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+.     

穗花狐尾藻化感作用对铜绿微囊藻光合效率的影响

共培养条件下,采用叶绿素含量和叶绿素荧光参数研究穗花狐尾藻分泌的化感物质对铜绿微囊藻光合效率的影响,其中叶绿素荧光参数包括qN（非化学淬灭）、YⅡ（有效量子效率）、Fv/Fm（最大量子产量）、F＇v/F＇m（光系统Ⅱ有效量子产量）和快速光响应曲线.3 d共培养处理期间,铜绿微囊藻叶绿素含量及叶绿素荧光参数都受到不同程度...     

外源一氧化氮供体对镉胁迫下黑麦草幼苗活性氧代谢、光合作用和叶黄素循环的影响

为了探讨外源NO对镉胁迫下牧草生理响应的调节作用,采用溶液培养方法,以多年生黑麦草为试验材料,研究了外源NO供体硝普钠(SNP)对镉胁迫下黑麦草幼苗生长、活性氧代谢、光合作用和叶黄素循环的影响.结果表明,150 μmol·L-1SNP能明显缓解100mg·L-1Cd2+对黑麦草幼苗生长的抑制作用,提高幼苗的生长速度.与单纯镉胁迫相比,外源150 μmol·L-1SNP显著抑制镉胁迫下黑麦草幼苗根系和叶片超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的下降和过氧化物酶(POD)活性的升高,促进过氧化氢酶(CAT)活性和谷胱甘肽(GSH)含量的提高,降低抗坏血酸(ASA)、H2O2和丙二醛(MDA)含量及超氧阴离子(O2-)产生速率.同时,外源SNP处理不仅降低了镉胁迫下黑麦草叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、叶绿素最大荧光(Fm)、PSⅡ原初光能转换效率(Fv/Fm)、光合电子传递量子效率(φPSⅡ)、光化学荧光猝灭系数(qp)、光合电子传递速率(ETR)和光化学速率(PCR)的下降及初始荧光(F0)的上升幅度,还提高了非光化学荧光猝灭系数(NPQ)和叶绿素含量及叶黄素循环库(V+A+Z)的大小,使叶黄素循环脱环氧化状态(A+Z)/(V+A+Z)升高.由此表明,外源NO可通过提高活性氧清除能力和增强依赖于叶黄素循环的非辐射能量耗散,保护由镉胁迫引起的黑麦草幼苗叶片光合机构的破坏,从而提高光合效率.     

外源水杨酸对高氯酸盐胁迫下水花生叶绿素荧光特性的影响

为了探讨外源水杨酸(SA)对高氯酸盐胁迫下水生植物生理响应的调节作用,本文以水花生为试材,在水培及可控条件下,研究不同浓度(0.05、0.1、0.2、0.4mmol·L-1)的SA对高氯酸盐胁迫下水花生荧光特性的影响.结果表明,在整个试验期间,各浓度的SA处理能不同程度地抑制高氯酸盐胁迫引起的暗适应下叶绿素最小荧光产额(F0)和天线色素热耗散(D)的升高,缓解PSⅡ潜在活性(Fv/F0)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ有效光化学效率(F′v/F′m)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)、PSⅡ电子传递速率(ETR)和PSⅡ光化学反应能量耗散(P)的下降趋势,而对过剩光能耗散(E)的影响不明显.综合各荧光参数的变化,其中以0.2mmol·L-1的SA处理缓解效果最佳,处理28d后各荧光参数的变化(除E值外)均与不加SA的胁迫组呈显著差异(p0.05),外部形态的观察结果与荧光参数的变化结果也基本一致.以上结果说明适当浓度的SA能有效维持胁迫下叶肉细胞较高的光化学效率和电子传递速率,缓解由于过剩激发能的增加而引起的光抑制,减轻光合机构受伤害的程度,从而提高水花生抗高氯酸盐胁迫的能力.PSⅡ非辐射能量耗散的增强并非是高氯酸盐胁迫下SA保护光合机构的主要机制,有关机理尚待进一步研究.     

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.     

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.     

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.     

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.     

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.     

