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基于高光谱成像技术的油菜苗期光照胁迫诊断

浙江大学学报（农业与生命科学版） 2022年第1期48卷 106-116页

作者：王怡田张小敏姜海益张延宁林洋洋饶秀勤浙江大学生物系统工程与食品科学学院杭州310058 农业农村部农产品产地处理装备重点实验室杭州310058 浙江大学数学科学学院杭州310058

为实现油菜苗早期光照胁迫诊断,利用高光谱成像技术对进入两叶一心阶段的油菜苗进行为期21 d的光照胁迫实验,对采集到的冠层叶片光谱进行预处理后,通过光谱反射率和连续小波变换提取光照胁迫敏感波段,然后分别采用连续投影算法和连续小... 详细信息

为实现油菜苗早期光照胁迫诊断,利用高光谱成像技术对进入两叶一心阶段的油菜苗进行为期21 d的光照胁迫实验,对采集到的冠层叶片光谱进行预处理后,通过光谱反射率和连续小波变换提取光照胁迫敏感波段,然后分别采用连续投影算法和连续小波变换-逐步判别分析法提取特征波长和小波特征。为进一步提升光照胁迫检测模型的准确率,通过分析油菜苗期光谱波段特征及其随时间的演化规律,筛选出939~978 nm波段曲线面积、特征角正切值tanθ以及984和1 408 nm处反射率共4个特征,建立多特征融合的光照胁迫Fisher判别模型。结果表明,该模型的平均分类准确率为86.88%,在d20族达到最佳分类效果,准确率为95.00%。本研究为后续基于高光谱成像技术的油菜光照胁迫快速诊断方法提供了有力的参考。

关键词：油菜光照胁迫高光谱成像特征融合

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光照胁迫条件对台湾桤木幼苗的光合生理生态响应

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中南林业科技大学学报 2017年第5期37卷 7-14页

作者：蒋成益马明东四川农业大学旅游学院四川农业大学风景园林学院

采用盆栽试验设置不同遮阳强度方式模拟光照胁迫环境,通过对台湾桤木一年生幼苗进行一层黑色遮阳网、二层黑色遮阳网、三层黑色遮阳网以及全光照(露地自然光,遮阳度0)处理,对其叶片胞间CO浓度(C)、蒸腾速率(T)、光合速率(P)、气孔导度(G... 详细信息

采用盆栽试验设置不同遮阳强度方式模拟光照胁迫环境,通过对台湾桤木一年生幼苗进行一层黑色遮阳网、二层黑色遮阳网、三层黑色遮阳网以及全光照(露地自然光,遮阳度0)处理,对其叶片胞间CO浓度(C)、蒸腾速率(T)、光合速率(P)、气孔导度(G)和叶绿素荧光参数F/F、叶绿素含量、叶片丙二醛(MDA)含量、质膜相对透性、叶片过氧化物酶(POD)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性和游离脯氨酸含量等生理指标进行了测定。结果表明:在完全光照处理下,台湾桤木幼苗净光合速率(Pn)日变化呈现双峰曲线,在遮阳处理中,没有观察到光合午休现象,但台湾桤木幼苗的光合效率显著降低;根据胞间CO浓度(C)的日变化现象,可以发现台湾桤木幼苗午前光合速率下降主要由气孔因素引起,而午后主要是非气孔因素;台湾桤木的Pn为全光照>一层遮阳>二层遮阳>三层遮阳,叶绿素荧光参数(F/F)值在3种遮阳处理中都较全光照低;叶绿素a、b及叶绿素(a+b)的含量为一层遮阳>全光照>二层遮阳>三层遮阳,而叶绿素a/b值却是一层遮阳最小;质膜相对透性和MDA含量及游离脯氨酸含量随着光照强度的增加而降低。叶片中POD、CAT、SOD 3种保护酶的活性在一层遮阳处理下最高,而在全光照下处理下最低;光照胁迫实验结果说明台湾桤木能较好利用弱光光源,并能耐受30%光照遮阳,过度遮阳不利于台湾桤木的生长。

关键词：台湾桤木光照胁迫光合生理

ALA对菊花光合作用和营养生长光照胁迫效应的缓解作用

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北方园艺 2021年第7期 60-65页

作者：叶自慧叶向阳何培磊周厚高孙延军深圳园林股份有限公司广东深圳518000 广东生态工程职业学院园艺系广东广州510520 仲恺农业工程学院园艺园林学院广东广州510225

