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外源Ca^(2+)对盐胁迫下加工番茄幼苗快速叶绿素荧光和820 nm光反射动力学的影响

植物营养与肥料学报 2022年第10期28卷 1901-1913页

作者：陈静怡姜鑫吴佩崔辉梅崔金霞石河子大学农学院园艺系/新疆生产建设兵团特色果蔬栽培生理与种质资源利用重点实验室新疆石河子832000

【目的】探讨外源钙对盐胁迫下加工番茄幼苗快速叶绿素荧光和820 nm光反射动力学的影响,揭示外源钙缓解蔬菜作物盐害的光合生理机制,为外源钙在蔬菜生产中的应用提供理论依据。【方法】水培试验以耐盐性强的加工番茄(Lycopersicon escul... 详细信息

【目的】探讨外源钙对盐胁迫下加工番茄幼苗快速叶绿素荧光和820 nm光反射动力学的影响,揭示外源钙缓解蔬菜作物盐害的光合生理机制,为外源钙在蔬菜生产中的应用提供理论依据。【方法】水培试验以耐盐性强的加工番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)自交品系‘KT-7’为试材,在Hoagland营养液中添加100 mmol/L NaCl进行盐分胁迫。将4叶1心的番茄植株移入盐分胁迫营养液中,同时叶面分别喷施0、5、10、15、20 mmol/L CaCl_(2)溶液。于处理第3、6、9天后利用M-PEA植物效率仪测定快速叶绿素荧光和820 nm光反射动力学,于处理后第9天测定各项生长指标。【结果】盐胁迫9天显著降低加工番茄幼苗的生长量,外源施加15 mmol/L CaCl_(2)处理下幼苗生长形态指标、地上部与地下部生物量高于其他钙浓度处理。随盐胁迫时间延长,叶片快速叶绿素荧光诱导曲线I、P相逐渐降低,K、J相逐渐上升,820 nm光反射动力学曲线振幅减小,原初光化学效率(F_(v)/F_(o))、最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、光能吸收性能指数(PI_(abs))、PSⅡ向下游传递电子的能力(Ψo)、电子传递量子产额(φEo)、单位叶截面积电子传递的能量(ETo/CSm)、单位反应中心传递电子的能量(ETo/RC)、单位叶截面积表观量子通量(ABS/CSm、TRo/CSm、ETo/CSm)、单位叶截面积活性反应中心数量(RC/CSm)、PSI氧化还原性能(ΔMRfast/MRo、ΔMRslow/MRo、Vox、Vred)呈下降趋势,J点相对可变荧光(VJ)、热耗散的量子效率与能量通量(φDo、DIo/CSm、DIo/RC)呈增加趋势,与盐胁迫下未施加外源CaCl_(2)处理相比,施加外源CaCl_(2)后加工番茄幼苗各指标变幅均发生变化,其中15 mmol/L CaCl_(2)处理显著提高F_(v)/F_(o)、F_(v)/F_(m)、PI_(abs)、Ψo、φEo及PSI氧化还原性能,显著降低VJ和热耗散。对处理9天得到的19个参数进行主成分分析,提取特征值大于1的两个主成分,第一、第二主成分特征值分别为15.769、1.632,贡献率分别为82.996%、8.591%,累积贡献率达91.587%,表明这两个相互独立的主成分能够反映19个参数91.587%的信息,符合分析要求。依据主成分综合得分排序,外源CaCl_(2)对加工番茄盐胁迫缓解能力由高到低为15 mmol/L>10 mmol/L>5 mmol/L>20 mmol/L。【结论】盐胁迫显著抑制加工番茄幼苗生长,破坏光系统结构和功能,施加外源15 mmol/L Ca^(2+)能够改善盐胁迫下加工番茄生长,保护光合机构,提高光化学反应效率,优化PSⅡ反应中心能量利用,进而提高植物耐盐性。

关键词：加工番茄盐胁迫氯化钙叶绿素荧光 820 nm光反射

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利用瞬时和延迟荧光及820 nm光反射同步测量技术比较果皮与叶片的原初光化学反应能力

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植物生理学报 2024年第5期60卷 887-894页

作者：张雯婷张国云裴国亮李鹏民西北农林科技大学作物抗逆与高效生产全国重点实验室陕西杨凌712100

本研究利用瞬时荧光、延迟荧光和820 nm光反射同步测量技术,系统比较了苹果和李的果皮与叶片在光合原初光化学反应能力方面的差异。果实不同发育时期,果皮和叶片的PSII最大量子效率没有显著区别,表明二者在PSII捕获光能并传递给反应中心... 详细信息