铀胁迫对酸模叶绿素荧光特性和酶活性的影响

通过盆栽控制性实验,研究了不同铀浓度处理﹙0、25、50、100、200、400 mg/kg﹚对酸模(Rumex acetosa L.)叶绿素含量、叶绿素荧光特性及抗氧化酶的影响。结果表明:随着土壤铀浓度的增加,叶绿素含量显著下降,最大光化学效率(Fv/Fm)下降但差异不显著,光合性能指数(PIABS)显著下降,K相可变荧光占J相可变荧光比例(Wk)和J相可变荧光(Vj)逐渐升高,单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)、单位反应中心捕获的能力(TRo/RC)、单位反应中心捕获的用于电子传递的能量(ETo/RC)和单位反应中心耗散的能量(DIo/RC)均呈先升高后下降的趋势,铀胁迫使酸模整个PSⅡ的结构和功能都受到了伤害,光合作用受到抑制;SOD和POD活性整体呈现先上升后下降的趋势,MDA含量逐渐升高,酸模产生膜脂过氧化,启动了过氧化酶系统。     

污灌对蔬菜的生理生态指标及细胞学影响研究

对污灌蔬菜的生态生理指标及细胞学影响的差异进行研究的结果表明,污灌菠菜的叶绿素含量和相对电导率分别是非污灌菠菜的85.30％和161％。污灌菠菜的硝酸盐含量比非污灌菠菜高出10％,污灌大蒜等不正常有丝分裂为11.3％,而非污灌大蒜为0     

荧蒽对披针舟形藻的生长及叶绿素荧光特性影响

利用调制式叶绿素荧光仪(Water-PAM)测定了不同浓度的荧蒽(0、0.1、0.5、1.0、2.0和5.0 mg/L)处理后披针舟形藻(Navicula lanceolata)的叶绿素荧光动力学特征的变化.藻类的生物量以细胞密度表示,测定的主要荧光动力学参数为:光系统Ⅱ(PSⅡ)的最大光能转化效率(Fv/Fm),PS...     

Zn~(2+)对滇池藻类生长的影响

有关氮、磷对滇池藻类生长的影响研究,已有大量的报道,有关其它元素对滇池藻类影响的研究报道较少。本研究以滇池藻样为实验对象,实验不同Zn2+浓度对滇池藻类的影响情况,结果表明,高Zn2+浓度以抑制滇池藻类生长为主,低Zn2+浓度以促进滇池藻类生长为主。实验结果表明,在控制滇池湖藻类生长时,除了要注意控制N,P之外,还应考虑Zn2+对藻类生长的影响。     

一种降低太阳池老卤水浊度及叶绿素含量的方法

对新近合成的淀粉改性聚合硫酸铝絮凝剂POA降低太阳池中老卤水浊度的条件进行了优化。在老卤液盐度为402‰、pH为6.4、温度为18℃条件下,投加POA为3%(V/V)、400r/min下搅拌1min、200r/min下搅拌10min、70r/min下搅拌10min、沉降时间为90min时,絮凝剂对老卤液的降浊率可达97.8%,浊度降至1～2NTU。与常规的聚合氯化铝和聚合硫酸铝絮凝剂相比,POA对老卤水具有更优良的絮凝降浊能力,降浊率分别提高了62.2%和48.3%。POA处理后的老卤液能在太阳池中稳定运行60d,之后池中不同盐层浊度和叶绿素含量均有一定程度的升高,表明有藻类滋生。     

藻类的三维荧光光谱辨别及算法研究

采用三维荧光技术分析了栅藻,微囊藻和小环藻的色素组成.通过对3种藻的特殊激发谱线的分析,采用435,485,525,630nm作为叶绿素a、叶绿素b、叶绿素c与藻蓝胆素的特征激发波长,采用684nm作为发射波长,建立了3种藻叶绿素浓度与藻密度的荧光强度矩阵方程.根据水样的标准荧光光谱和4个激发波长可以计算出每种藻类的叶绿素浓度与藻密度.     