以光照胁迫下的菊花为试材,采用喷施外源ALA方法,研究了外源ALA对菊花光合作用和营养生长光照胁迫效应缓解作用的影响,以期探究ALA的作用机制。结果表明:光照胁迫导致菊花叶片叶绿素含量、光合能力降低,植株生长明显受到抑制,ALA的喷施... 详细信息

以光照胁迫下的菊花为试材,采用喷施外源ALA方法,研究了外源ALA对菊花光合作用和营养生长光照胁迫效应缓解作用的影响,以期探究ALA的作用机制。结果表明:光照胁迫导致菊花叶片叶绿素含量、光合能力降低,植株生长明显受到抑制,ALA的喷施能够在一定程度上缓解光照胁迫的影响。喷施200 mg·L^(-1)ALA对中度T1和重度T2光照胁迫的菊花净光合速率Pn分别提升11.41%和29.09%,使光饱和点LSP分别提高7.61%和5.29%。在中度和重度光照胁迫下,外源ALA使光补偿点LCP降低。在重度光照胁迫下,喷施外源ALA 100 mg·L^(-1)和200 mg·L^(-1)使菊花叶片叶绿素a含量比不喷施ALA对照处理分别增加42.00%和44.00%,使茎粗分别增加20.14%和27.76%。

关键词：菊花光照胁迫 ALA 光合作用

ALA对菊花抗氧化酶系统光照胁迫效应的缓解作用

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江苏农业科学 2021年第1期49卷 107-111页

作者：何培磊叶自慧孙延军周厚高仲恺农业工程学院广东广州510225 广东生态工程职业学院广东广州510520 深圳园林股份有限公司广东深圳518000

以切花菊品种D3为试验材料,研究喷施0、100、200 mg/L 3种浓度ALA对0%、25%、50%3种光照胁迫菊花的逆境环境下抗氧化酶系统的影响。结果表明,随着遮阳程度的增加,菊花叶片内SOD、POD和CAT活性在降低,其中POD和CAT活性随着遮阳时间的延... 详细信息

以切花菊品种D3为试验材料,研究喷施0、100、200 mg/L 3种浓度ALA对0%、25%、50%3种光照胁迫菊花的逆境环境下抗氧化酶系统的影响。结果表明,随着遮阳程度的增加,菊花叶片内SOD、POD和CAT活性在降低,其中POD和CAT活性随着遮阳时间的延长而降低。ALA的喷施能够缓解逆境环境给菊花抗氧化酶系统带来的部分影响。

关键词：菊花光照胁迫抗氧化酶系统

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三种石韦属植物的光照胁迫研究

三种石韦属植物的光照胁迫研究

作者：杨琳中南林业科技大学

学位级别：硕士

本文以长圆石韦(Pyrrosia martinii (Christ) Ching.)、柔软石韦(Pyrrosia porosa)和有柄石韦(Pyrrosia petiolosa)三种石韦属植物为研究对象,应用人工气候箱研究它们在光胁迫下的形态特征、叶片相对含水量、相对叶绿素含量、叶绿素荧... 详细信息

