两种桑科植物叶片光合及光呼吸对模拟干旱的响应

采用150 g/L的聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG)模拟干旱胁迫,研究两种桑科植物(构树和桑树)的叶片光合及光呼吸特征对干旱胁迫的响应。对植物培养液的相关化学参数以及叶片的光合参数进行测定,结果表明:干旱对构树根系吸水能力的影响小于桑树的;构树以中光合-低蒸腾-高水分利用率的模式适应干旱环境,桑树以低光合-低蒸腾-高水分利用率的模式来应对干旱环境;在模拟干旱环境下,构树以稳定的羧化效率-高光呼吸速率-高光呼吸利用份额来适应外界胁迫,而桑树以低羧化效率-低光呼吸速率-低光呼吸利用份额来应对外界胁迫。构树表现出对外界干旱胁迫更好的适应性,这种适应机制可能与其较强的光呼吸作用及其碳酸氢根离子利用能力有关。这种"以碳换水"的机制可能是喀斯特适生植物适应岩溶干旱的又一个重要机制。     

外源脯氨酸对Cd胁迫下107杨光合与叶绿素荧光特性的影响

为揭示Cd胁迫下外源脯氨酸对107杨（Populus×euramericana cv.‘74/76’）光合与叶绿素荧光特性的影响,以一年生107杨苗木为试验材料,采用盆栽控水试验,研究了添加不同浓度（0、10和20 mmol/L）外源脯氨酸对Cd（0、100、200和300 mg/kg）胁迫下107杨叶片光合气体交换参数、光响应参数和叶绿素荧光参数的影响.结果表明:①Cd作为独立因子可显著影响107杨叶片的光合气体交换参数、光响应参数和叶绿素荧光参数,外源脯氨酸作为独立因子对这些参数无显著影响,Cd与脯氨酸的交互作用对这3类参数均有显著影响.②随着w（Cd）的增加,107杨叶片净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）和水分利用效率（WUE）的变化趋势基本一致,均显著下降,而胞间CO₂浓度（C_i）呈显著上升趋势.与单独Cd处理组相比,在w（Cd）为200 mg/kg处理下,添加外源c（脯氨酸）为10 mmol/L时苗木叶片的P_n显著提高123.12%;WUE、PSⅡ原初反应最大量子效率（F_v/F_m）、实际光化学量子效率（φ_PSⅡ）、光化学淬灭系数（qP）和表观光合电子传递速率（ETR）分别显著提高43.73%、6.52%、27.99%、28.96%和63.26%;而非光化学淬灭系数（NPQ）显著降低19.97%.研究显示,w（Cd）低于200 mg/kg时,外源添加脯氨酸处理可增强107杨的PSⅡ光能转换效率和光强利用效率,防止过剩光能对光合机构的伤害,从而提高植株抗逆性与适应性,且以c（脯氨酸）为10 mmol/L时的处理效果较好.      

盐和干旱胁迫对欧李幼苗光合生理特性的影响

为缓解干旱、半干旱地区水土流失现状,充分发挥欧李（Cerasus humilis）的生态价值,有效进行生态环境修复,设置了两种环境胁迫——盐胁迫（盐胁迫浓度分别为3‰、5‰、8‰,依次记做S1、S2、S3）和干旱胁迫（浇水量分别为田间持水量的30%~35%、40%~45%、50%~55%,依次记做W1、W2、W3）,比较叶片的光合气体参数T_r（蒸腾速率）、P_n（净光合速率）、G_s（气孔导度）和C_i（胞间CO₂浓度）的变化;利用P_n-PAR响应曲线比较不同处理下叶片的光响应特征参数L_sp（光饱和点）、L_cp（光补偿点）、R_d（暗呼吸速率）、α（表观量子效率）、P_nmax（最大净光合速率）.结果表明:①欧李幼苗的光合气体参数对盐胁迫的响应较敏感,对干旱胁迫的响应则鲜有显著性差异.②由P_n-PAR响应曲线得出,S1、W2处理下,随着PAR（光合有效辐射）的升高,欧李幼苗出现了光抑制现象;S2、S3、W1、W3处理下则表现出积极的光响应.③盐胁迫下,欧李幼苗的L_cp随盐胁迫的增强而逐渐增大,L_sp最小值[882.17 μmol/（m2·s）]出现在S1处理,S2、S3处理下有增加趋势,光能利用效率随盐胁迫的增强而减弱;随着干旱程度的减弱,L_cp先增后减,在W2处理下达到最大值[35.79 μmol/（m2·s）],L_sp最大值[1 581.56 μmol/（m2·s）]出现在W1处理,而在W2、W3处理下则减小,说明欧李幼苗对光照环境适应性减弱.研究显示,欧李幼苗对盐和干旱胁迫呈现出完全不同的响应特征,且对盐胁迫的响应更为敏感,研究结果可为欧李在治理水土流失、荒山绿化等生态修复工作中的应用提供依据.      

