重金属胁迫对三角褐指藻生长及叶绿素荧光特性的影响

利用调制式叶绿素荧光仪研究了不同浓度的重金属Cu2+、Zn2+、Cd2+胁迫不同时间(24、48、72和96 h)后,三角褐指藻叶绿素荧光特性的变化情况.测定的主要参数有:光系统II(PSII)的最大光能转化效率(Fv/Fm)、PSII的潜在活性(Fv/Fo)、PSII的实际光能转化效率(Yield=ΦPSII)、相对光合电子传递效率(rETR)、光化学淬灭(qP)和非光化学淬灭(NPQ).研究结果表明,重金属(Cu2+、Zn2+、Cd2+)胁迫下三角褐指藻的叶绿素荧光参数Fv/Fm、Fv/Fo、Yield、rETR和qP均明显降低,并且随着重金属离子浓度的增加,胁迫时间的延长,下降幅度逐步增大;NPQ先上升后下降或者逐渐上升;细胞密度和叶绿素含量也显著降低.对3种重金属离子的半抑制浓度(EC50)的计算结果表明,3种重金属毒性大小顺序为Cd2+> Cu2+> Zn2+.     

五种抗生素对等鞭金藻(Isochrysis sp. CCMMS001)叶绿素荧光特性的影响

利用PHYTO-PAM测定了抗生素胁迫下等鞭金藻(Isochrysis sp.CMMS001)叶绿素荧光参数Fv/ Fm(PSⅡ的最大光能转化效率)的变化规律.结果表明:不同抗生素对等鞭金藻Fv/ Fm的影响存在很大差异,氯霉素、G-418能显著抑制其最大光能转化效率;潮霉素抑制作用次之;卡那霉素、氨苄青霉素没有抑制作用.在f/2培养基中,浓度为600 mg/L氯霉素胁迫下,第3d测得Fv/ Fm值下降97%.在f/2培养基中,浓度为1 200 mg/L潮霉素和500 mg/L G-418胁迫下,第6d测得Fv/Fm值分别下降52%、98%.在淡化5倍f/2培养基中,浓度为1200 mg/L潮霉素和500 mg/L G-418胁迫下,第6d测得的Fv Fm值分别下降77%、100%.卡那霉素、氨苄青霉素胁迫下,Fv/ Fm随着两种抗生素浓度的增加没有降低,反而上升.     

杂食性鱼类排泄物中藻类光能活性研究

借助叶绿素荧光技术,通过对杂食性鱼类鲫鱼(Crucian Carp)和金鲫鱼(Gold Crucian Carp)摄食微囊藻(Microcysis aeruginosa)后排泄物的培养,从鱼类排泄物藻类叶绿素荧光活性的角度探讨了杂食性鱼类在控藻上的应用.结果表明,鱼类摄食对微囊藻生长及叶绿素荧光参数均有显著影响(P<0.05).鲫鱼组的叶绿素荧光参数ΦPSII从第3d开始,Fv/Fo、Fv/Fm、ETR和qP从第5d开始随培养时间的延长而增加,而NPQ始终呈下降趋势.金鲫鱼组的叶绿素荧光参数(Fv/Fo、Fv/Fm、ΦPSII、ETR、qP)在培养期间一直呈降低趋势.鲫鱼组的Chl a浓度与细胞密度在培养期间先下降再上升,最后恢复至对照组水平,且Chl a浓度同部分叶绿素荧光参数(Fv/Fo、Fv/Fm、ΦPSII)呈现极显著正相关(P<0.01);金鲫鱼组的Chl a浓度与细胞密度于实验期间均下降,实验期间一直低于对照组,且两参数均与叶绿素荧光参数(Fv/Fo、Fv/Fm、ΦPSII、ETR、qP)呈极显著正相关(P<0.01).可见,微囊藻经鲫鱼摄食后,其叶绿素光合及生长活性经过短暂的下降后会逐渐恢复,而金鲫鱼可有效降低微囊藻活性,但金鲫鱼作为一种观赏鱼类,不适宜在大面积水体放养.     