本文以长圆石韦(Pyrrosia martinii (Christ) Ching.)、柔软石韦(Pyrrosia porosa)和有柄石韦(Pyrrosia petiolosa)三种石韦属植物为研究对象,应用人工气候箱研究它们在光胁迫下的形态特征、叶片相对含水量、相对叶绿素含量、叶绿素荧光参数等指标,并利用了SPSS18.0对各项指标的差异显著性进行分析,主要研究结论如下：(1)形态特征：在遮荫胁迫下,三种石韦属植物均能正常生长,但与对照组相比,长圆石韦、有柄石韦的叶片在重度遮荫下变软;在强光胁迫下,有柄石韦能正常生长,长圆石韦、柔软石韦随着光照强度的增强,其部分叶片出现枯萎、失绿现象,柔软石韦在重度强光下大部分叶片已发黄,变灰暗,其生长受到了明显的抑制。(2)叶片相对含水量指标：随着遮荫的加剧,三种石韦叶片相对含水量上升;随着强光胁迫的加剧,柔软石韦叶片相对含水量显著下降,长圆石韦、有柄石韦在轻度强光下有小幅度的上升,三种石韦在重度强光下均下降,其中柔软石韦下降最为显著,与对照组相比下降了17.07%。(3)相对叶绿素含量指标：随着遮荫胁迫的加深,长圆石韦、有柄石韦相对叶绿素含量逐渐降低,柔软石韦的相对叶绿素含量则整体上升;随着强光胁迫的加剧,有柄石韦的相对叶绿素含量无显著变化,长圆石韦、柔软石韦的相对叶绿素含量下降。(4)质膜相对透性指标：随着遮荫胁迫的加剧,长圆石韦、柔软石韦的质膜相对透性逐渐降低,有柄石韦逐渐升高;长圆石韦和有柄石韦质膜相对透性在轻度强光胁迫下小幅升高,三种石韦属植物在重度强光胁迫下显著上升。(5)叶绿素荧光参数指标：随着强光胁迫加深,长圆石韦、柔软石韦Fv/Fm(最大光化学量子产量)值变小,有柄石韦三种石韦Fv/Fm值无显著变化,有柄石韦Fv'/Fm'(有效光化学量子产量)值整体上升,长圆石韦、柔软石韦Fv'/Fm'值下降,长圆石韦、柔软石韦qP(光化学猝灭系数)值、ETR(相对电子传递速率)值均下降,有柄石韦的qP值、ETR值只在轻度强光下小幅上升;随着遮荫胁迫的加剧,三种石韦属植物Fv/Fm值无显著变化,长圆石韦Fv'/Fm'值整体上升,有柄石韦Fv'/Fm'值整体下降,柔软石韦Fv'/Fm'值无显著变化,柔软石韦、有柄石韦的qP值、ETR值均上升,长圆石韦qP值下降、ETR值上升。以上研究表明,有柄石韦对光的适应能力最强,在光照强度6001ux-320001ux范围内均可正常生长;柔软石韦则属于明显的耐荫植物,在强光条件下无法正常生长,而在遮荫条件下生长良好;长圆石韦在光照强度为6001ux-150001ux范围内可正常生长,当光照强度达到320001ux时,其生长明显受到了抑制。

关键词：石韦属植物光照胁迫生长形态荧光参数

朱砂根种子萌发生理及苗木对干旱和光照胁迫的生理响应

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朱砂根种子萌发生理及苗木对干旱和光照胁迫的生理响应

作者：陈暮初四川农业大学

学位级别：硕士

朱砂根(Ardisia crenata Sims)隶属紫金牛科(Myrsinaceae)紫金牛属(Ardisia),作为我国传统中草药,对多种疾病有显著的功效。由于其具有较高的观赏和药用价值,所以有极大的开发潜力和广阔的市场前景。本实验研究了外源激素对朱砂根种子... 详细信息