氮、磷浓度对伪鱼腥藻生长及光合生理的影响

以伪鱼腥藻(Pseudanabaena sp.)为研究对象,研究了不同氮、磷浓度对伪鱼腥藻生长、叶绿素荧光参数(F_v/F_m、α、rETR_max、I_K)及类胡萝卜素与叶绿素a比值等的影响,并应用Monod和Droop方程考察氮、磷营养盐对伪鱼腥藻生长动力学的影响,分别计算得到伪鱼腥藻对总磷的半饱和常数K_sP,细胞内磷份额Q₀与对总氮的半饱和常数K_sN。结果表明:氮、磷浓度对伪鱼腥藻的生长影响极显著(P<0.01),在氮浓度为0～230.4 mg/L内,伪鱼腥藻的生物量与氮浓度呈正相关,磷浓度>1.28 mg/L会抑制伪鱼腥藻生长。氮浓度对各叶绿素荧光参数有显著影响(P<0.05),磷浓度对F_v/F_m、I_K有显著影响(P<0.05),而对rETR_max、α影响不显著(P>0.05...     

构树修复对重金属污染土壤环境质量的影响

通过温室盆栽试验,研究构树（Broussonetia papyrifera）生长对重金属污染土壤酶活性和微生物群落结构的影响.结果表明,构树修复污染土壤中酶活性和微生物多样性明显提高.经270d培养后,构树生长土壤中蔗糖酶和酸性磷酸酶活性与种植土壤相比分别显著（P<0.05）提高3.12倍和2.29倍;土壤脱氢酶与有效态As、Cd、Pb、Zn和Cu含量,蔗糖酶与有效态Cd含量,以及磷酸酶与有效态Cd和Cu含量之间呈显著负相关（P<0.05）.根据16S和18S rDNA PCR-DGGE分析表明,构树修复可提高污染土壤中细菌和丛枝菌根真菌多样性.上述结果表明,构树修复可有效改善重金属污染土壤的环境质量.然而,污染土壤中重金属有效态含量下降不明显,必须辅助物理和化学措施来强化构树对重金属污染土壤的生态修复潜力.     

喷播基质中土壤菌施用对紫穗槐幼苗光合特性和叶绿素荧光参数的影响

为了揭示喷播基质中土壤菌对植物的影响机制、筛选出优势土壤菌配置模式,以适应性极强的紫穗槐（Amorpha fruticosa）为试验材料,将筛选鉴定的3种土壤菌--细菌苏云金杆菌（nl11,专利号nl-11）、真菌卵形孢球托霉（nl15,专利号nl-15）和放线菌嗜热一氧化碳链霉菌（nl1,专利号nl-1）,配制成无菌（CK）、单菌（nl11、nl15、nl1）、两种菌混合（nl11+nl15、nl11+nl1、nl15+nl1）和3种菌混合（nl11+nl15+nl1）,共8种配置方式等比例混入基质中进行温室盆栽试验,分别观测其对紫穗槐幼苗的光合色素含量、光合特性以及叶绿素荧光参数的影响.结果表明:与无菌苗相比,其他7种处理的紫穗槐幼苗w（Chlb）显著高于对照,除nl15+nl1和nl15+nl1+nl11外,其他处理的幼苗w（Chla）和w（Chl）均显著高于对照;除nl15+nl1处理外,其他处理的幼苗w（Car）显著高于对照.相比对照,nl11+nl15处理的幼苗净光合速率（P_n）显著提高123.5%,nl11处理的幼苗净光合速率（P_n）、水分利用效率（WUE）和光系统Ⅱ（PSⅡ）最大光化学量子产量（F_v/F_m）显著提高148.72%、156.21%和5.74%,nl15处理的幼苗PSⅡ实际光化学效率（Φ_PSⅡ）显著提高,nl11+nl15+nl1处理的幼苗净光合速率、光化学淬灭系数（qP）与电子传递速率（ETR）显著提高173.59%、12.58%和5.13%,nl1处理的紫穗槐幼苗初始荧光（F_o）与最大荧光（F_m）显著低于无菌幼苗10.05%和19.86%.通过土壤菌施用,显著促进了紫穗槐幼苗的光合色素的合成,提高气孔导度、水分利用效率、蒸腾速率和净光合速率,降低气孔限制值,增强了植株对有效光的利用,并且防止过剩光能对光合机构的进一步伤害,提高抗逆性和适应性,并以nl11、nl11+nl15和nl11+nl15+nl1这3种配置模式效果最为显著.      

