不同比例红蓝光对番茄幼苗生长和光合作用的影响

为了探索番茄幼苗生长发育对红蓝组合光的响应机制,本试验采用发光二极管(LED)精量调制光源,以番茄品种‘SV0313TG’为试材,设红光(R)、蓝光(B)和红蓝组合光(9R1B、6R1B、3R1B、1R1B、1R3B)7个处理,以白光为对照,研究不同比例红蓝光质对番茄幼苗生长、光合色素含量、光合特性、叶绿素荧光参数及根系活力的影响.结果表明:不同比例红蓝光质处理对番茄幼苗生长的影响具有明显差异.红光显著促进幼苗株高增加,比叶面积增大,胞间CO₂浓度提高,但PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ实际光化学效率(Ф_PSⅡ)降低,根系生长受阻,根系活力下降,壮苗指数降低;蓝光下幼苗生长受到明显抑制,叶绿素含量降低,但叶绿素a/b 值升高;红蓝组合光有利于番茄幼苗的生长发育,3R1B处理下植株干物质量、叶绿素含量和光合性能均显著提高,幼苗生长健壮,壮苗指数最大.综上,红蓝组合光能够增加番茄幼苗叶片光合色素含量,提高光合效率,促进植株生长,尤以3R1B处理最佳.     

遮荫和全光下生长的棉花光合作用和叶绿素荧光特征

 遮荫条件下（遮荫下光强相当于自然光强的40％左右）棉花(Gossypium hirsutum)叶片光合速率明显降低,仅为自然光强下生长叶片的30%～40％,叶片中RuBP羧化酶活性降低,而表观量子效率(AQY)较高。不同光照条件下生长的棉花叶片对短时间持续光强的光合诱导过程有明显的差异,由弱光转到强光下,自然光强下生长的叶片的Pn、Gs、ΦPSⅡ及非光化学猝灭系数(NPQ)都能在较短的时间内达到最大值,而遮荫叶片需要的时间较长;遮荫下生长的棉花叶片的实际光化学效率,随光强的增加下降幅度较大,而自然光照下生长的叶片下降幅度较小;自然光照下生长的叶片的NPQ随光强的升高达到较高水平,而遮荫叶片在较低的光强下即达到最大值,此时NPQ较低,遮荫叶片依赖于叶黄素循环的能量耗散水平较低。遮荫叶片较低的光合速率以及过剩光能耗散能力是其转入自然强光后光抑制严重的主要原因。     

光合作用对光和二氧化碳响应的观测方法探讨

用便携式光合仪LI-6400观测自然条件下生长的盆栽蚕豆叶片光合作用对光和二氧化碳的响应发现：（1）用未经过光合诱导的叶片观测光合作用对光的响应会得到即使在全太阳光强下光合作用仍然不饱和的假象;（2）利用某些经验方程计算的饱和光强远低于实际观测值;（3）在观测光合作用对CO2的响应过程中,每一次CO2浓度变化都应当伴随一次光合仪的匹配步骤,否则所得结果偏差很大;（4）在不饱和光下观测光合作用对CO2的响应,会导致对叶片光合能力的低估。     

白首乌光合日变化的研究

白首乌叶片光合日变化曲线呈明显双峰型,峰值分别出现在上午9：00～10：00时和下午3：00时左右。在高光强下中午有明显“午休”现象。叶绿素荧光参数Fv／Fm和φPSⅡ在晴天中午明显降低,说明田问白首乌叶片在晴天中午经常发生光抑制,高光强和高温是发生光抑制的主要原因。     

紫椴幼苗的叶片运动与光截获*

从水平、垂直方向和叶片的旋转运动等角度对紫椴（Tilia amurensis)幼苗的叶片运动特征进行了描述,并就枝条、叶片空间取向及叶片运动对叶片截获光合有效辐射的影响进行了讨论。结果表明：紫椴幼苗通过叶片运动有效地调节了对光合有效辐射的截获,提高了早、晚叶片光合作用旺盛时间段内的光合有效辐射截获量,在一定程度上减缓了中午强光、高温对叶片生理活动的危害。由于活跃的叶片运动、适度遮荫环境中幼苗的西部叶片所截获的光合有效幅射接近于全光环境中个体各向叶平均截获量,这为该环境中紫椴幼苗叶片在全天保持较旺盛的光合作用提供了能量保障。枝条和叶片的空间取向决定了紫椴幼苗叶片的空间分布;适度遮荫环境中个体的东西向叶片所占比例最高,全光环境中个体次之,强度遮荫个体枝条与叶片的空间分布趋于随机化。这意味着强度遮荫环境中的紫椴幼苗叶片对太阳辐射截获的调节能力较差,这可能是该环境中紫椴个体生产力较低的重要原因之一。     

