光照强度对鸡爪槭叶色变化生理的影响

光照强度会影响到植物叶片中色素合成、酶活性和内含物含量,光照强度的改变是否会影响鸡爪槭(Acer palmatum Thunb.)叶片颜色变化期的生理特征?探讨不同光照强度对鸡爪槭秋季叶片呈色效果的影响,可为彩叶树种引种栽培提供一定的理论依据.采用不同遮荫的梯度处理,光照强度为自然光照100%(对照)、80%自然光照、50%自然光照,分析鸡爪槭叶片颜色转变过程中叶片色素、叶绿素酶(chlase)等酶活性和内含物质等生理指标.结果显示,鸡爪槭叶片颜色转变过程中,叶绿素含量显著降低(P 0.05),花色素苷(anthocyanin)含量显著增加,叶绿素酶活性显著增强,100%和50%的光照下苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性显著降低,超氧化物歧化酶(SOD)先增强后降低. 80%、50%的光照强度下花色素苷的合成、丙二醛(MDA)的积累、叶绿素b(Chlb)和类胡萝卜素(Caro)含量显著低于对照,叶绿素a(Chla)、可溶性糖(SS)和脯氨酸(Pro)含量没有显著影响;光照强度处理对9月的叶绿素酶和PAL活性影响显著,对11月SOD和过氧化物酶(POD)活性影响显著,光照强度越弱,活性越强.因此光照强度减弱延迟了鸡爪槭叶片变色,同时也缩短了彩叶期,影响了观赏效果,光照强度越弱影响越大.(图1表2参36)     

施加Fe~(2+)和Cu~(2+)对鸡爪槭叶色变化的生理影响

研究金属元素Cu~(2+)和Fe~(2+)对彩叶树种鸡爪槭(Acer palmatum Thunb.)叶片呈色效果的影响,为彩叶树种的秋季叶色调控和养护管理提供理论依据.于2018年5月开始进行盆栽试验,分别采用浓度0.3%和0.6%CuSO_4·5H_2O、0.3%和0.6%FeSO_4·7H_2O对鸡爪槭进行叶面施肥.测定鸡爪槭叶片变色期(9-11月)过程中的叶片色素含量(叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、花色素苷)、酶活性(叶绿素酶、苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶)和内含物质(可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸和丙二醛)等生理指标.结果显示,鸡爪槭在各处理下随着叶片颜色由绿色逐渐转变为橙色、红色,叶绿素和胡萝卜素含量显著降低(P0.05),花色素苷和丙二醛含量显著增加.变色前期和中期,0.6%Cu~(2+)和Fe~(2+)浓度处理下鸡爪槭花色素苷含量显著高于对照,变色后期处理之间花色素苷含量差异不显著.叶绿素酶活性随着Cu~(2+)浓度的增加,叶绿素酶活性降低,超氧化物歧化酶活性增加,0.6%Cu~(2+)处理组的丙二醛含量显著高于对照;0.6%Fe~(2+)组的叶绿素酶活性显著低于对照.本研究表明施加CuSO_4和FeSO_4可以提前让鸡爪槭变色,但是后期叶片颜色不及对照艳丽,建议在变色前期喷洒0.6%CuSO_4和0.6%FeSO_4,可以提前让鸡爪槭叶片从绿色变为橙色,深秋不适宜用CuSO_4和FeSO_4处理.(表3参32)     