BDE-47对2种海洋微藻光合特性的影响

研究了不同浓度的2,2′,4,4′-四溴联苯醚(BDE-47)对2种海洋微藻的光合特性的影响. 结果表明, 在试验所设定的浓度范围内 (0.1~2.5μg/L),海水小球藻和赤潮异弯藻的PSII最大光能转化效率(Fv/Fm)、光化学淬灭系数(qP)未受到显著抑制,表明2种微藻PSII反应中心在试验过程中未受到损伤.当BDE-47浓度为2.5μg/L时,海水小球藻的PSII潜在活性(Fv/Fo)、PSII实际光能转化效率(φPSII)和光合电子传递效率(ETR)在96h受到显著抑制,而赤潮异湾藻的3个参数在暴露期间均未受到抑制,表明赤潮异湾藻对BDE-47的耐受性强于海水小球藻.各叶绿素荧光参数中, Fv/Fo、φPSII、ETR更适合作为指示海洋环境中BDE-47污染水平的生物标志物.     

遥感信息结合光合特性研究作物光合产量估测模型

从遥感信息参数和植物生理生态参数出发 ,建立了遥感-光合作物产量机理模型(RSPCYM) ,其中包括直接以遥感信息获取吸收光合有效辐射 (APAR),将用以完整表示作物生育期中光合时间的作物光合同化势 (CPAP)引入到遥感-光合作物产量模型中,同时利用遥感信息求算作物光合速率 ,进而建立遥感-光合作物产量模型。将建立的模型用于典型区域的冬小麦作物产量估测研究中 ,表明发展的模型有可比的精度。     

硝普钠对镧胁迫下黑麦草幼苗光合特性及矿质元素吸收的影响

为了探讨一氧化氮(NO)对镧(La)胁迫下牧草生理响应的调节作用,采用水培方法,研究了外源NO供体硝普钠(SNP)对300μmol·L-1LaCl3胁迫下黑麦草幼苗光合特性及矿质元素吸收的影响.结果表明,在La胁迫下,喷施50μmol·L-1SNP显著提高了黑麦草根尖和叶片中NO的含量,叶片光合色素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、气孔限制值(Ls)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭(qP)和地上部K、Ca、Mg、Cu、Fe、Zn、Mn及根系K、Ca、Mg、P、Zn、Fe含量显著提高;叶片胞间CO2浓度(Ci)、非光化学猝灭(NPQ)及地上部La、P和根系Mn含量明显降低.表明NO可通过改善叶片光合活性,维持矿质元素平衡,从而缓解La胁迫对黑麦草光合作用的抑制.     

水华微囊藻对除草剂S-异丙甲草胺胁迫的光合活性响应

随着农业生产的发展,酰胺类除草剂的大量使用造成了一系列环境污染问题.为探究酰胺类除草剂——S-异丙甲草胺对水生生态系统造成的影响,运用浮游植物分类荧光仪(Phyto-PAM),以蓝藻中的水华微囊藻(Microcystis flos-aquae)为受试生物,测定了水华微囊藻在不同ρ(S-异丙甲草胺)胁迫下7 d内光合色素含量及相关叶绿素荧光参数的变化.结果表明:①培养周期内,随ρ(S-异丙甲草胺)的增加水华微囊藻叶绿素a与类胡萝卜素的含量均受到不同程度的抑制.②各S-异丙甲草胺处理组的实际光能转化效率〔Y(Ⅱ)〕在培养后1～5 d均低于对照组,到第7天时均恢复正常水平.③从第3天起,各S-异丙甲草胺处理组最大光能转化效率(F_v/F_m)、半饱和光照强度点(I_k)均高于对照组,并且10、25和50 mg/L S-异丙甲草胺处理组的最大电子传递速率(P_nmax)也高于对照组.④从第5天起,10、25和50 mg/L S-异丙甲草胺处理组的快速光响应曲线均高于对照组.⑤除50 mg/L S-异丙甲草胺处理组的...     