光合作用对光响应新模型及其应用

讨论了光合作用对光响应新模型的一些特性．用新模型拟合超级杂交水稻新组合-II优明86和丹参的光响应数据,并与用非直角双曲线模型、直角双曲线模型和二项式回归方法拟合结果进行了比较．结果比较表明：该模型不仅能处理植物在光抑制条件下的光响应问题,而且还能处理植物在低光强条件下的光响应问题．在光补偿点附近这两种植物的光合速率对光强的响应是非线性的．     

草莓叶片光合作用对强光的响应及其机理研究

用便携式调制叶绿素荧光仪和光合仪研究了强光下草莓叶片荧光参数及表观量子效率的变化.结果表明,Fm、Fv/Fm、PSⅡ无活性反应中心数量和Q_A的还原速率在强光下降低,在暗恢复时升高;而PSⅡ反应中心非还原性Q_B的比例在强光下增加,在暗恢复时降低.上述荧光参数的变化幅度均以强光胁迫或暗恢复的前10 min最大.强光下Φ_PSII、ETR和qP先升高后降低,但qN先大幅度降低,然后小幅回升.强光处理4 h后,丰香和宝交早生的表观量子效率(AQY)分别降低了20.9%和37.5%;qE(能量依赖的非光化学猝灭)为NPQ(非光化学猝灭)的最主要成分.强光胁迫下丰香的Fo、Fm、Fv/Fm、Φ_PSII、ETR和AQY的变化幅度均明显比宝交早生小.DTT处理后,草莓叶片的Fm和Fv/Fm明显降低,Fo显著升高.可以认为,依赖叶黄素循环和类囊体膜质子梯度两种非辐射能量耗散在草莓叶片防御光损伤方面起着重要作用,丰香的光合机构比宝交早生更耐强光.     

两种热带雨林树苗对环境光强变化的生理响应和适应机制

干季末雨季初以西双版纳热带雨林中木奶果和玉蕊2种树苗为材料,研究了将生长于12.5%自然光（相当于小林窗的光强）和36%自然光（相当于大林窗的光强）下的这2种树苗分别移至36%自然光和12.5%自然光下之后各自叶片最大净光合速率（Pmax）、叶绿素荧光参数、光合色素含量、比叶重（LMA）以及叶片悬挂角（MA）的变化过程,探讨了2种植物幼苗在生长环境光强改变后其形态和生理生态特性做出的相应调整以适应新的光环境的过程与机制。结果表明,这2种树苗均不适宜生长在大林窗的强光环境下,但木奶果对光环境的增强表现出一定的耐受力,光合适应潜力强于玉蕊,2种树苗对低光环境都能较好地适应;新叶的生成在整株植物对生长光环境变化的适应过程中也起到至关重要的作用。     

温州蜜柑叶片光合作用光抑制的保护机理

晴天条件下,使用便携式调制荧光仪和分光光度计观察了温州蜜柑叶片光合作用光抑制发生过程中几个主要荧光参数（初始荧光F0、最大荧光Fm、PSⅡ的光化学效率Fv/Fm、非光化学猝灭qN及其快相qNf和慢相qNs）、电子传递速率（ETR）和玉米黄素相对含量的日变化,结果表明,随着光强的增强,ETR、qN及其qNr与qNs以及玉米黄素相对含量升高,Fv/Fm、Fm和F0下降。用DTT处理后,qNs较对照明显下降,F0较对照明显上升,可以认为,柑橘在光合作用日变化中存在依赖于叶黄素循环和类囊体膜质子梯度两种非辐射能量耗散方式,而且它们在防御光破坏方面起着重要作用。     

森林幼苗更新对光环境异质性的响应研究进展

在分析森林光环境异质性特点的基础上,从幼苗的光合、热耗散、生物量累积和分配、形态特征、萌发和种群动态等方面综述了国内外在森林幼苗更新对光环境异质性响应的研究进展.从森林物种多样性维持、森林演替和植被恢复角度探讨了幼苗更新对光环境异质性不同响应的生态学意义,并对今后该方面研究提出建议.     