营养胁迫对薄叶双盖蕨叶绿素荧光特征的影响

喀斯特区石灰土多具有高钙、低磷的特性,从而限制了植物在该环境中的生存。为探讨厌钙植物不能在石灰土中生存的原因,以厌钙植物薄叶双盖蕨作为研究对象,以专性钙生植物柳叶蕨为对比物种,以Ca2+浓度、H2PO4-浓度为控制因子,测定分析各个水平下叶片叶绿素荧光参数特征。结果显示,Ca2+浓度胁迫下薄叶双盖蕨叶绿素荧光参数变化特征与柳叶蕨有较明显的区别,而H2PO4-浓度胁迫下二者的差异性不大;Ca2+因子对薄叶双盖蕨叶绿素荧光参数的负效应显著大于H2PO4-浓度,且各胁迫水平的影响差异显著;培养液Ca2+浓度过高会使薄叶双盖蕨的Fo、Fv′/Fm′、Fv/Fm、ETR、qP、NPQ、P等叶绿素荧光参数显著降低。结论,石灰土环境中Ca2+浓度较高会影响和抑制薄叶双盖蕨捕获及转化光能用于光化学反应的相关能力,限制了薄叶双盖蕨在石灰土上的生存。     

高氯酸盐对空心莲子草生长及叶绿素荧光参数的影响

高氯酸盐是一种新型的持久性污染物,其对植物影响作用的研究国内外鲜见报道.以空心莲子草为实验材料,在水培及可控条件下,探讨不同浓度(1、5、20、100、500 mg/L)ClO4-对空心莲子草生长及生理的影响.结果表明,①不同浓度的ClO4-处理均不同程度地抑制根、茎、叶生物量及单株相对生长量,其中根生物量对照与各浓度处理之间均存在显著差异.处理40d后,各浓度(由低到高)处理的相对生长量分别为对照的61.6%、60.8%、53.1%、20.4%和3.3%;ClO4-处理下根、茎、叶生物量的变异系数大小依次为:叶>根>茎;ClO4-处理使根茎叶三者之间的生物量分配关系发生变化,使茎的生物量分配系数增大,而叶降低,其中100、500 mg/L ClO4-处理组与对照相比差异显著;②不同浓度的ClO4-处理均使空心莲子草幼叶出现明显的伤害症状,顶叶反卷、叶缘变黑、焦枯,受害程度随处理浓度及时间的增加而加重;③ClO4-处理使叶片SPAD值、Fv/Fm、F′v/F′m、ΦPSⅡ、ETR、ETRmax等荧光参数均出现不同程度的下降趋势,SPAD、ΦPSⅡ等荧光参数可以作为反映受ClO4-胁迫影响的内在敏感生理指标.以...     

长江口及毗邻海域浮游植物的分布与变化

2005年7月(夏季)和11月(秋季)在长江口及毗邻海域(29°30'32°00'N,123°E以西)进行了2个航次的综合调查.2个航次共鉴定浮游植物345种,包括赤潮种类43种,其中,赤潮种中肋骨条藻(Skeletonema costatum)是该海域绝对的优势种.浮游植物细胞平均丰度7月(5.48×104cells·L-1)低于11月(2.70×105 cells·L-1),而叶绿素a平均浓度7月(2.34 mg·m-3)高于11月(1.32 mg·m-3).多样性指数(H)均值7月(1.51)高于11月(0.86),均匀度(J)均值7月(0.59)也高于11月(0.34).浮游植物的空间分布具有明显的块状区域特征,其季节变化主要受海区的流系特征、季风、营养盐、悬浮物等因素的制约,周日变化主要与潮汐、温盐跃层等密切相关.同时,结合历史监测数据(1996～2005年)分析表明,调查海域浮游植物群落结构已经发生改变.长期氮磷比失衡导致甲藻类在浮游植物群落中所占比例大幅攀升,甲藻类赤潮频繁发生.要改善海域环境现状,相对于控制西部陆源污染物的输入量,控制输入的营养盐比例尤为重要.     

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 period of time.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 (ET_0/RC) decreased.Excess Cu had an insignificant effect on the trapping flux (TR_0/RC).The decline in the efficiency with which a trapped exciton can move an electron into the electron transport chain further than QA- (ψ_o),the maximal quantum yield of primary photochemistry (φP_o),and the quantum yield of electron transport (φE_o) 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 O_2 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 inhibition of electron transport in the acceptor side.