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...     

芦竹和木本植物间种修复重金属污染土壤

通过温室盆栽实验,研究草本植物芦竹与木本植物构树、桑树间种修复重金属污染土壤的潜力.结果表明,重金属污染土壤上芦竹与构树、桑树间种有利于植物的生长,提高植物对污染土壤中重金属的富集能力,并有效改善土壤酶活性.重金属污染土壤上单种芦竹、构树和桑树的叶片光合色素含量随着修复时间的延长呈下降趋势,而芦竹与构树、桑树间种修复270 d后,构树叶片叶绿素a和类胡萝卜素含量,桑树叶片叶绿素b和类胡萝卜素含量均与修复初期(90 d)相比无显著差异;桑树叶片叶绿素a、叶绿素b以及类胡萝卜素含量较单种桑树分别显著(P 0. 05)提高99. 1%、177. 1%和119. 9%,且整株生物量显著(P 0. 05)提高26. 1%.芦竹-构树间种下植物地上部分Pb和Zn总量较单种芦竹分别显著(P 0. 05)提高171%和124%;芦竹-桑树间种下植物地上部分As和Pb总量较单种桑树和芦竹修复分别显著(P 0. 05)提高150%和76. 5%.芦竹与构树、桑树间种修复270 d后,污染土壤中As、Cd、Pb和Zn的赋存形态无明显变化,而且土壤脲酶、酸性磷酸酶和总磷酸酶活性明显优于部分单一植物修复.上述结果表明,芦竹与构树、桑树间种可有效用于重金属污染土壤修复,还可改善污染土壤的环境质量.     

水体氮磷营养负荷对苦草净化能力和光合荧光特性的影响

以沉水植物苦草(Vallisneria natans)为对象,通过室内控制实验,研究营养盐负荷对苦草净化水体氮磷能力的影响;利用水下饱和脉冲荧光仪(Diving-PAM)研究营养盐负荷对苦草光合荧光特性的影响.结果表明,在本实验设置的氮磷浓度范围内(TN≤12 mg·L-1,TP≤1.0 mg·L-1),随营养盐浓度的升高,苦草对水体氮磷的净化能力逐渐增强:在高浓度营养盐组(TN=12 mg·L-1,TP=1.0 mg·L-1),水体氮磷去除率可达95%以上,当铵态氮含量较高时,苦草优先吸收铵态氮;中高浓度营养盐组(TN:8~12 mg·L-1,TP:0.6~1.0 mg·L-1)对苦草叶片Fv/Fm无显著影响;低浓度营养盐组(TN=3 mg·L-1,TP=0.3 mg·L-1)能够提高苦草叶片的Fv/Fm,有利于苦草生长.在本实验条件下,水体氮磷营养盐浓度越高,对苦草叶片的光合活性和光耐受能力抑制作用越明显;随着水体营养盐逐步下降,苦草叶片的光合活性逐渐恢复,捕光能力无明显变化.     