桂花光合特性的光温响应

对丹桂光合特性光温响应的研究结果表明：1）净光合速率最适温度为24～28℃,在22～42℃之间,净光合速率、胞间CO2浓度、气孔导度和水分利用效率与温度的关系为二次多项式方程,暗呼吸速率和蒸腾速率与温度成线性关系;2）在控制条件下,随着温度的升高,光补偿点升高,光饱和点、表观量子效率、最大净光合速率下降.在自然条件下,丹桂光合日进程出现明显的光合“午休”,“午休”主要由非气孔限制引起,表观量子效率和光化学效率下降表明光抑制是午间非气孔限制形成和发展的深层原因.     

基于叶绿素荧光成像及荧光参数分布特征的叶片光合异质性定量分析

植物叶片光合作用具有高度的空间异质性,叶绿素荧光成像技术为叶片光合异质性的研究提供了便利,但叶片光合异质性的定量分析并没有得到广泛应用。本文利用Imaging PAM叶绿素荧光成像系统,获得中亚热带地区越冬期小叶榕(Ficus microcarpa)阳生叶和阴生叶的叶绿素荧光参数图像,并利用仪器的分析软件对其进行分析,定量比较了阳生叶和阴生叶的光合异质性特征。研究发现：越冬期小叶榕阳生叶的光合异质性和光抑制程度明显高于阴生叶,变异系数可作为光合异质性的定量指标。低温强光导致阳生叶坏死率(P_LN)达4.30%,并有53.30%的区域处于严重光抑制(0v/F_m<0.627),但仍有42.27%的区域仅为轻度光抑制(0.627≤F_v/F_m<0.800)。而低温弱光并未造成阴生叶坏死和严重光抑制。通过对光系统Ⅱ(PSⅡ)的实际光合效率(Y(Ⅱ))、调节性能量耗散的量子产额(Y(NPQ))和非调节性能量耗散的量子产额(Y(NO))荧光参数异质性的定量分析表明,阳生叶...     

Evaluation of the Effect of Light Intensity on the Measurement of the Photosynthetic Rate in Plankton Microalgae by the Chlorophyll Fluorescence Method

The use of relative variable fluorescence (RVF) of chlorophyll, as measured in the presence of Diuron, an inhibitor of electron transfer, for the estimation of the photosynthetic activity of plankton microalgae was analyzed under a wide range of light intensities in the PAR region. Oxygen evolution rates (estimated by the method of light and dark bottles and the amperometric method), RVF, and chlorophyll a concentration were measured in parallel in natural algal cenoses and microecosystems. When the previously used regression equation, in the form A = b(F/F _d)C _chl I, where A is O₂ evolution rate (g/(m³ h), F/F _d is RVF (relative units), C _chl is chlorophyll a concentration (mg/m³), and I is light intensity (W/m²), was verified in the PAR region, we observed a nonlinear dependence of the correction coefficient b on I, which can be described by the formula b = 6.227 × 10³I. This result agrees with the hypothesis that chlorophyll a fluorescence quenching comprises photochemical (qQ) and energy (qE) components. On the basis of the energy model, we determined the upper limit b _max = 0.003 for light intensity range I< 4.4 W/m² and the lower limit b _min = 0.0003 for I = 400 W/m².     

强光及外源活性氧对莴苣叶绿素荧光的影响

莴苣叶绿体在强光处理下发生先抑制,主要表现为叶绿素荧光参数Fv／Fm和ΦPSⅡ降低;外源活性氧H2O2、O2·OH和1O2均能引起叶绿体PSⅡ光化学效率Fv／Fm不同程度的下降,其中以1O2影响最明显;H2O2在诱导叶绿体荧光猝灭过程中,引起荧光产量降低,而使qp、qN、ΦPSⅡ、KD上升;在H2O2诱导的叶绿体荧光猝灭过程中,Fe2 能使qN和KD低于对照;由于1O2的产生对PSⅡ反应中心造成了损伤,引起qp和ΦPSⅡ下降。     