本研究利用瞬时荧光、延迟荧光和820 nm光反射同步测量技术,系统比较了苹果和李的果皮与叶片在光合原初光化学反应能力方面的差异。果实不同发育时期,果皮和叶片的PSII最大量子效率没有显著区别,表明二者在PSII捕获光能并传递给反应中心P_(680)的能力方面没有区别。然而,瞬时荧光J点和I点的差异表明,果皮P_(680)捕获的电子到达QA的能力和PSI的活性显著低于叶片。果皮和叶片瞬时荧光的差异还表明,相对于叶片,果皮PSII供体侧的电子传递能力也更低。延迟荧光诱导动力学和衰减动力学结果均表明,果皮P_(680)供体侧和受体侧的电子传递能力均较叶片低。与叶片相比,果皮820 nm光反射的初始下降速率显著更低,表明果皮PSI的原初光化学反应能力显著低于叶片。总之,3种不同技术的结果互相补充和印证均表明果皮2个光系统的原初光化学反应的能力较叶片显著更低,这可能是果皮对强光更敏感的关键因素之一。

关键词：果皮瞬时荧光延迟荧光 820 nm光反射原初光化学反应

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高温对冬小麦旗叶光合机构的伤害机制

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中国生态农业学报（中英文） 2022年第3期30卷 399-408页

作者：杨程李向东杜思梦张德奇时艳华王汉芳邵运辉方保停程红建位芳河南省农业科学院小麦研究所/小麦国家工程实验室/农业部黄淮中部小麦生物学与遗传育种重点实验室/农业部中原地区作物栽培科学观测实验站/河南省小麦生物学重点实验室郑州450002 郑州大学农学院郑州450052

高温胁迫下小麦光合能力下降是影响小麦灌浆和导致产量下降的主要因素。探明高温对小麦旗叶光合机构的伤害机制有助于小麦高温抗性资源的合理利用。本研究选取35个河南省不同年代的主栽小麦品种,在离体条件下采用快速叶绿素荧光、820 n... 详细信息

高温胁迫下小麦光合能力下降是影响小麦灌浆和导致产量下降的主要因素。探明高温对小麦旗叶光合机构的伤害机制有助于小麦高温抗性资源的合理利用。本研究选取35个河南省不同年代的主栽小麦品种,在离体条件下采用快速叶绿素荧光、820 nm光反射、延迟荧光同步测定的方法,对不同温度(22℃,30℃,38℃)处理下所有小麦品种光合电子传递活性相关参数进行了测定和分析。首先根据最大光化学效率(F_(V)/F_(M))对高温的敏感程度将35个小麦品种分为高温不敏感(G1)和高温敏感(G2)两种类型,然后对所测参数分别平均,结果显示高温胁迫下两种类型小麦品种光系统Ⅱ(PSⅡ)的光能捕获效率、吸收的光能推动电子传递到初级醌受体(Q_(A))下游和光系统Ⅰ(PSⅠ)末端的效率、质体醌(PQ)库的再还原能力高温下均显著下降,但G2小麦品种下降幅度更大;两种类型小麦品种PSⅠ活性均不受影响,但G2小麦品种PSⅠ供体侧电子传递活性下降幅度大于G1小麦品种。通过3种研究方法的相互补充和印证,最终表明PSⅡ反应中心活性、PSⅡ光能的捕获和Q_(A)向下游传递电子的能力的差异是导致两种类型小麦品种光合电子传递活性差异的主要原因,PSⅡ供体侧和PSⅠ活性对小麦光系统Ⅱ高温抗性没有直接影响。该研究对未来冬小麦抗高温品种选育和栽培管理技术的创新提供了参考。

关键词：高温光合机构快速叶绿素荧光延迟荧光 820 nm光反射冬小麦耐高温类型

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盐胁迫诱导野大豆生理和光合作用的变化

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植物科学学报 2022年第6期40卷 829-838页

作者：许基磊汪兴中范吉标中国科学院武汉植物园水生植物与流域生态重点实验室武汉430074 扬州大学动物科学与技术学院江苏扬州225009 湖州师范学院水生生物资源养护与开发技术研究浙江省重点实验室浙江湖州313000

