快速失水下5种喀斯特植物离体叶片叶绿素荧光的响应

文章设置饱水及随后失水处理自然生长的5种喀斯特植物叶片,测定其叶绿素荧光参数,分析各植物光合过程的响应特征。结果显示:盐肤木（Rhus chinensis）PSII反应中心活性及电子传递受严重失水影响,而其稳定的光能转化及光化学效率得益于叶绿素浓度的不断增加;构树（Broussonetia papyrifera）和金银花（Lonicera japonica）的叶绿素浓度逐渐升高随后趋于稳定,构树PSII反应中心对失水敏感,其活性及光能转化对随后持续失水逐渐适应。金银花光合结构及PSII反应中心表现稳定;火棘（Pyracantha fortuneana）叶绿素浓度从第4小时开始增加,光合结构趋于稳定,电子传递速率及光能转化逐渐增加;杨梅（Myrica rubra）电子传递速率及光化学效率均较低。      

水网藻附着对亚洲苦草光合特性的影响

运用水下饱和脉冲荧光仪(Diving-PAM)测定附着了水网藻的亚洲苦草(Vallisneria asiatica)叶片的荧光参数和快速光响应曲线.在水网藻主要附着的苦草叶片上部,15 d后Fv/Fm显著下降,光系统(PS)的光化学效率显著降低;附着水网藻的叶片通过热的形式耗散掉的能量极显著增加(P＜0.01),有效荧光产量、光化学淬灭系数和相对光合电子传递速率(rETR)、Chl.a、类胡萝卜素(Car)、Chl.a/Chl.b和Car/Chl.a均显著降低;在快速光响应曲线中,当光照强度高于104 μmol/(m2·s)后,随光照强度的增加,附着水网藻的苦草叶片的rETR显著低于对照,光合作用能力下降;且其饱和光强为248μmol/(m2·s),显著低于对照叶片的685 μmol/(m2·s),表明水网藻附着苦草叶片后导致叶片光响应能力显著下降.     

黄海透光层悬浮半导体矿物组成及其促进微生物胞外电子传递过程初探

在地球上最为活跃的海洋透光层体系中,矿物-微生物交互作用的形式十分丰富。系统采集了黄海近海透光层水体样品,测试分析发现其中分布大量悬浮半导体矿物及微生物群落。通过电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)、环境扫描电子显微镜(ESEM)及配有的EDX能谱仪,从宏观到微区对悬浮颗粒矿物的化学元素组成进行了测试分析,发现其主要矿物组成元素为Si、O、Na、K、Ca、Al等,且含有较高含量的Mn、Fe、Ti等金属元素;通过X射线衍射光谱(XRD)、拉曼光谱(Raman)测试从整体到局部分析悬浮颗粒矿物的物相组成,发现其主要组成矿物为石英、钠长石、方解石、云母和绿泥石等,还有锐钛矿、金红石、板钛矿、针铁矿等铁、钛金属氧化物半导体矿物。通过16S rRNA高通量测序分析海水中主要微生物群落为Proteobacteria、Actinobacteria、Bacteroidetes、Planctomycetes、Woeseia、Fluviicola等,并通过构建双室反应体系对海水微生物与悬浮矿物间氧化还原作用及胞外电子传递过程进行了表征,结果显示增加海水悬浮矿物作为电子受体后,体系开路电压由330. 80 mV提升至426. 59 mV,提升比率达130%,最大输出功率由8. 376 9 mW/m^2提升至12. 096 8 mW/m^2,为原体系的1. 44倍。实验研究表明,海水透光层悬浮矿物能有效参与并促进微生物胞外电子传递过程,为后续深入研究基于电子能量传递利用的半导体矿物-微生物协同作用以及元素循环调控机制奠定初步基础。     

铁细菌利用天然金红石光生电子能量研究

天然金红石和铁氧化细菌在自然界中广泛存在,并且可能分布于同一区域,发生能量的交互作用.本文通过实验探讨了铁细菌利用金红石光生电子的可能性及其机理.研究发现,天然金红石在日光下可以很好地将Fe3 还原成Fe2 ,其速度达101.8 mg/L·24 h-1;而细菌又可以将Fe2 氧化成Fe3 ,从中获得新陈代谢的能量.依靠这种作用,本文通过一种实验装置将金红石的光生电子导出并传递给Fe3 ,然后通过Fe3 /Fe2 的变化将电子传递给细菌,从而实现了细菌对光生电子能量的利用.在96 h内,光催化作用下的细菌浓度可以达到空白样品的100倍,说明光催化作用促进了细菌的生长.     