菊芋对酸铝复合胁迫的生理响应

以耐铝性的南京菊芋(Helianthus tuberosus L.)和铝敏感的资阳菊芋为试验材料,在土培条件下,研究了酸铝复合胁迫对菊芋幼苗根系生长、叶片光合特性、抗氧化酶活性、可溶性糖和MDA含量的影响。结果表明:溶液的p H值和铝浓度的变化对菊芋生理有明显的影响,最低浓度的铝处理在不同p H条件下已经影响了菊芋的正常生长。和对照组相比,菊芋的根长明显受到抑制,但变化幅度不大;叶绿素含量、最大光能转换效率(F_v/F_m)、最大荧光产量(F_m)及电子转移速率(ETR)显著降低,而根系活力、SOD、POD和CAT则呈现相反的变化趋势。南京菊芋受抑制程度明显小于资阳菊芋,显示出两个菊芋品种的耐铝性差异,初始荧光(F_0)、可溶性糖以及MDA含量均上升,qP和qN出现相反的变化趋势。随着铝浓度处理的升高,菊芋的各项生理指标较对照组差异性加大;同一铝浓度下,与pH 5相比,pH 4处理菊芋根系活力升高,叶绿素a含量降低,F_0增大,可溶性糖含量下降,SOD及MDA含量上升;不同铝胁迫下,菊芋体内各个生理指标变化有显著差异性,随着铝浓度增加,根系活力和抗氧化酶活性也上升,可能是菊芋体内抗氧化酶系统及根尖吸收机制对缓解酸铝胁迫起着重要作用。通过灰色关联度分析,与菊芋耐酸铝性关系最密切的指标是叶绿素qN,其次是ETR、MDA和F_v/F_m。     

榉树秋季叶片呈色机理及化学物质的调控

榉树(Zelkova schneideriana)为高大落叶乔木,既是一种用材树种也是一种优良的观赏树种.榉树秋季叶色变化多样,根据其秋季叶色不同可分为红色系、绿色系和黄色系三个系列.研究表明,榉树秋季叶色表现不一的主要原因是叶片中所含的花青素、叶绿素和类胡萝卜素的含量和百分比不同.红色系榉树秋季叶片色素含量表现为花青素含量增加,叶绿素和类胡萝卜素含量降低;黄色系榉树的花青素、叶绿素和类胡萝卜素含量同时降低;绿色系榉树则表现为花青素含量降低,叶绿素和类胡萝卜素含量增加.叶片颜色还与叶片内的N、P、K等元素的含量有关.此外,植株生长温度和光照等外界环境条件也与叶片颜色有关.喷施不同浓度的水杨酸、柠檬酸、蔗糖和赤霉素都会对榉树秋季叶片产生颜色加深、变色提前或变色推迟等调控作用.     

神农架林区不同类型植物的叶片特征与光合性能研究

以神农架林区木鱼镇茶山上生长的8种不同类型植物为试验材料,于晴天选择其植株上东南朝向的顶部成长叶,采用LI-COR6400便携式光合测定系统、调制叶绿素荧光成像系统(IMAGING-PAM M-Series)及双通道PAM-100测量系统(Dual-PAM-100)和常规方法研究了其叶片特征、光合性能及相互间的关系,将有助于了解神农架植物的光合生产力及其植被管理。结果表明,不同类型植物叶片的叶片特征和光合性能存在明显的物种差异。比叶重(SLW)为乔木灌木草本;气孔参数以气孔导度(Cond)差异最大;草本植物的光合能力明显高于灌木和乔木,而灌木和乔木间的差异不大;叶绿素含量(Chl)及其组分的差异较小,类胡萝卜素(Car)和花青素含量(Ant)及其与Chl的比值差异极大。不同类型植物叶片特征和光合性能指标的变异系数在7.3%～73.0%间,Chla/Chlb最小,Car/Ant最大;Chla/Chlb、基于叶温的蒸汽压亏缺(VpdL)和胞间CO2浓度(Ci)小于15%,Cond、单位鲜重Car、PSII实际量子产量和PSI非光化学能量耗散的量子产量为40%～50%,单位干重Car、Ant、Chl/Ant和Car/Ant则大于60%,其他指标在20%～40%。相关分析显示,Pn受Cond、叶片含水量和单位干重Chl的正向调控,Ant和Car对Pn无决定性作用;PSII和PSI的实际量子产量依赖于Ci和Chl,Car过高导致其降低;PSI的光保护受SLW的负调控及单位鲜重Chl和单位干重Car的正调控;光合机构的光损伤受Ci的负调控和Chl/Car的正调控。     