干旱胁迫对不同光环境下的三叶漆幼苗光合特性和叶绿素荧光参数的影响

以2年生三叶漆(T erm inth ia p an icu la ta)幼苗为实验材料,研究了生长于全自然光和遮荫条件(光强相当于自然光强的50%)下幼苗的光合特性和叶绿素荧光参数对不同土壤水分条件的响应,探讨了其对干旱和强光胁迫的生理适应机制.结果表明,叶片相对含水量(RW C)、叶水势(Ψ)、最大光合速率(Pm ax)、表观量子效率(AQY)、暗呼吸速率(Rd)和光合色素含量都随干旱胁迫的加剧而下降.Pm ax、AQY、Rd和比叶重(LM A)随光强的增加而升高,色素含量则随光强升高而降低.Ch la/b、C ar/Ch l随干旱程度和光强的增加有升高的趋势.PSⅡ的最大光能转换效率(Fv/Fm)和光化学量子效率(ФPSⅡ)在日间光较强时明显降低,说明发生了光抑制.电子传递速率(ETR)和非光化学猝灭系数(N PQ)随日间光强的增大而升高,表明三叶漆可能通过增强光呼吸和热耗散抵御光抑制、保护光合机构.二元方差分析表明,水分和光强具有明显的交互作用.全自然光下严重干旱的幼苗仍有较高的Pm ax(9.65μm o l.m-2.-s 1),说明三叶漆对干旱和强光具有极强的适应能力,这也是其成为干热河谷植被优势种的重要原因.     

蝴蝶兰黄花品系光合能力快速测定

以5个蝴蝶兰黄花品系为试材,利用调制叶绿素荧光技术,通过比较其快速光曲线相关参数,以了解不同品系光合能力,尝试建立蝴蝶兰光合能力快速测定技术。结果表明：不同蝴蝶兰黄花品系光合能力存在明显差异,具有较高半饱和光强的品系也具有较高的最大相对电子传递速率,而初始斜率在一定程度上决定了品系最大相对电子传递速率的高低。调制叶绿素荧光技术不仅可用于蝴蝶兰光合能力快速测定,还可应用于蝴蝶兰其他光合生理研究。     

不同光强对加拿大一枝黄花生长和叶绿素荧光的影响

以外来入侵种加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)为研究对象,在4种光照强度处理下,对其光合色素含量、叶绿素荧光特性、比叶重、植株的生长特征和生物量分配等指标进行了测定分析.结果表明:(1)随着光照强度的减弱,加拿大一枝黄花叶片的Chla、Chlb和Chl(a b)均上升,Chla/Chlb下降,4种光强处理下叶片的初始荧光(Fo)、光系统Ⅱ实际光化学效率(ФPSⅡ)、光系统Ⅱ最大光能转化效率(Fv/Fm)日变化曲线相似,高光强下的Fo、ФPSⅡ和Fv/Fm均小于中、低和弱光强下的,这说明加拿大一枝黄花能适应较大的光强幅度,同时对低、弱光强有一定的抗逆性.(2)生长在高(RI为100%)、中(RI为60%)光强下的加拿大一枝黄花植株正常生长,生长于低(RI为20%)弱(RI为5%)光强下的植株生长不良,表现为植株矮小,茎秆细弱.中度的遮荫对它的生长没有明显影响,但在严重遮阴下生长受抑.(3)生长在高、中光强下的总生物量、地下部分生物量明显增多,低、弱光强处理下的叶生物量比显著增加.结果表明,加拿大一枝黄花在高、中光强下对生长最有利,能够适应较大幅度的光照变化,但在严重遮阴下生长明显受抑,说明该入侵植物不易入侵到密林等光照强度比较弱的生境.     

