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<正>计算机+基因工程提升作物产量2015年4月10日ENN环境新闻网新闻美国科学家最新研究发现,超级计算机与基因工程可以帮助农作物提高将阳光转化为能量的效率,并有望解决迫在眉睫的粮食短缺问题。研究者认为:光合作用远未达到最大的理论效率。超级计算机的快速发展可以允许科学家对光合作用过程中的每一个阶段进行建模,找到并改进植物生长中的瓶颈问题。不过,论     

孑遗植物四合木(Tetraenamongolica)迁地保护中的光合作用日变化特征与生理生态适应性

为了进一步廓清迁地保护条件下孑遗植物四合木（Tetraena mongolica）的光合生理生态适应性,在分析了瞬时光合效率的基础上,应用LI-6400光合作用测定系统测定了迁地保护试验区的四合木以及原生境伴生种白刺（Nitraria tangutorum）的光合作用日变化,并测定了其生长量。结果表明：四合木实生苗的生长南北冠幅大小依次为乌海四合木核心区实生苗（26.48 cm×27.26 cm）>鄂尔多斯实生苗（21.27 cm×21.75 cm）>阿拉善实生苗（19.25 cm×18.27 cm）。在原生境地乌海四合木核心区种植的实生苗与阿拉善实生苗之间的生长量存在显著差异（P≤0.01）,与鄂尔多斯实生苗之间的生长量存在显著差异（P≤0.05）。迁地保护条件下四合木生实生苗植株叶片光合速率Pn日变化均呈“双峰”曲线。不同试验区四合木光合作用日变化（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）和胞间 CO2浓度（Ci）均表现出明显的分异。迁地保护四合木条件下原生境地栽培的四合木实生苗的光合速率>鄂尔多斯栽培的四合木实生苗的光合速率>阿拉善栽培的四合木实生苗。鉴此可以作进一步推论,孑遗濒危植物四合木从原生境地西鄂尔多斯核心区（乌海）东移进行迁地保护具有更高的生理生态适应性和生境适宜性。但完成“从种子到种子”进而实现“保存性和代表性”,最终实现四合木迁地保护的“保持性和防止性”,保持其遗传多样性和遗传稳定性,最终成功实现四合木的迁地保护仍有待作进一步探索和深入研究。     

铜绿微囊藻胁迫对宽叶香蒲叶片光呼吸特性的影响

采用共生培养的实验方法,通过追踪测定宽叶香蒲(Typha latifolia)叶片中叶绿素含量、净光合速率、光呼吸速率及乙醇酸氧化酶(GO)、谷氨酰胺合成酶(GS)及过氧化氢酶(CAT)的活性,研究不同初始密度铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)对宽叶香蒲叶片光呼吸特性的影响。结果表明,铜绿微囊藻初始密度为1.0×104ind/m L时,宽叶香蒲叶片叶绿素含量、净光合速率、光呼吸速率及GO、GS及CAT的活性增加,说明低密度铜绿微囊藻对宽叶香蒲叶片的光合作用及光呼吸具有促进作用;铜绿微囊藻初始密度为1.0×107ind/m L时,宽叶香蒲叶片净光合速率、光呼吸速率及GO、GS及CAT的活性呈现先增加后降低的趋势,表明经过一段时间培养后,高密度铜绿微囊藻对宽叶香蒲叶片的光合作用和光呼吸呈现出抑制作用。但是在净光合速率急剧降低的时候,光呼吸速率在短时间内仍然维持在一个较高水平,说明宽叶香蒲可能通过维持或增强光呼吸在一定程度上抵抗逆境胁迫。     

荔枝落叶对铜绿微囊藻生长和光合作用的影响

利用浮游植物荧光分类仪对暴露于不同浓度荔枝落叶浸出液下铜绿微囊藻的生长、最大光合作用效率(Fv/Fm)、实际光合作用效率(YⅡ)、光能利用效率(α)、最大相对电子传递速率(r ETRmax)和光饱和系数(Ik)进行了为期15 d的检测,研究浸出液对铜绿微囊藻生长和光合作用的影响.结果发现,浸泡5 d的荔枝落叶浸出液可以抑制藻的生长,呈明显的浓度抑制型变化,随着时间的延长,抑制作用下滑.荧光参数Fv/Fm、YⅡ和α与浸出液浓度由负相关转为正相关或保持正相关关系,浸出液可能早期对藻光合作用发生胁迫,或通过提高光能利用效率来度过胁迫环境,r ETRmax、Ik和叶绿素a浓度与浸出液浓度由负相关转为显著负相关关系.三维荧光图谱结果表明,第15 d时,在投量为2.0 g·L-1时,色氨酸及酪氨酸荧光峰强度约为1.2g·L-1投量情况下的1/3,同时腐殖酸的荧光峰强度减弱.进一步研究藻细胞生长的半抑制浓度EC50值表明,与传统的农作物秸秆控藻比较,其EC50值较低,可能荔枝落叶化感控藻效果较强,只需较低的浸出液浓度而能达到较好的控藻效果.     

多种竹子,还是多种树?

自古以来,竹子就是一种人们喜爱的建筑材料.然而,工业社会以来,人们用到竹子的地方越来越少.近年来,环保人士认识到竹子是一种很好的环保材料,并号召工业界采用竹子作为原料.基于这样的认识,竹子建筑和竹子工业产品越来越多,甚至不少机械产品也用竹子代替钢材和塑料.     