Cu~(2+)、Cd~(2+)胁迫对马来眼子菜光合色素及光合荧光特性的影响

为全面了解沉水植物受重金属胁迫后光合色素及荧光特性的变化,以马来眼子菜(Potamogeton malaianus)为供试材料,采用不同浓度Cu~(2+)或Cd~(2+)处理,利用丙酮萃取和水下荧光仪原位测定法,研究重金属对植物光合色素含量、光合荧光参数及荧光成像的影响.结果显示,Cu~(2+)或Cd~(2+)处理下,叶绿素总量(Ct)、叶绿素a(Ca)、叶绿素b(Cb)、类胡萝卜素(Cc)均极显著下降(P 0.01),且Cu~(2+)对叶绿体的毒害作用比Cd~(2+)更大;最大光化学效率F_v/F_m、潜在光化学效率F_v/F_o、有效量子产量Y(Ⅱ)和光化学淬灭系数qP也呈极显著下降趋势(P 0.01),且Cu~(2+)胁迫的影响更显著. Cu~(2+)处理下,调节性能量耗散的量子产量Y(NPQ)和非光化学淬灭系数qN均先增加后降低.而Cd~(2+)处理下,Y(NPQ)和qN均呈极显著上升趋势(P 0.01);各处理组非调节性能量耗散的量子产量Y(NO)差异不显著. Cu~(2+)处理下相对电子传递速率ETR下降更多. 0.5 mg/L Cu~(2+)处理下,马来眼子菜光合色素含量、F_v/F_m、F_v/F_o、Y(Ⅱ)和ETR均比对照组下降显著;0.5 mg/L和1.0 mg/L Cd~(2+)处理下,马来眼子菜具有正常的光合活性.荧光成像表明叶片受损始于叶边缘,叶脉抗重金属胁迫能力强于叶肉;相同浓度处理下,Cu~(2+)处理对叶片的损伤程度大于Cd~(2+)处理.上述结果表明马来眼子菜耐Cd~(2+)能力强于Cu~(2+),因此可将其用作低浓度Cd~(2+)污染水域的修复物种.(图5表3参38)     

银丝竹3种颜色叶片光合特性研究

以1年生银丝竹(Bambusa multiplex cv.Silverstrip)盆栽苗为试验材料,测定并比较了银丝竹的全绿叶(Green Leaf,GL)、花叶(Striped Leaf,SL)和全白叶(White Leaf,WL)3种叶色的光合色素含量、光合-光响应曲线、气体交换参数、CO_2响应曲线,研究其3种不同颜色叶片与光合特性的关系,旨在了解银丝竹的光合生产力,为其种植管理提供理论基础和参考依据。结果表明,(1)银丝竹3种颜色叶片的叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、类胡萝卜素(Car)、叶绿素a+b(Chl a+b)、叶绿素a/b(Chl a/b)以及叶绿素a+b/类胡萝卜素(Chl a+b/Car)6种光合色素含量均表现为全绿叶花叶全白叶,其中,Chl a、Chl b、Car、Chl a+b存在显著差异(P0.05),而Chl a/b以及Chl a+b/Car的差异不显著(P0.05)。(2)GL的初始量子效率(α)和最大净光合速率(Pn_(max))显著高于SL(P0.05),两者的暗呼吸速率(R_d)差异不显著(P0.05),SL的光饱和点(LSP)和光补偿点(LCP)均高于GL,但差异不显著(P0.05);GL的初始羧化效率(CE)、光合能力(A_(max))、CO_2饱和点(CSP)和光呼吸(R_p)均高于SL,而SL具有较高的CO_2补偿点(CCP)。(3)银丝竹不同颜色叶片的气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)都随着光合有效辐射(PAR)的增大而增加,表现为GLSLWL;胞间CO_2浓度(Ci)的变化趋势与之相反,表现为GLSLWL。无论是从光响应曲线还是CO_2响应曲线上看,全绿叶都具有更高的光合能力,这跟全绿叶叶绿素含量较高有关。研究发现花叶利用强光的能力比全绿叶片高,故在人工温室育苗中可通过提高光强培育更多的银丝竹花叶品种。     