不同酸雨梯度下3种酸雨处理对茶树幼苗叶绿素荧光和光合特性的影响

选择茶(Camellia sinensis)幼苗为试验材料,在盆栽条件下采用受控模拟酸雨喷淋的试验方法,设置3个酸雨梯度p H 2.5、p H 4.0和p H5.6,每个梯度下分别设计地上处理、全淋处理和土壤处理,测定其叶绿素荧光和光合特性.结果表明:在p H 2.5酸雨胁迫下,全淋处理显著减少了茶幼苗相对叶绿素含量(SPAD)合成、降低PSⅡ原初光能转化效率(Fv/Fm)、潜在活性(Fv/F0)、实际光化学量子产量(Yield)、光化学淬灭系数(qP)以及净光合速率(Pn)、气孔导度(Cond)、蒸腾速率(Tr)等光合参数,提高了胞间二氧化碳浓度(Ci)、光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(Rd),地上处理作用下茶幼苗受到抑制作用其次,土壤处理对茶幼苗的抑制作用最小;在p H 4.0酸雨胁迫下,除光饱和点(LSP)、光补偿点和暗呼吸速率其余各处理值均高于对照组(CK),并且土壤酸雨地上酸雨全淋酸雨处理CK,而p H 5.6酸雨胁迫下,各参数变化为土壤酸雨地上酸雨CK全淋酸雨处理.可见,在p H 2.5酸雨胁迫下,全淋酸雨处理对幼苗的抑制作用最强;p H 4.0和p H 5.6酸雨胁迫下,土壤酸雨处理对于幼苗的促进作用最强;处理方式和酸雨强度的交互作用下Fv/Fm、Amax、AQY、LSP、LCP和Rd都具有显著差异,而SPAD、Fv/F0、Yield、qP差异不显著.得出结论为:酸雨对植物的作用机理随酸雨浓度而定,重度酸雨胁迫下,直接和间接作用都有;而中、轻度酸雨胁迫下,主要是通过土壤酸化后对植物起间接作用.     

批次培养条件下三角褐指藻对不同磷胁迫压力及恢复的响应

采用批次培养,设置5个PO₄-P浓度（0 μmol/L,0.566 μmol/L,2.26 μmol/L,9.05 μmol/L,36.2 μmol/L）进行实验,并从第9 d开始进行2 d恢复实验,研究三角褐指藻在不同磷胁迫压力及恢复下的响应。测定参数包括PS Ⅱ的最大光能转化效率（Fv/Fm）、PS Ⅱ的实际光能转化效率Y（Ⅱ）、光合电子传递效率（ETR）及藻密度。结果发现:磷胁迫对藻密度、Fv/Fm、Y（Ⅱ）和ETR有显著影响。恢复实验中,Fv/Fm、Y（Ⅱ）、ETR等恢复速率与起始所受磷胁迫程度以及再添加的磷浓度呈正相关。与藻密度相比,Fv/Fm、Y（Ⅱ）、ETR等荧光参数可以在12 h内产生更显著的变化。本实验表明,在严重的磷胁迫条件下,磷的输入可以造成藻类的补偿生长;在小时尺度上叶绿素荧光参数随磷胁迫程度可以迅速做出响应。     

S-异丙甲草胺与镉对斜生栅藻光合作用的影响

采用毒性试验标准方法研究了Cd2+与S-异丙甲草胺单独及联合作用对斜生栅藻叶绿素含量及叶绿素荧光特性的影响.暴露96 h后,Cd2+和S-异丙甲草胺单独作用对斜生栅藻叶绿素含量和叶绿素荧光参数F0、Fv/Fm、Fv/F0、Y(Ⅱ)、qP、NPQ和rETR均有一定影响,表明Cd2+和S-异丙甲草胺对斜生栅藻光合作用产生影响,PSⅡ受损,抑制光合作用的原初反应,阻碍光合电子传递的过程,对热能的耗散能力逐渐丧失.Cd2+对斜生栅藻叶绿素含量和叶绿素荧光参数影响要显著大于S-异丙甲草胺的影响,影响程度随有毒物质浓度的升高而增加,光强为231μmol·(m2·s)-1时,空白组Y(Ⅱ)的平均降幅为62.5%,Cd2+处理组随Cd2+浓度的升高平均降幅分别为68.0%、82.5%和100%,S-异丙甲草胺处理组平均降幅分别为66.1%、72.1%和79.6%.Cd2+与S-异丙甲草胺联合作用对叶绿素荧光参数的影响主要是Cd2+的影响.     