钙对亚适温弱光下黄瓜幼苗Ca2+分布及叶绿素荧光参数的影响

以'津优3号'黄瓜幼苗为试验材料,采用焦锑酸钙沉淀的电镜细胞化学方法,研究了CaCl2预处理对亚适温(昼/夜18℃/12℃)弱光(100 μmol·m-2·s-1)下黄瓜幼叶细胞中Ca2+分布、Ca2+-ATP酶活性及叶绿素荧光参数的影响.结果显示:正常温光条件(CK)下,黄瓜幼叶细胞Ca2+主要存在于液泡和液泡膜上,细胞质中含量较低;经亚适温和弱光处理7 d后,叶片细胞质和细胞膜中形成较大的钙沉淀颗粒,液泡中的Ca2+颗粒聚集成团,膜组织边缘模糊,Ca2+-ATPase活性降低;胁迫前用CaCl2预处理的细胞质中Ca2+颗粒略有增加,且分布较均匀,膜组织完整,Ca2+-ATPase活性与CK差异不显著;而经LaCl3、EGTA和CPZ预处理的Ca2+多呈大颗粒状聚积在细胞质、液泡膜或细胞壁上,Ca2+-ATPase活性大幅度下降.在7 d亚适温弱光处理后,各处理黄瓜叶片的Fv/Fm变化不大,而ΦPSⅡ、qP和ETR显著降低;与水预处理相比,叶片ΦPSⅡ、qP和ETR在CaCl2处理下显著增加,而在EGTA和CPZ处理下显著减小,LaCl3处理的无显著变化.研究表明,亚适温弱光处理能打破黄瓜幼苗细胞内的Ca2+平衡,使其膜组织受到一定程度破坏;CaCl2可维持胞内较高的Ca2+-ATP酶活性,保持Ca2+平衡,保护细胞膜组织结构完整,并参与了光合作用光能捕获和光合效率的调控,能有效减轻亚适温弱光对黄瓜幼苗光合作用的不良影响.     

ALA对萝卜不同叶位叶片光合作用与叶绿素荧光特性的影响

以盆栽萝卜为材料,研究了叶面喷布100～300mg／L ALA对萝卜植株生长、光合作用以及叶绿素荧光特性的影响。结果表明,ALA促进萝卜植株生长与其促进植株中下部叶片的光合作用有关。ALA处理提高了叶片光合表观量子效率,并降低了光补偿点。叶绿素荧光动力学资料显示,ALA处理不仅降低了叶绿素初始荧光Fv、稳态荧光Fs以及两者的差值ΔFu,还降低了暗适应以及光照下的最大荧光(Fm和Fm′)和可变荧光(Fv和Fv′),但是不影响PSⅡ最大光化学效率(Fv／Fm),对于中下部叶片PSⅡ实际光化学效率(φPSⅡ)还有明显的促进作用。ALA处理植株叶片光合非循环电子传递速率ETR显著提高,300mg／L ALA处理还降低了光合相对限制值L（PFD）。ALA具有促进叶绿素荧光光化学猝灭和非光化学猝灭的双重特性,其中,前者提高了叶片光化学速率,后者增加热耗散量以及提高热耗散速率。另外,本试验结果显示,ALA处理提高了植株基部叶片的叶绿素含量以及中下部叶片类萝卜素含量。以上参数变化说明ALA通过诱导光抑制保护机制来提高叶片光合效率。     

不同光照条件下东北红豆杉幼苗叶绿素荧光特性日变化

为了解东北红豆杉的光适应特性达到高效培育的目的,以5年生东北红豆杉幼苗为研究对象,研究了3种光照条件下（全光照FL、60%全光照F1和30%全光照F2）幼苗荧光参数的日变化规律。结果显示：7:00~17:00时,FL和F1条件下幼苗的F_o分别升高了23.0%和14.0%,F2略有下降。3组幼苗的F_m和F_v/F_m在降到最低点后都有所回升,FL、F1和F2幼苗的F_m最多下降了38.0%,28.0%和23.0%,F_v/F_m下降了14.0%,6.4%和4.2%。F2幼苗的Φ_PSⅡ最高,变化趋势与光照强度相近;FL和F1幼苗的Φ_PSⅡ变化趋势相似,在9:00时达到高点后逐渐下降,至15:00时达最低点,只是FL幼苗的更低。3组幼苗ETR变化的明显差异体现在一天中的高光温时段（11:00~15:00时）,F2幼苗的ETR呈现峰值,F1幼苗保持平稳,FL幼苗呈现谷值。F2幼苗的qP最高,变化趋势与光照强度一致;FL和F1条件下幼苗的qP在13:00时和15:00时现谷值。F2幼苗的NPQ全天平缓下降;FL和F1幼苗的NPQ在9:00时和13:00时（15:00时）呈现峰值。综合以上荧光参数变化,F2幼苗全天以光化学反应为主,以热辐射形式耗散掉的光能较少。FL和F1幼苗在高光温时段出现光抑制,此时幼苗通过增加热耗散的方式进行了自我保护,且其光合机构未受到破坏。