热带次生林两种林下植物叶片生理特性对氮磷添加的响应

为探究热带次生林林下植物叶片对长期氮(N)、磷(P)添加的响应,阐明热带森林植物对土壤低磷环境适应的生理生态机制,基于华南热带次生林长达9年的氮、磷添加实验,测定两种分布较广的林下乡土树种大青(Clerodendrum cyrtophyllum)和紫玉盘(Uvaria microcarpa)的叶片基本属性、叶绿素含量及氮磷元素含量等指标.结果显示:(1)两种植物叶片的基本属性及光合色素存在显著的种间差异(P 0.05);氮和磷添加提高了大青叶片的比叶面积(35%-38%),对两个树种叶片的叶长、叶宽、叶面积等无显著影响;(2)氮添加显著影响两种植物叶片叶绿素a和总叶绿素含量(P=0.036和P=0.043),而磷添加对光合色素含量无显著影响;(3)对照处理下,大青和紫玉盘叶片的N:P分别为28.71与21.75,大于16,表明两个树种仍受到较强的磷限制;磷添加显著提高了两种植物叶片的磷含量,并降低N:P值;(4)相关性分析表明叶片基本属性、光合色素与氮磷元素含量三者之间的相关性关系较弱.综上,热带森林植物叶片氮和磷元素含量对氮磷添加的响应较敏感,叶绿素a和总叶绿素对氮添加的响应较敏感,而其他属性对氮磷添加的响应较小;因此,在热带森林土壤磷长期缺乏的情况下,植物叶片的生理功能对环境变化具有较好的适应性,其蕴含的生物学机制仍需要进一步的探讨.(图3表2参31)     

神农架林区不同类型植物的叶片特征与光合性能研究

以神农架林区木鱼镇茶山上生长的8种不同类型植物为试验材料,于晴天选择其植株上东南朝向的顶部成长叶,采用LI—COR6400便携式光合测定系统、调制叶绿素荧光成像系统（IMAGING-PAMM-Series）及双通道PAM—100测量系统（Dual-PAM-100）和常规方法研究了其叶片特征、光合性能及相互间的关系,将有助于了解神农架植物的光合生产力及其植被管理。结果表明,不同类型植物叶片的叶片特征和光合性能存在明显的物种差异。比叶重（SLW）为乔木〉灌木〉草本;气孔参数以气孔导度（Cond）差异最大;草本植物的光合能力明显高于灌木和乔木,而灌木和乔木间的差异不大;叶绿素含量（Chl）及其组分的差异较小,类胡萝卜素（Car）和花青素含量（Ant）及其与Chl的比值差异极大。不同类型植物叶片特征和光合性能指标的变异系数在7．3％～73．0％间,Chla／Chlb最小,Car／Ant最大;Chla／Chlb、基于叶温的蒸汽压亏缺（VpdL）和胞间C02浓度（Ci）dx于15％,Cond、单位鲜重Car、PSII实际量子产量和PsI非光化学能量耗散的量子产量为40％～50％,单位干重Car、Ant、Chl／Ant和Car／Ant则大于60％,其他指标在20％-40％。相关分析显示,Jpn受Cond、叶片含水量和单位干重Chl的正向调控,Ant和Car对两无决定性作用;PSII和PSI的实际量子产量依赖于ci和Chl,Car过高导致其降低;PSI的光保护受SLW的负调控及单位鲜重Chl和单位干重Car的正调控;光合机构的光损伤受Ci的负调控和Chl／Car的正调控。     

外源Hg胁迫对3种烟草品种叶绿素含量和光合效应的影响

为研究不同浓度汞(Hg)对烟草光合作用的影响,选择福建省3个主栽烟草品种(翠碧1号、K326、云烟87)幼苗进行盆栽试验,设置0、1、2、4、8、16 mg·kg~(-1)共6个浓度组。结果表明:(1)3种烟草叶片叶绿素含量与对照比均无显著差异(P0.05),但F_v/F_m、F_v/F_o、PI_(ABS)随胁迫浓度增加均呈下降趋势,可见Hg胁迫下烟草叶绿素含量和光合强度没有必然的相关性。(2)在较高浓度(4 mg·kg~(-1))Hg胁迫下,OJIP曲线改变了形状,表明Hg胁迫对烟草叶片光合机构影响主要是PSⅡ及光系统反应中心受到损伤,光合电子传递过程受到抑制,这可能是烟草叶片光合效应显著下降的主要因素。(3)烟草叶片PSII单位反应中心比活性参数ABS/RC、TRo/RC、DIo/RC与胁迫浓度正相关,ETo/RC和RC/CSo与胁迫浓度呈负相关,在较高浓度Hg胁迫下烟草叶片通过耗散过剩的光能和提高多余能量消耗量来保护光合机构免受更大的伤害,表现出较强的自我调节能力。     