微囊藻毒素对水稻幼苗生长与叶绿素荧光的影响

为明确被微囊藻毒素(MCs)污染的灌溉水对农业生产的潜在危害,采用水培法研究了不同浓度(1、100、1000、3000μg·L-1)MCs处理对胁迫期和恢复期内水稻叶片MCs积累量、叶绿素含量和叶绿素荧光参数的影响.结果表明,胁迫处理7 d后,MCs在叶片中的积累量随MCs处理浓度的增大而升高.与CK相比,1μg·L-1MCs处理组水稻叶片的各生长指标和叶绿素含量上升,F0下降,Fv/Fm、ETR、q P和q N均未发生显著变化;高浓度(≥100μg·L-1)处理下,水稻叶片的生长受抑制,叶绿素含量下降,F0上升,Fv/Fm、ETR、q P和q N显著下降.恢复7 d后各处理组水稻叶片MCs的积累量均低于胁迫期,100μg·L-1MCs处理组的F0、q N均接近CK,Fv/Fm、ETR和q P虽低于CK却高于胁迫期,表明MCs对光合系统的伤害有一定程度的恢复.1000和3000μg·L-1MCs处理组的F0依然高于CK,且Fv/Fm、ETR、q P和q N不仅低于CK也低于胁迫期,表明高浓度MCs(≥1000μg·L-1)降低了水稻叶片PSⅡ原初光能转换效率和PSⅡ潜在活性,对叶片光合功能造成不可逆的伤害.     

UV-B辐射增强对芦苇叶绿素荧光参数的影响

叶绿素荧光是光合作用的探针,可反映光合机构内一系列重要的调节过程.本文在露天条件下研究了不同UV-B辐照强度(对照:168μW·cm~2,低强度:210μW·cm~2,高强度:252μW·cm~2)对芦苇色素含量及叶绿素荧光参数的影响,探讨了芦苇光合生理对UV-B辐射的响应机制.结果表明:与自然光照相比,UV-B辐射增强对芦苇叶片表观造成一定的损伤,且随辐射梯度增大,损伤加剧.与自然光照相比,低辐射初期可促进芦苇叶片叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素及类胡萝卜素含量增大,但随辐射时间延长抑制作用显现;高辐射下,芦苇叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素及类胡萝卜素含量均显著降低.与自然光照相比,低辐射前期,叶绿素荧光参数无显著变化,随辐照时间延长,Fo、NPQ增高,Fm、Fv/Fm与Fv/Fo显著降低,ΦPSII值、q P降低.高辐射可显著增大Fo、NPQ,显著降低Fm、Fv/Fm、Fv/Fo、ΦPSII,降低q P.试验结束时,处理组NPQ均低于对照,且随辐射梯度增大,下降幅度加剧.UV-B辐射对PSII的破坏作用随辐射强度增大而增大.     

紫叶李叶片色素含量及叶绿素荧光动力学参数对SO2胁迫的响应

以盆栽紫叶李的2年生嫁接苗为试材,采用人工静态熏气装置分析了不同浓度SO2(0～22.8 mg·m-3)胁迫条件下(16d)紫叶李叶片光合色素含量及荧光动力学参数的变化情况.研究结果显示:在SO2浓度为5.7Mg·m-3的胁迫下,叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、Chla/Chlb、总叶绿素和类胡萝卜素(Car)含量均比对照增加,在其它浓度处理下均减小,且与对照间差异显著(11.4mg-3m胁迫下叶绿素a和类胡萝卜素除外).在SO2浓度小于11.4mg·m-3时,紫叶李叶片花青苷和类黄酮含量随着胁迫强度的增强而增加(与对照间差异显著,P<0.01);而在SO2浓度大于11.4rag·m-3时则随着胁迫强度的增强而降低(与对照间差异显著,P<0.01).荧光动力学参数中,PSⅡ原初光能转化效率Fv/Fm随着胁迫强度的增强呈现先增加后降低的变化趋势,PSlI潜在活性Fv/F.、光化学淬灭效率qP随着胁迫强度的增强而减小,而荧光非光化学淬灭效率gN 却随着胁迫强度的增强而增加.研究结果表明,紫叶李苗木在低浓度SO2 (小于11.4mg·m-3)胁迫下通过自身较强的保护系统使机体免受伤害;而在高浓度SO2(大于11.4rag·m-3)胁迫下通过增加qN耗散过剩的光能和提高qbPSⅡ消耗多余能量来保护光合器官免受损伤,但叶片的光合色素含量和其它荧光参数均受到不同程度的影响,紫叶李叶片受到伤害与PsⅡ反应中心失活有关.     