朱砂根(Ardisia crenata Sims)隶属紫金牛科(Myrsinaceae)紫金牛属(Ardisia),作为我国传统中草药,对多种疾病有显著的功效。由于其具有较高的观赏和药用价值,所以有极大的开发潜力和广阔的市场前景。本实验研究了外源激素对朱砂根种子萌发生理的影响及其苗木在干旱和光照胁迫下的生理动态变化,结果如下: 1.外源激素对朱砂根种子发芽力影响:分别用不同浓度的赤霉素(GA)、奈乙酸(NAA)和细胞分裂素(6-BA)浸泡种子,得出用浓度为50mg·LGA处理种子后发芽势、发芽率、发芽指数分别为84.00%、97.20%和22.87,在九个处理中最佳;而用浓度为200mg·L 6-BA浸种24h后,大大抑制了朱砂根种子的萌发,是最差处理。 2.种子萌发过程中生理变化:朱砂根种子在萌发过程中,α-淀粉酶活性整体都呈上升趋势,50mg·L GA处理的活性最大;过氧化氢酶(CAT)活性是先上升后下降,200mg·L 6-BA处理后的CAT活性最大。过氧化物酶(POD)活性是一直呈上升趋势,特别在种子露白后到发芽阶段开始迅速上升。可溶性糖和蛋白质含量都随萌发呈下降趋势,变化很平稳,50mg·L GA处理的可溶性糖和蛋白质含量始终都比其它处理高。 3.干旱胁迫对朱砂根苗木的生理影响:轻度干旱胁迫对幼苗造成生理伤害不大,复水后能基本恢复,而中度和重度干旱胁迫会明显降低苗木的各生理和生长指标,复水后也不能恢复到对照水平。叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)的日变化比较相似。对照、轻度和中度胁迫下曲线都呈双峰,出现“午休”现象,且上午的峰值都比下午的高;而重度胁迫下的日变化曲线呈单峰。根据胞间CO浓度(Ci)的日变化判断,午前光合速率的下降是气孔因素,午后是非气孔因素。叶片PSⅡ最大光能转化效率(Fv/Fm)的日变化曲线都是呈“凹”字型,重度处理下傍晚不能恢复到早上的水平。叶片Pn、Tr和Gs随土壤含水量的减少和胁迫时间的延长而呈下降趋势,在胁迫初期和轻度胁迫下的Pn下降主要受气孔限制,中度和重度干旱的光合抑制主要是叶肉光合能力的降低引起的,受非气孔因素影响。朱砂根的两个叶绿素荧光参数(PSⅡ最大光能转化效率和PSⅡ潜在活性)、叶绿素a、叶绿素b及叶绿素(a+b)含量,还有叶水势、叶片相对含水量和叶片的自由水含量等都随土壤含水量的减少和胁迫时间的延长而呈下降趋势,方差分析结果与对照都达到显著水平。而叶绿素a/b值、叶片的束缚水含量和束缚水/自由水值,还有叶片的相对电导率和丙二醛(MDA)含量,它们都随土壤含水量的减少和胁迫时间的延长而呈上升趋势。朱砂根叶片的三种保护酶(CAT、POD和SOD)活性和游离脯氨酸(Pro)含量的大体变化规律都比较相似,随土壤含水量的减少和胁迫时间的延长而先上升后下降,说明随着干早胁迫程度的加重,导致保护酶失活,渗透调节能力变弱。朱砂根总生物量随土壤含水量的减少而下降,而地下/地上部分比值(根冠比)随土壤含水量的减少而增加,这是植物提高逆境中竞争效率的方式,也反映出朱砂根具有一定的抗旱性。 4.光照胁迫对朱砂根苗木的生理影响:朱砂根在全光照和一层遮阴(50%全光照)下,净光合速率(Pn)日变化是双峰曲线,两层遮阴(25%全光照)下,避免了光合午休现象,但光合效率明显低。根据胞间CO浓度(Ci)的日变化判断,午前光合速率的下降是气孔因素,午后是非气孔因素。朱砂根的Pn为:全光照＞一层遮阴＞两层遮阴;两个遮阴处理的叶绿素荧光参数(Fv/Fm和Fv/Fo)的值都较全光照高。叶绿素a、b及叶绿素(a+b)的含量、叶片相对含水量和组织含水量中的自由水含量也随光照强度的增加而降低;而叶绿素a/b值、束缚水/自由水比值、电导率和MDA含量及游离脯氨酸含量的变化却相反,全光照的最高。叶片的保护酶(CAT、POD、SOD)活性,50%全光照下最高,全光照下最低。这些表现说明朱砂根能充分利用弱光条件下的光能,具有较强的耐阴性。遮阴的两种处理的地下部分生物量都比全光照下有所降低,总生物量从大到小依次为:50%全光照＞全光照＞25%全光照。说明朱砂根在50%全光照(一层遮阴)下生长最好。

关键词：朱砂根种子萌发干旱胁迫光照胁迫生理响应

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光照胁迫对栓皮栎幼苗叶片解剖结构的影响

安徽农业科学 2022年第23期50卷 103-105,139页

作者：赵国华李厦尤海舟马闯承德市滦平国有林场总场河北滦平068250 河北省林业和草原科学研究院河北石家庄050061 河北丰宁沙地生态系统国家定位观测研究站河北丰宁068357 天津农学院天津300380

[目的]探究光照胁迫对栓皮栎叶片解剖结构的影响。[方法]以栓皮栎2年生实生苗新鲜叶片为研究对象,设置45%、25%、8%透光率3个光照胁迫梯度,以全光照不遮阴为对照组,采用石蜡切片法,生物显微镜下测定不同遮阴处理栓皮栎叶片各组织结构变... 详细信息

[目的]探究光照胁迫对栓皮栎叶片解剖结构的影响。[方法]以栓皮栎2年生实生苗新鲜叶片为研究对象,设置45%、25%、8%透光率3个光照胁迫梯度,以全光照不遮阴为对照组,采用石蜡切片法,生物显微镜下测定不同遮阴处理栓皮栎叶片各组织结构变化情况。[结果]不同程度光照胁迫下,叶片厚度、上表皮厚度、下表皮厚度、主脉直径和栅栏组织均随着光照强度的减弱呈逐渐降低的趋势,且各参数均显著低于CK;海绵组织厚度随着光照强度的减弱呈先增加后降低的趋势,轻度光照胁迫增加了海绵组织厚度,其他程度光胁迫处理海绵组织厚度低于CK;栅栏组织厚度/海绵组织厚度呈不断减小的趋势,光照胁迫降低了叶片结构紧密度。[结论]栓皮栎幼苗具有一定的耐阴性,其叶片对光环境变化非常敏感,叶片解剖结构会随着光照环境的变化产生相应的适应性变化。