城市土壤压实对树木叶片叶绿素及光合生理特性的影响

由于机械碾压、人为践踏等原因,城市土壤压实严重。由于压实,土壤物理性状发生改变:土壤容重增大、孔隙度降低及结构性变差等。这些改变影响土壤性质的同时影响树木的生长。以乐昌含笑Michelia chapensis、深山含笑Michelia maudiae和大叶冬青Ilexlatifola为实验材料,参照南京市土壤压实现状模拟不同程度的土壤压实环境,研究了土壤压实下乐昌含笑、深山含笑和大叶冬青3种幼树叶片叶绿素含量、光合生理特性等的变化情况。采用乙醇萃取法测定树木叶片叶绿素含量,用美国Li-COR公司生产的Li-6400光合仪测定树木叶片光合生理特性,测定参数包括净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2摩尔分数(Ci)等。并分析树木叶绿素含量在不同土壤压实环境下变化差异性,及各光合生理参数之间相关性。结果表明,随着压实强度的增强,3种树种叶绿素含量逐渐降低;与对照相比,不同压实处理下,叶片叶绿素含量均不同程度下降,且在重度压实下各树种叶片叶绿素含量降低幅度均最大,分别达到41.87%、29.36%及27.66%;方差分析表明,各土壤压实处理下叶绿素含量与对照之间存在显著性差异;在压实环境下,光合生理特性参数值净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)与对照下各参数数值相比也呈下降趋势。皮尔森相关性分析发现,各光合生理特性参数之间相关性显著。但不同压实处理下,各树木胞间CO2浓度(Ci)变化趋势不一致。     

外源NO和水杨酸对盐胁迫下番茄幼苗光合机构的保护作用

以番茄品种‘秦丰保冠’为试材,在水培条件下研究单独和复配施用一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)、水杨酸(SA)对100 mmol/L NaCl胁迫下番茄幼苗叶片气体交换、叶绿素荧光、CO_2响应曲线、光合色素含量和叶黄素循环的影响.结果显示:(1)单独或复配外施SNP、SA均能使受Na Cl胁迫处理的番茄幼苗叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、天线转化效率(F_v′/F_m′)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)和叶绿素荧光衰减率(Rfd)不同程度升高,胞间CO2浓度(C_i)、初始荧光(Fo)和PSⅡ非光化学荧光猝灭系数(NPQ)显著降低,其中以SNP和SA复配处理的综合效果最好.(2)NaCl胁迫下,番茄幼苗叶片CO2羧化效率(CE)、Ru BP最大再生速率(J_(max))、RuBisCO及其活化酶活性和最大羧化速率(V_(c max))的下降均能在单独或复配施用SNP、SA的处理下得到有效缓解,并以SNP和SA复配处理更佳.(3)SNP、SA单独或复配处理均能有效抑制NaCl胁迫下番茄幼苗叶片光合色素(Chl a、Chl b和Car)含量、Chl a/b值和叶黄素循环库(V+A+Z)的下降及叶黄素循环脱环氧化程度(A+Z)/(V+A+Z)的升高,且以SA和SNP复配处理效果最明显.本研究表明,NaCl胁迫下依赖叶黄素循环的天线热耗散不是外源NO、SA单独或复配处理保护番茄幼苗叶片光合机构的生理机制,对PSⅡ及其初级电子受体醌(QA)下游电子传递通畅性的保护,以及对CO_2同化活性的改善才是外源NO、SA提高番茄幼苗叶片光合功能、增强其耐盐能力的主要原因,其中NO和SA复配处理时具有协同增效作用.     