镉对浮萍叶绿素荧光参数的影响

以浮萍(Lemnaminor L.)为实验材料,使用水下调制荧光仪研究不同镉浓度(0、1、2、4、6、8和10mg·L-1)条件下浮萍叶绿素荧光的变化和叶绿素含量的变化,探讨了镉对浮萍生长和光合作用的影响.结果表明,镉胁迫导致浮萍最大光化学量子产量(Fv/Fm)、光系统Ⅱ(PSⅡ)有效量子产量(ФPSⅡ)、光化学淬灭(qP)、相对电子传递速率(rETR)、质体醌库(Fv/2)下降,非光化学淬灭(qN)和PSⅡ水裂解端失活程度(Fo/Fv)上升,说明浮萍的PSⅡ光合活性受到镉胁迫抑制.对浮萍叶绿素含量的测定结果表明,浮萍叶绿素含量明显下降,并且叶绿素a的下降幅度大于叶绿素b;同时,浮萍PSⅡ水裂解程度(Fo/Fv)对于镉胁迫反应极为灵敏,因而可以作为金属胁迫的重要指标.     

一种复方洗手消毒液对两种微藻毒性的研究

文章以小球藻和纤细裸藻为对象,研究了以三氯生作为主要灭菌剂的某复方洗手消毒液对其生物量和叶绿素荧光指数Fv/Fm 的影响。结果显示:洗手液浓度大于01 mL/L时对小球藻的生长有抑制作用,大于02mL/L时小球藻的PSⅡ反应中心受到胁迫,且Fv/Fm无法恢复到正常水平;洗手液浓度大于0.2mL/L时对纤细裸藻的生长有抑...     

长江口冬季叶绿素活性荧光及遥感分析

通过对比及分析长江口及其邻近海域冬季叶绿素的实测数据、活性荧光数据以及遥感数据,探讨长江口冬季叶绿素的分布情况以及叶绿色荧光活性仪和遥感手段的应用价值。结果表明,冬季调查海域的叶绿素平均值为0.85 mg/m3,长江口南方的沿岸海域存在一处平均浓度约为1.30 mg/m3的叶绿素高值区。利用叶绿素活性荧光仪测量的最大荧光Fm和最小荧光Fo能较准确的体现叶绿素的分布趋势,最大量子产量Fv/Fm则可以体现浮游植物的生长状态,对研究不同环境因素(营养盐、温度、光等)对浮游植物生长的限制情况具有一定的指示作用。另外,利用遥感手段反演所得的叶绿素精度较低,平均浓度约为0.94 mg/m3,虽然略高于实测值,但能较好的体现叶绿素分布的趋势。     

基于四尾栅藻响应的有机磷农药生态风险评估

以系统评价有机磷农药在水域生态系统风险为目标,采用批次培养的方法研究了草甘膦和毒死蜱两种有机磷农药在高浓度下的毒性效应、低浓度下的刺激效应及微量条件下的无机磷替代效应.结果表明,草甘膦和毒死蜱对四尾栅藻(Scenedesmus quadricanda)的96h EC50值的分别为12.98,2.02μmol/L.低浓度草甘膦(0.014~1.35μmol/L)条件下细胞密度和最大光能转化效率表现出了显著的刺激作用,最大促进效应分别为13%和6.0%;草甘膦(0.40~0.67μmol/L)表现出显著的无机磷替代效应,而毒死蜱处理组未观察到刺激作用和替代效应.有机磷农药对微藻种群变化的作用方式以低浓度下的刺激作用为主,同时可以引发无机磷不足时某些可利用有机磷种类微藻的种群增长.     