藻华聚集的环境效应:对漂浮植物水葫芦光合作用的影响

利用适应性强、生物量大的水生植物来净化污染水体,已成为目前水体生态修复的一种快捷有效的方法.然而,在夏季蓝藻水华严重聚集的水体,藻华聚集后对水生植物的生理生态影响及其环境效应,尚缺乏系统研究.本研究以水葫芦为代表,模拟在高温阶段(水温WT25℃)、水华严重聚集时,对水葫芦的光合作用的影响进行研究,以揭示蓝藻水华聚集后造成的浅水生态系统中水生植物消亡的深层机制,并为减轻藻华聚集对水生植物的不良影响、充分发挥水生植物的水体净化功能提供理论依据.结果表明,藻华聚集会很快消耗掉水生植物根区内的溶氧,呈现缺氧状态(DO0.2 mg·L-1);植物根区内ORP出现明显下降现象,实验进行1 d后低于-100 m V,实验结束时达-200 m V,水体呈现强还原环境.与对照相比,根区内p H值低0.7个单位.藻华细胞在死亡、分解后释放大量的无机营养盐于水体中,植物根区内的NH+4-N含量比对照实验中高102倍;较高的NH+4-N含量(平均为45.6 mg·L-1)加之缺氧的协迫作用,导致植物机体受到破坏,植物的光合作用能力严重下降.叶片的平均净光合速率仅为对照的0.6倍,实验结束时其光合速率Pn为3.96μmol·(m2·s)-1,而同期对照实验的叶片净光合速率Pn为22.0μmol·(m2·s)-1;叶片蒸腾速率仅为对照的0.55倍,至实验结束时其蒸腾速率为1.38 mmol·(m2·s)-1,同期对照实验的叶片蒸腾速率为7.61 mmol·(m2·s)-1,表明藻华长期的聚集对植物产生了不可逆的伤害作用.在实际生产中,要避免蓝藻的严重堆积和快速消亡,以减轻藻华暴发对植物的伤害,充分发挥植物的水体净化功能.     

大气臭氧浓度增加对湿地松幼苗的影响

采用开顶式气室(open top chambers,OTCs)装置,研究O<,3>浓度增加(E-O<,3>约150 nL·L<'-1>)对湿地松幼苗的影响,包括伤害症状、植株生长、针叶光合色素含量、气体交换速率与叶绿素荧光、丙二醛(MDA)以及主要抗氧化剂含量变化.经过E-O<,3>处理一个生长季后(AOT40值为38...     

Early stage toxicity of excess copper to photosystem II of Chlorella pyrenoidosa–OJIP chlorophyll a fluorescence analysis

Acute toxicity of excess Cu on the photosynthetic performance of Chlorella pyrenoidosa was examined by using chlorophyll a fluorescence transients and JIP-test after exposure to elevated Cu concentrations for a short time period. High Cu concentration resulted in a significant suppression in photosynthesis and respiration. The absorption flux (ABS/RC) per PSII reaction center increased with increasing Cu concentration, but the electron transport flux (ET₀/RC) decreased. Excess Cu had an insignificant effect on the trapping flux (TR₀/RC). The decline in the efficiency, with which a trapped exciton can move an electron into the electron transport chain further than Q_A−(Ψ₀), the maximal quantum yield of primary photochemistry (?_P0), and the quantum yield of electron transport (?_E0) were also observed. The amount of active PSII reaction centers per excited cross section (RC/CS) was also in consistency with the change of photosynthesis when cells were exposed to excess Cu concentration. JIP-test parameters had a good linear relationship with photosynthetic O₂ evolution. These results suggested that the decrease of photosynthesis in exposure to excess Cu may be a result of the inactivation of PSII reaction centers and the inhibition of electron transport in the acceptor side.     

大气CO2浓度升高对水稻生理生态效应的影响

目前大气中CO2浓度在逐步上升,以CO2为主的温室气体浓度增加而引起的温室效应对人类农业生产可能产生很大影响。本文介绍了大气CO2浓度升高对水稻一系列的生理生态效应的影响。未来高CO2浓度下,水稻的生育期会缩短;光合作用有所提高;干物质积累增加,产量显著提高;含N量降低,P吸收增加;促进了根系生长和土壤呼吸等。并对未来的研究作了进一步探讨。     

太湖春季和秋季蓝藻光合作用活性研究

采用Phyto-PAM浮游植物分析仪测定太湖蓝藻光合作用活性的时空间分布.结果表明,太湖蓝藻光合活性具有显著的时空差异:春季蓝藻的最大光量子产量F_v/F_m (可变荧光和最大荧光之比)和实际光量子产量F_v'/F_m'分别在0.35~0.49和0.16~0.29之间,秋季蓝藻分别在 0.33~0.53和0.21~0.43之间,太湖秋季蓝藻的最大光合作用能力和实际光合作用能力大于春季蓝藻.春季和秋季蓝藻的非光化学淬灭NPQ(non-photochemical quenching)分别在0.012~0.17和0.035~0.26之间,秋季蓝藻的NPQ高于春季蓝藻,说明秋季蓝藻的自我保护能力高于春季蓝藻.快速光响应曲线(Rapid light curve, RLC)的特征参数表明春季蓝藻的光能利用效率、最大电子传递速率和光饱和强度点高于秋季蓝藻;从空间分布来看,蓝藻的最大光合作用能力、实际光合作用能力和光合作用效率在营养水平低和有水草分布的湖区相对较低,富营养化水平高的湖区则相对较高.因此,降低太湖营养盐浓度,恢复水生植物,能够抑制蓝藻的光合作用活性和生长,从而降低蓝藻水华强度.