水稻叶绿素荧光特性对CO_2浓度升高的代际响应研究

为研究不同CO_2浓度升高水平对水稻叶绿素荧光特性的代际影响,基于CO_2浓度自动调控系统开展田间试验,以上一生长季经CO_2浓度升高处理(CO_2浓度比自然环境高40μmol·mol~(-1))的粳稻(Oryza sativa L.)种子(SI)和没有经过CO_2浓度升高处理的粳稻种子(SII)为试验材料,设置3种CO_2浓度水平:以背景大气CO_2浓度为对照(CK)、CO_2浓度比CK分别增加80μmol·mol~(-1)(T_1)和200μmol·mol~(-1)(T_2),测定叶片叶绿素荧光参数。结果表明,与CK相比,T_1处理使SI和SII蜡熟期的基础荧光(F_o)分别下降了8.6%(P=0.004)和8.0%(P=0.033),T_2处理使SI和SII扬花期的F_o分别下降了12.5%(P=0.033)和18.0%(P=0.015)。T_1处理使SI和SII蜡熟期的最大荧光(F_m)分别上升了10.1%(P=0.001)和11.0%(P=0.001),T_2处理使F_m分别上升了12.0%(P=0.000)和10.6%(P=0.001)。T_1处理使SI和SII蜡熟期的可变荧光(F_v)分别上升了16.2%(P=0.001)和17.7%(P=0.001),T_2处理使F_v分别上升了18.2%(P=0.000)和17.6%(P=0.000)。T_1处理使SI和SII蜡熟期的最大光化学效率(F_v/F_m)分别上升了6.2%(P=0.001)和6.5%(P=0.005),T_2处理使F_v/F_m分别上升了6.2%(P=0.001)和6.8%(P=0.003)。与CK相比,T_1和T_2处理使SI和SII的单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)、单位反应中心捕获用于还原QA的能量(TRo/RC)、单位反应中心以热能形式耗散的能量(DIo/RC)在乳熟期、蜡熟期和完熟期下降,单位面积光合反应中心的数量(RC/CSo)在蜡熟期上升。SI与SII相比,它们的F_o、F_m、F_v、F_v/F_m、ABS/RC、TRo/RC、DIo/RC、RC/CSo、ETo/RC没有显著差异。研究表明CO_2浓度升高有利于提高水稻叶片光合系统的光能转换能力,对光合功能有促进作用,而叶绿素荧光特性对CO_2浓度升高的响应没有代际差异。     

盐胁迫对沙棘幼苗生K与光合生理特征的影响

用不同浓度的NaCl处理沙棘(Hippophea rhamnoides)2 a生幼苗,研究盐胁迫对其生长、叶片水分、光合生理特征以及叶绿素含量的影响.结果表明,随着盐浓度的增加,沙棘幼苗鲜重、干重、比叶重(LMA)和单株总叶面积均明显下降.盐胁迫下,沙棘叶片出现严重的缺水现象,导致叶水势()、叶片相对含水量(RWC)逐渐下降,而叶片水分饱和亏缺(WSD)、组织密度(TD)逐渐升高.同时,叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、总叶绿素(Chl)、类胡萝卜素(Car)含量和叶绿索a/b(Chl a/Chl b)与对照相比均极显著降低.随着盐浓度的增加和胁迫时间的延长,沙棘幼苗叶片净光合速率(pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)均明显下降,胞间CO2浓度(Ci)先降后升,气孔限制值(Ls)和水分利用效率(唧)则先升后降.研究表明,Pn下降的原因短期内以气孔限制为主,长期则以叶片生理代谢紊乱、光合色素降解导致的光合能力下降等非气孔限制因素为主,且盐浓度越高,由气孔限制转为非气孔限制的时间越早.     

氮磷营养盐因子对缘管浒苔生长、叶绿素荧光特性和氮磷富集的影响

为探讨大型海藻缘管浒苔(Ulva linza)对氮、磷加富的生理响应及其机制,分析了氮、磷浓度变化对藻体相对生长速率(Rr.g),氮、磷富集,叶绿素(Chl)含量,类胡萝卜素(Car)含量,色素比值(Chl a/Chl b、Chl/Car)以及叶绿素荧光参数的影响.结果表明,在30μmol·L-1P浓度不变条件下,随着N浓度的增加,藻体P含量持续降低,而其Rr、g、N含量、Chl含量、Car含量、色素比值(Chl a/Chl b、Chl/Car)和叶绿素荧光参数均逐渐上升,N3处理(500μmol· L-1 N)缘管浒苔Rr.g和叶绿素荧光参数均达到最大值,N4处理(1 000 μmol·L-1)缘管浒苔Chl含量、Car含量和Chl a/Chl b比值均达到最大值.在500 μmol·L-1N浓度不变条件下,依次增加P浓度,缘管浒苔Rr,g没有显著差异,N含量没有显著变化,而P含量则呈明显上升趋势,其他指标变化幅度小.综上所述,与P相比,N的变化对缘管浒苔生长、光合色素和光合作用的影响更明显,在N浓度为500 μmol·L-1、P浓度为30 μmol ·L-1、N/P比值为16.67条件下,藻体生长最佳.当水体富营养化加剧时,缘管浒苔富集氮、磷的能力持续上升.     