光照强度和磷浓度对寡枝刚毛藻生长的影响

在利用沉水植被对湖泊进行生态修复过程中,当营养盐有所降低,水体透明度增加有利于沉水植物生长时,丝状绿藻——刚毛藻会大量生长,从而影响生态修复效果.为了研究光照强度和磷浓度对寡枝刚毛藻(Cladophora oligoclona)生长的影响,本实验用含有不同磷浓度(0.005,0.02,0.1,0.6mg/L)的BBM培养基,在不同光照强度[10,30,50μmol/(m2·s)]下培养寡枝刚毛藻16d.结果发现,在光照强度为10μmol/(m2·s),初始P浓度0.1mg/L以上时,刚毛藻鲜重增加(约0.05g),其余处理条件下,刚毛藻鲜重均减少,其中光强为50μmol/(m2·s),初始磷浓度为0.005mg/L时,刚毛藻鲜重减少量最大(约0.49g).叶绿素荧光参数Fv/Fm值的变化表现为光强越大,Fv/Fm的值越低.在光强为10μmol/(m2·s)时,Fv/Fm值在0.75左右.光强为50μmol/(m2·s)时,Fv/Fm值仅为0.3.在相同光强下,不同磷浓度对Fv/Fm值变化无显著影响.相对于磷浓度对刚毛藻生长的影响,光强对刚毛藻的生长影响更大,且高光强不利于刚毛藻的生长.     

Responses of chlorophyll fluorescence and nitrogen level of Leymus chinensis seedling to changes of soil moisture and temperature

Controlled experiment of Leymus chinensis seedlings grown in the environmental growth chambers at 3 soil moisture levels and 3 temperature levels was conducted in order to improve the understanding how leaf photosynthetic parameters will respond to climatic change. The results indicated that soil drought and high temperature decreased the photochemical efficiency of photosystem ( Fw/Fm ), the overall photochemical quantum yield of PSIl(yield), the coefficient of photochemical fluorescence quenching(qp), but increased the coefficient of non-photochemical fluorescence quenching( q, ). Severe soil drought would decrease Fv/Fm and yield by 3.12% and 37.04% under 26% condition, respectively, and 6.60% and 73.33% under 32% condition, respectively,suggesting that higher temperature may enhance the negative effects of soil drought. All the soil drought treatments resulted in the decline in leaf nitrogen content. There was no significant effect of temperature on leaf nitrogen level,but higher temperature significantly reduced the root nitrogen content and the ratio of root nitrogen to leaf nitrogen,indicating the different strategies of adaptation to soil drought and temperature. It was also implied that higher temperature would enhance the effect of soil drought on leaf photosynthetic capacity, decrease the adaptability of Leymus chinensis to drought.     

入侵植物互花米草(Spartina alterniflora)叶绿素荧光对淹水胁迫的响应

在上海崇明东滩国家级鸟类自然保护区生态修复示范样地中,开展了持续淹水技术治理入侵植物互花米草的物理控制实验.同时,应用叶绿素荧光技术,分别研究了连续2年持续水淹和淹水1年后排水恢复自然生境条件下,外来入侵植物互花米草叶绿素荧光动力学参数及叶绿素含量的动态变化.结果表明,第1年持续淹水降低了互花米草体内的叶绿素含量和PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ的潜在活性(Fv/Fo)、光合电子传递速率(ETR)和光化学猝灭(qP)等叶绿素荧光动力参数值,抑制了互花米草的光合作用.随着淹水时间的延长,到第2年生长季节时互花米草已可以通过调节热耗散或其他生理生态指标来适应淹水环境,满足其生长繁殖的需要.一旦解除淹水胁迫,互花米草的光合活性可迅速恢复,甚至超过对照,表现出很强的恢复能力.持续淹水胁迫仅能在初期抑制互花米草的光合作用,随着淹水时间的延长,互花米草可以通过调节其他生理指标来适应淹水环境,保障光合作用的正常进行.     

土壤中铜、铅离子的竞争吸附动力学

研究了Cu²⁺、Pb²⁺在2种土壤上的竞争吸附动力学过程.结果表明,Cu²⁺、Pb²⁺在乌栅土上的吸附量均高于在红壤上的吸附量,Pb²⁺又较Cu²⁺在土壤上的吸附量大.分别用一级、二级动力学方程、抛物线方程、Elovich方程和幂函数方程对该吸附动力学过程进行了拟合,其中幂函数方程拟合结果最好.Cu²⁺、Pb²⁺在乌栅土上的吸附主要是通过与土壤中的Ca²⁺、Mg²⁺进行交换,其累积吸附量与Ca²⁺、Mg²⁺的累积解吸量线性关系显著(R2为0.990～1);在红壤上是通过与土壤中的H+进行离子交换而吸附.Pb²⁺对Ca²⁺和Mg²⁺的交换能力比Cu²⁺强,其存在显著降低了Cu²⁺在2种土壤上的吸附量;Cu²⁺的存在略降低Pb²⁺在土壤上的吸附量.