野大豆(Glycine soja *** Zucc.)是栽培大豆(***(L.)Merr.)的祖先,在遗传育种研究中具有重要意义。本研究以野大豆为实验材料,通过检测快速叶绿素荧光和820 nm光反射来研究盐胁迫对光系统化学活性的影响。结果显示,盐胁迫下,野大豆幼苗... 详细信息

野大豆(Glycine soja *** Zucc.)是栽培大豆(***(L.)Merr.)的祖先,在遗传育种研究中具有重要意义。本研究以野大豆为实验材料,通过检测快速叶绿素荧光和820 nm光反射来研究盐胁迫对光系统化学活性的影响。结果显示,盐胁迫下,野大豆幼苗叶片叶绿素a含量显著降低,快速叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP)发生显著变化,JIP-test参数中性能指标PIABS和PItotal、比能量通量参数RC/ABS、TRo/RC、ETo/RC和REo/RC均降低。单位反应中心耗散的能量DIO/RC增加。同时,盐胁迫显著降低量子产量和效率参数ψEo、φEo、δRo和φRo。820 nm光反射MR/MRO曲线也发生变化,其变化时间间隔与OJIP一致。同时,盐胁迫也导致野大豆幼苗叶片丙二醛(MDA)含量显著增加,渗透调节物质和抗氧化酶活性发生显著变化。

关键词：野大豆盐胁迫快速叶绿素荧光 820 nm光反射光合作用机制

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高温强光胁迫下苹果果皮光合机构的响应机制

高温强光胁迫下苹果果皮光合机构的响应机制

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作者：王亚强西北农林科技大学

学位级别：硕士

以‘黄元帅’苹果果皮为研究对象,运用快速叶绿素荧光(PF)、延迟荧光(DF)及820 nm光反射(MR)诱导曲线同步测量技术,研究了高温和强光单因素及其交叉胁迫对苹果果皮光合机构的光系统I(PSI)、光系统II(PSII)以及整个光合电子传递链的伤害... 详细信息

以‘黄元帅’苹果果皮为研究对象,运用快速叶绿素荧光(PF)、延迟荧光(DF)及820 nm光反射(MR)诱导曲线同步测量技术,研究了高温和强光单因素及其交叉胁迫对苹果果皮光合机构的光系统I(PSI)、光系统II(PSII)以及整个光合电子传递链的伤害机制。试验结果表明:1.相同温度下随着光强增大或者相同光强下随着温度升高,PF和DF信号整体呈现下降趋势;820 nm光反射诱导曲线在高温(42℃和45℃)条件下随着光强增大最低点上升。2.单独45℃高温胁迫下,PF曲线K点显著上升,表明P680的供体侧放氧复合体(OEC)可能受到严重伤害。随着温度升高,K点出现时间前移,说明温度升高PSII供体侧电子传递能力逐渐降低。强光处理几乎不影响K点。随着处理温度和光强的升高,DF曲线I1、I2点降低,而I2/I1比值呈现上升趋势,表明高温和强光胁迫下两个光系统都严重抑制,但PSI受到的抑制相对较小。从PSII到PSI的电子传递链,初级醌受体(QA)向质体醌醇(PQH2)的电子传递对高温强光最敏感。相同温度,随着光强增加,或者相同光强下,随着温度升高,尤其是42℃和45℃高温,PSII最大量子效率(FV/FM)显著降低,表明PSII捕获光能用来还原QA的能力下降;单位反应中心吸收的能量(ABS/RC)与单位面积有活性的反应中心的密度(RC/CSO)的变化表明,高温是影响PSII天线系统与反应中心降解的主要因素;单独高温胁迫明显抑制PSII受体侧电子传递,对PSI活性的影响比较小,适当高温(温度低于45℃)下,弱光会提高PSI活性,然而45℃高温条件下弱光会增加对PSI活性的抑制。总之,我们的研究结果表明,高温强光胁迫明显抑制了PSII、PSI以及PSII到PSI光合电子传递链的活性,同时PSII比PSI受伤害程度高。PF、DF及MR三种技术互相印证,互为补充,可以深入揭示苹果果皮光合机构对高温强光单因素及其交叉胁迫的响应。

关键词：苹果快速荧光延迟荧光 820 nm光反射高温强光

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