)与wPM10(粒径2.5～10μm的蜡质层颗粒物)之间、sPM_(2.5)(粒径0.2～2.5μm的叶表面颗粒物)与wPM_(2.5)(粒径0.2～2.5μm的蜡质层颗粒物)之间的质量无显著差异.(2)红叶石楠光合响应特征参数:表观量子效率(AQY)、最大净光合效率(Pnmax)、光饱和点(LSP)在滞尘后均显著降低.(3)粗、细颗粒物(粒径0.2～10μm)相较于大颗粒物(粒径10～100μm)对红叶石楠光合响应影响更大,特别是sPM10、sPM_(2.5)以及wPM_(2.5).

关键词：颗粒物光合响应红叶石楠蜡质层非直角双曲线模型

纳米银胁迫下小球藻磷吸收代谢中光系统Ⅱ的光合响应

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纳米银胁迫下小球藻磷吸收代谢中光系统Ⅱ的光合响应

作者：陈密湘潭大学

学位级别：硕士

纳米材料的环境行为与生物效应成为近年来环境化学领域关注的热点问题之一,其中纳米银(Ag NPs)是一种应用品种最广泛的纳米材料。藻类因其生长繁殖速率快、易于培养及其光系统II(PSII)对外界环境胁迫极为敏感,常被作为评价污染物环境生... 详细信息

纳米材料的环境行为与生物效应成为近年来环境化学领域关注的热点问题之一,其中纳米银(Ag NPs)是一种应用品种最广泛的纳米材料。藻类因其生长繁殖速率快、易于培养及其光系统II(PSII)对外界环境胁迫极为敏感,常被作为评价污染物环境生物效应的模式生物。研究Ag NPs胁迫下藻细胞磷吸收代谢中的关键机构叶绿体PSII体系的光合响应,有利于深入了解Ag NPs对水生生物的影响及其潜在的生态风险。本论文以水环境中常见的单细胞绿藻小球藻(Chlorella vulgaris)作为受试藻种,观察Ag NPs胁迫下小球藻的细胞及光合机构超微结构的变化;测定不同磷浓度下小球藻光合响应参数叶绿素自发荧光、PSII光合放氧活性等,评价了磷吸收中Ag NPs对小球藻光合参数的影响;在此基础上,采用代谢组学考察了Ag NPs胁迫下小球藻与光合响应相关的磷代谢组学变化。本论文得到的研究结论如下:(1)透射电镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)的观测结果表明,Ag NPs胁迫下,小球藻细胞尺寸减小,细胞壁发生褶皱并向内凹陷。与对照组相比,随着Ag NPs浓度的升高,叶绿体基粒堆叠松弛并出现“脱堆”的现象,PSII颗粒数量减少,直径减小且排列发生紊乱。藻细胞发生了明显的质壁分离现象。Ag NPs对小球藻的PSII颗粒在类囊体上的堆叠数量及排布整齐程度产生不利影响,对藻细胞及其叶绿体超微结构造成了损伤。(2)随着Ag NPs(0～0.20 mg/L)浓度增加,在实验周期内(7天)小球藻的生长受到明显抑制作用,高磷培养基下该抑制作用得到缓解。无磷条件下小球藻几乎不生长,磷是小球藻生长的重要营养元素。与OECD培养基正常磷(0.36mg/L)相比,高磷培养基(2 mg/L)中叶绿素a的含量在第7天受Ag NPs(0.20mg/L)的抑制率减少了19%,高磷促进了藻细胞对光能的吸收;0.20 mg/L Ag NPs处理后,叶绿素自发荧光强度在第7天时较对照组(0 mg/L Ag NPs)分别减弱了60%(高磷)和73%(正常磷),高磷促进了叶绿素的生成;酸性磷酸酶的活性相比对照组均下降了69%左右,Ag NPs抑制了酸性磷酸酶的活性,进而干扰藻细胞相关的生理代谢功能;氢-ATP酶活性的抑制率(高磷)为55%,相比(正常磷)降低了11%,Ag NPs胁迫时小球藻在高磷条件选择性吸收营养物质的能力更强;高磷培养基中小球藻三磷酸腺苷ATP的含量显著高于正常磷组,Ag NPs在高磷培养基中对能荷AEC抑制率为30%,比正常磷条件下低17%,表明磷是细胞能量代谢的重要营养物质,高磷缓解了Ag NPs对小球藻新陈代谢的影响。(3)在Ag NPs胁迫下,小球藻细胞内共鉴定出33种发生显著性变化的代谢物,其中相对含量较高的代谢物有葡萄糖、果糖、肌醇、甘氨酸等,与对照组相比相对含量较高的代谢物有葡萄糖、蔗糖、甘氨酸等;叶绿醇的含量有所下降,肌醇的含量相比对照组降低75%。Ag NPs对小球藻的代谢通路产生了显著的扰动,磷酸肌醇代谢、卟啉与叶绿素代谢以及甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢等代谢途径下调。Ag NPs通过破坏藻细胞中叶绿素的合成、PSII的光合响应和类囊体膜的形态及参数,进而影响藻细胞对磷的吸收和代谢,最终导致藻细胞生长受到抑制。

关键词：纳米颗粒光合系统Ⅱ 光合响应磷代谢藻类

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水盐梯度下克里雅河流域芦苇光合响应特征

西北植物学报 2014年第3期34卷 572-580页

作者：刘卫国邹杰新疆大学资源与环境科学学院新疆绿洲生态重点实验室乌鲁木齐830046

选择新疆克里雅河流域地下水埋深不同的样点芦苇为材料,采用Li-6400便携式光合系统仪对各样点芦苇的光合响应特征进行实地测定,探讨其适应干旱胁迫和盐胁迫环境的光合机理。结果显示:(1)在干旱区,当地下水位大于2m时,芦苇的光饱和点、... 详细信息

选择新疆克里雅河流域地下水埋深不同的样点芦苇为材料,采用Li-6400便携式光合系统仪对各样点芦苇的光合响应特征进行实地测定,探讨其适应干旱胁迫和盐胁迫环境的光合机理。结果显示:(1)在干旱区,当地下水位大于2m时,芦苇的光饱和点、表观量子效率、光呼吸速率随地下水位的下降显著降低,而水分利用效率却随着地下水位的下降呈上升趋势;随着地下水位的下降,芦苇的羧化效率、最大净光合速率、CO2饱和点显著下降,水分利用效率随之增大;1.6m地下水位的芦苇相对于2.7m地下水位下芦苇的最大净光合速率、光饱和点、光补偿点、暗呼吸速率分别下降19.98%、40.61%、37%、74.56%。(2)在盐胁迫下芦苇的光合参数整体低于受干旱胁迫的参数;盐胁迫下的芦苇水分利用效率大于受干旱胁迫环境。(3)与陆生环境下的芦苇相比,渍水条件下芦苇的最大净光合速率、光饱和点、光补偿点分别下降41.32%、14.56%、55.55%。研究表明,提高空气CO2供应量可降低水分利用效率从而缓解芦苇盐胁迫伤害,并且可通过调节气孔开闭程度显著增加水生芦苇最大净光合速率,这种变化是植物自身对环境因素变化的生理性反馈和适应性选择对策的结果。

关键词：水分梯度芦苇水盐胁迫光合响应