西北地区油松叶片稳定碳同位素特征与生理指标的关系

以分布于中国西北境内的甘肃、宁夏及内蒙古等地区10个油松(Pinus tabulaeformis Carr.)天然种群为研究对象,通过测定油松叶片的稳定碳同位素组成(δ13C)、有机渗透调节物质(脯氨酸、可溶性糖、甜菜碱、甘露醇)含量、灰分含量、含水量和碳氮含量等生理指标,分析不同自然种群油松叶片δ13C特征及其与生理指标之间的关系.结果显示:油松叶片δ13C值的变化范围在-28.68‰～-25.02‰,平均值为-26.82‰,随着降水量增加,δ13C表现出偏负的趋势;油松叶片δ13C值与可溶性糖和灰分含量呈显著正相关关系(P0.01),与叶片含水量、甘露醇和全氮含量呈显著负相关关系(P0.01),与脯氨酸、甜菜碱和全碳含量相关性不显著.上述结果表明,叶片δ13C值可以同时反映生长环境和植物体本身水分的亏缺程度,植物水分利用效率的提高和各种渗透调节物质在植物体内的积累不是协同变化的,并且灰分含量可以作为δ13C值的替代指标.     

美国薄荷(Monarda didyma L.)对大气增温的生理生态响应

在全球气候变化背景下,大气增温会对植物造成影响已成不争事实。该研究以一种常见的草本植物——美国薄荷(Monarda didyma L.)为实验材料,利用开顶箱(OTCs)模拟法,研究了增温处理(比对照的大气温度增加3℃)下这种植物各项生理生态指标的变化规律。结果表明,(1)增温处理第7天时,薄荷叶片的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)与对照相比分别极显著上升了43.8%和73.6%(P0.01);处理第14天时,与对照相比,薄荷叶片的PSII电子传递量子产率(ΦPSII)和光化学猝灭系数(q_P)均显著下降了19.6%和17.1%(P0.05),而非光化学猝灭系数(q_N)则显著上升了17.0%(P0.05);叶绿素含量和类胡萝卜素含量在处理14d时较对照显著下降了10.0%和14.6%(P0.05)。(2)增温处理第7天时,美国薄荷叶片的膜脂过氧化产物丙二醛含量较对照显著降低了25.2%(P0.05);处理第14天时,与对照相比,薄荷叶片的丙二醛含量和超氧自由基产生速率分别显著升高了12.5%和15.5%(P0.05),而可溶性蛋白含量则显著降低了19.9%(P0.05)。因此,处理第7天时增加温度对植物表现出正效应,促进了植株叶片的光合作用和生长发育,而处理第14天时,增温生境变成了一种胁迫,对植物的生长、生理生化代谢及其药用和食用价值均可能产生不利影响。     

退化喀斯特森林群落常见植物叶片SPAD值变异特征

叶绿素含量是植物生理生化及生态调查中的一个重要测量参数,植物叶绿素含量能灵敏地反映植物生理状态及其与环境的关系。SPAD(Soil and Plant Analyzer Development)值是反映植物叶绿素相对含量的指标,一定条件下可用SPAD值代替叶绿素含量进行植物生长环境和健康水平的评估。为探讨退化喀斯特森林不同演替群落植物叶片SPAD值变异特征及其对环境变化的响应,以陈旗小流域内退化喀斯特森林群落中的常见植物为研究对象,分别对其叶片SPAD值进行了测定分析。结果表明,(1)研究区植物叶片SPAD值在13.54~24.34之间变化,平均值为18.43。植物叶片SPAD值在稀灌草丛(16.33)、藤刺灌丛(19.65)、灌木林(20.90)、乔灌过渡林(18.18)和乔木林(17.07)等不同演替阶段植物群落之间差异显著(P0.05),而在各群落内部均较稳定,表明植物叶片SPAD值的改变一定程度上是对植物生境条件的响应。(2)研究区小果蔷薇(Rosa cymosa)、火棘(Pyracantha fortuneana)、竹叶花椒(Zanthoxylum armatum)和小叶鼠李(Rhamnus parvifolia)4种植物叶片SPAD值在物种内均较稳定,但种间差异显著(P0.05),说明树种是影响植物叶片SPAD值的重要因子。(3)研究区群落类型、物种均对植物叶片SPAD值有显著影响并产生交互作用,但植物叶片SPAD值在各群落内部均较稳定,而在不同群落之间有显著差异(P0.05),表明研究区内植物叶片SPAD值的变异受环境变化等物种以外因素的影响更大。(4)研究区植物叶片SPAD值与叶片氮含量、叶面温度及生长环境的空气温度、露点温度之间均具有极显著正相关关系(P0.01),表明其变异特征是退化喀斯特森林生态系统结构和功能退化的综合体现。     