关键词：光照胁迫栓皮栎叶片解剖结构叶片紧密度

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不同光照条件下罗甸小米核桃幼苗的生理响应

西北林学院学报 2019年第3期34卷 60-66页

作者：陈敬忠刘济明徐国瑞童炳丽武梦瑶贵州大学林学院贵州贵阳550025 中国科学院西双版纳热带植物园云南西双版纳666100

为探讨喀斯特地区特有物种——罗甸小米核桃在不同光照条件下生理响应特征,并为其早期苗木培育提供一定的理论和技术支持,以1年生罗甸小米核桃幼苗为研究对象,观察其在不同光照强度下的生理参数的动态变化。设置100%(全光照CK)、80%、50... 详细信息

为探讨喀斯特地区特有物种——罗甸小米核桃在不同光照条件下生理响应特征,并为其早期苗木培育提供一定的理论和技术支持,以1年生罗甸小米核桃幼苗为研究对象,观察其在不同光照强度下的生理参数的动态变化。设置100%(全光照CK)、80%、50%、20%4个光照梯度,每隔14d测定其苗高、地径、渗透物质、叶绿素、抗氧化系统相关物质等相关指标70d内的动态变化,待到动态观测周期结束时测定各处理下植株干重。结果表明,随着光照强度的减弱和时间的延长,相应指标均发生了不同程度的改变,总体来看,在50%光照处理下植物生长状况最佳,相应生理指标如Chl含量、POD活性除个别时期外与CK相比均处于较高水平,而MDA含量、Ssug含量、SOD活性各个处理下与CK并无明显差异,Pro含量随着光照的减弱呈现出逐步降低趋势。试验结果表明,在中等光照(50%)条件下,罗甸小米核桃幼苗具有较高Chl含量和部分保护酶活性,使得罗甸小米核桃幼苗能够积累较大的生物量,在其苗木培育前期采取适度遮阴等措施,能够促进苗木的快速生长。

关键词：生长状况光照胁迫生理指标光合参数

光照对松材线虫的种群抑制作用及光敏感基因初探

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光照对松材线虫的种群抑制作用及光敏感基因初探

作者：张田园浙江农林大学

学位级别：硕士

松材线虫病是由松材线虫引起的一种毁灭性森林病害，迄今为止尚没有十分有效的防治方法。在自然条件下，松材线虫长期生活在黑暗环境中，对光照表现出十分敏感的趋避性。因此，深入研究不同光源对松材线虫的种群抑制作用，分析光照对松... 详细信息

松材线虫病是由松材线虫引起的一种毁灭性森林病害，迄今为止尚没有十分有效的防治方法。在自然条件下，松材线虫长期生活在黑暗环境中，对光照表现出十分敏感的趋避性。因此，深入研究不同光源对松材线虫的种群抑制作用，分析光照对松材线虫不同繁殖行为的影响，探索松材线虫的光敏感基因及其表达调控机制，对于深入研究松材线虫的繁殖生物学，研发针对松材线虫光敏感基因的特异性发育抑制剂和开发松材线虫病防控新技术具有十分重要的意义。本文系统研究了不同波长光源对松材线虫种群繁殖的影响作用，分析了蓝光对松材线虫种群繁殖数量、卵孵化率、发育进度、雌雄性比和个体大小的影响，确定了蓝光对松材线虫胚胎发育的关键作用环节，并对松材线虫的光敏感基因进行了初步筛选。研究结果如下：1．绿光、黄光、红光、白光和蓝光五个不同波长光源处理后，松材线虫的种群增长能力均受到不同程度的影响，其中蓝光的抑制作用最强，并且能显著降低松材线虫的种群数量增长。2．不同强度蓝色光照对松材线虫繁殖行为的作用结果不同，当光照强度低于1000lux时，抑制作用不明显，但1250lux蓝色光照对松材线虫的繁殖数量、卵孵化率、发育进度和个体大小均有显著的抑制作用，并对松材线虫的雌雄性比产生显著的影响。3．蓝色光照能显著抑制松材线虫的卵孵化，在1000lux蓝色光照条件下，胚胎发育至二折期即停止发育，表明卵期是蓝色光照的关键作用环节之一。4．初步筛选出32对松材线虫光敏感基因，但功能有待于进一步验证。

关键词：松材线虫松材线虫病光照胁迫胚胎发育光敏感基因