银纳米颗粒对黄菖蒲早期生长和生理特征的影响

N-AgNPs（银纳米颗粒）暴露对湿地植物的生长发育有重要影响,而N-AgNPs对大型湿地植物黄菖蒲（Iris pseudacorus）的影响尚不清楚.选取湿地植物黄菖蒲为受试物种,采用室内土培法分析柠檬酸钠包覆的N-AgNPs对黄菖蒲早期生长和生理特征的影响.结果表明:①不同ρ（N-AgNPs）〔分别为0、5、10、15、20 mg/L,依次记为N0（对照）、N5、N10、N15、N20〕处理和作用时间均会影响黄菖蒲生长和生物量积累.培养初期（0~14 d）,N5、N10处理会抑制黄菖蒲生长,而N15、N20处理会促进黄菖蒲生长;培养后期（14~35 d）,不同ρ（N-AgNPs）处理均抑制黄菖蒲生长.整个培养期内（0~35 d）,N5、N10处理均抑制黄菖蒲地上、地下生物量积累,而N20处理会促进黄菖蒲地上、地下生物量积累.②不同ρ（N-AgNPs）处理均降低了黄菖蒲叶绿素含量,提高了PSⅡ（光系统Ⅱ）反应中心的光能转换效率,降低了光氧化损伤的发生率;N5、N10、N15处理下黄菖蒲叶片PSⅡ功能反应中心的开放度降低、光合电子传递速率（ETR）变慢;N5和N20处理下黄菖蒲叶片光合电子传递活性（qP）增大,而N10和N15处理下光合电子传递活性降低.③各ρ（N-AgNPs）处理均显著降低了黄菖蒲叶片中的丙二醛含量,膜脂过氧化作用减弱;同时,增加了黄菖蒲叶片中w（脯氨酸）,对黄菖蒲产生较强的胁迫.研究显示,随着培养浓度的增加,ρ（N-AgNPs）对黄菖蒲生物量累积的影响由抑制作用变为促进作用;各ρ（N-AgNPs）处理均会降低黄菖蒲的叶绿素含量、增加w（脯氨酸）,对黄菖蒲的生长产生胁迫.      

模拟干旱胁迫对诸葛菜无机碳利用的影响

为研究喀斯特适生植物的碳酸酐酶应对岩溶干旱机制,本实验以诸葛菜为研究对象,以聚乙二醇(polyethyleneglycol,PEG)浓度为控制因子,已知δ13 C值的NaHCO3为无机碳源模拟喀斯特干旱逆境,测定分析不同浓度PEG下诸葛菜叶片的碳酸酐酶活力、稳定碳同位素组成、净光合速率和叶绿素荧光等指标。结果表明,诸葛菜的碳酸酐酶活力在PEG胁迫浓度低于40g·L-1时显著性增高;碳酸氢根离子利用份额随PEG浓度变化不同,10g·L-1时利用份额最多,20g·L-1时诸葛菜的碳酸氢根离子利用份额与对照相比无显著性差异;净光合速率随着PEG浓度的增加而下降,且下降趋势成非线性关系;PEG浓度低于40g·L-1时,荧光参数显示光合系统未受到损坏。适当的渗透逆境胁迫下,诸葛菜表现出高碳酸酐酶活力应对逆境。诸葛菜可凭借碳酸酐酶作用交替利用碳酸氢根离子和大气中的二氧化碳,补充诸葛菜因渗透胁迫造成的水分和二氧化碳的不足,保护光合系统,减缓净光合速率的下降。     

扰动强度对太湖水华微囊藻群体生长和叶绿素荧光的影响

风浪扰动在湖泊和水库中频繁发生,是影响湖泊生态系统的重要因素之一.为了解太湖风浪扰动对水华微囊藻群体生长的影响,并探究其影响机理,利用室内摇床试验,设置不同的扰动强度（0、50、100、200、400 r/min）来模拟太湖风浪扰动,扰动时间为24 h,并测定不同扰动强度下水华微囊藻群体生长和叶绿素荧光参数.结果表明,所有试验组中,100 r/min组的ρ（Chla）、微囊藻数量、F_v/F_m（潜在最大光合效率）、ETR_max（潜在最大光合速率）、I_k（半饱和光强）和α（光能利用效率）增加最快,试验结束时分别为扰动前的3.29、10.75、1.20、2.30、2.21和1.21倍;并且扰动结束后,100 r/min组中3~10细胞群体细胞数量占比由25.80%降至20.70%,显著低于对照组（P < 0.05）,而>10细胞群体细胞数量占比由0增至25.55%,显著高于对照组（P < 0.05）.方差分析表明,试验第7~11天,100 r/min组的ρ（Chla）、水华微囊藻数量、F_v/F_m、ETR_max和α显著高于对照组（P < 0.05）;第1~5天,400 r/min组的ρ（Chla）、ETR_max和I_k显著低于对照组（P < 0.05）.研究显示,适宜的扰动强度（100 r/min）促进水华微囊藻群体生长和光合活性,过高的扰动强度（400 r/min）则抑制水华微囊藻群体生长和光合活性.      

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.