地钱(Marchantia polymorpha)雌雄配子体对酸雨胁迫的耐受性差异

通过长期的进化,植物可以在个体、细胞及生理生化等多个水平上对酸雨胁迫作出响应.采用不同pH的模拟酸雨胁迫处理苔藓植物地钱(Marchantia polymorpha)雌雄配子体,比较两者之间的耐受性差异.结果表明:(1)与对照(pH 6.8)相比,酸雨胁迫可对地钱造成可见伤害症状;存活率、叶绿素含量、PSII原初光能转化效率(F_v/F_m)和实际光化学量子产量(Y_(eild))均降低,而丙二醛(MDA)含量、抗氧化物酶(POD、SOD、CAT)活性、基础荧光(F_0)和非光化学淬灭系数(NPQ)均升高.(2)与对照相比,中(pH 4.0)、重度(pH 2.5)酸雨胁迫可对地钱的上述测定值造成显著影响;(3)中度酸雨胁迫下,存活率、MDA、POD、SOD、光合色素含量、F_v/F_m值、F0、NPQ值和Yeild值的变化雌雄之间均达到了显著性差异水平,其中雌性的存活率、POD、SOD、F_v/F_m值和Y_(eild)值均低于雄性.综上所述,酸雨胁迫会对地钱的植株、细胞膜系统以及光合系统造成不同程度的损伤,且雌雄配子体之间存在差异;酸雨胁迫下雄配子体抗褪绿和抗氧化的能力要高于雌配子体,表现出对酸雨胁迫更强的耐受性.本研究结果可为深入研究植物的性别生态适应以及酸雨对植被的影响提供重要的理论依据.     

LED补光对香蕉组培苗增殖和生理生化指标的影响

为研究补充不同光质的LED光源对香蕉组培苗增殖和相关生理生化指标的影响,以‘天宝蕉’为材料,通过设置普通荧光+LED红光(R)、普通荧光+LED蓝光(B)、普通荧光+LED绿光(G)、普通荧光+LED白光(W)、普通荧光+LED暖白光(WW)、普通荧光+LED暖黄光(WY),对照组普通荧光7种处理,比较不同LED补光对香蕉组培苗的增殖率、相关生理指标、叶绿素含量及叶绿素荧光参数的影响.结果显示,WY处理下香蕉组培苗的增殖系数最大,B处理下香蕉苗的增殖系数最小;R处理下,植株高度最大,B处理下,植株假茎最粗,WW处理下,有最大的根长,W处理下根数、根粗、叶数、叶宽、叶长的数值最大,同时鲜重和含水量最高,壮苗系数最优.与CK相比,R、B和G处理会降低叶绿素以及类胡萝卜素含量,而补充LED白光可以提高叶绿素以及类胡萝卜素含量.此外,LED补光,尤其是R、W和G补光会引起香蕉组培苗叶片F_v/F_o、F_v/F_m和NPQ参数的显著增加和Y(Ⅱ)、ETR、和q_P等参数的降低.本研究表明在增殖培养阶段补充LED暖黄光,香蕉组培苗的增殖率最高;在生根培养阶段补充LED白光,香蕉组培苗的叶绿素含量、chla/chlb比值、类胡萝卜素含量最大,同时光合效率和壮苗系数最高;结果可为香蕉组培苗增殖和生根阶段的光质选择奠定基础.(图5表4参34)