紫外辐射对菹草(Potamogeton crispus)成株快速光响应曲线的影响

将菹草(Potamogeton crispus)成株置于50、100、150、200μW/cm2剂量的UV-B辐射下,利用调制叶绿素荧光仪测定紫外辐射对菹草成株PSⅡ系统的损伤程度.结果表明:急性辐射初期叶片最大光合速率、耐强光能力、叶片捕光能力均随辐射剂量增大而减少;16 d后,UV-B辐射剂量小于100μW/cm2的实验组,辐射促进其叶片光能利用效率、最大光合速率、耐强光能力,而高于100μW/cm2的实验组,随辐射时间延长,其抑制作用持续,最终高于100μW/cm2剂量组植株均死亡,而低于100μW/cm2剂量组差异不大.结果表明辐射剂量小于100μW/cm2时,UV-B辐射对叶片最大光合速率、耐强光能力、叶片捕光能力的影响较小,而高于100μW/cm2时,UV-B辐射对植株叶片PSⅡ系统构成的损伤,降低了植株叶片的光合作用能力.春末夏初陆上紫外辐射逐渐增加,对菹草伤害程度加剧,因此,紫外辐射可能是促进菹草春末夏初大批衰亡的重要原因.     

不同营养状态下附生藻类对菹草(Potamogeton crispus)叶片光合机能的影响

以沉水植物--菹草为对象,实验室模拟水下弱光(100±10μmole/(m2·s)环境,进行附生藻类(生物控制和无生物控制)和营养(中营养、富营养和超富营养)双因子正交实验,探讨富营养水体附生藻类暴发对沉水植物叶片光合机能的影响.结果表明,水体营养水平提高促使菹草叶片附生藻类大量繁殖,富营养条件(TN:1mg/L;TP:0.1mg/L)下附生藻类在菹草叶片的增殖速率(Chl.a)达到0.16μg/(cm2·d),日本沼虾 耳萝卜螺的生物控制模式能有效控制菹草叶片上附生藻类的生物量.水下原位叶绿素荧光参数观测表明,42 d附生藻类引起菹草叶片光合机能下降,Chl.a密度下降25.2%,caro密度下降20.8%,PSII电子产率降低9.8%,电子传递速率(ETR)下降,光化学淬灭(qP)平均下降超过60%.研究表明,水体营养水平提高促进沉水植物叶片附生藻类增殖,导致菹草光合机能下降,营养盐的作用是间接的.     

淹水对菖蒲萌发及幼苗生长的影响

应用盆栽试验方法,研究了菖蒲在不同淹水深度下的萌发和幼苗生长.试验共设20、40、60、80、100和120 cm等6个处理,处理时间为86 d.结果表明:(1)不同淹水深度对菖蒲萌发和幼苗有不同程度的影响,在持续完全淹水条件下,菖蒲幼苗的萌发率仅为淹水20 cm条件下的1/3,幼苗的平均高度为淹水20 cm条件下的1/3左右;(2)菖蒲幼苗叶片长度、宽度、叶片面积和基茎随淹水深度增加而减小,叶片数量和叶片含水率随淹水深度增加而增大;(3)在试验的27 d、54 d、86 d,各淹水深度植物的根、茎、叶及总生物量都比淹水20 cm有不同程度的降低,并随淹水时间的延长,各淹水深度条件下的生物量差别增大.在不同淹水深度条件下,根、茎和叶生物量增量均表现为茎的最多,叶的次之,根的最少;(4)菖蒲幼苗在水深为100-120 cm的逆境条件下时,叶片细胞膜脂过氧化加剧,细胞质膜透性增加;(5)菖蒲幼苗叶片的叶绿素a、b含量和类胡萝卜素(Car)含量随淹水深度的增加而下降;(6)Fv/Fm、ETR、qP随淹水深度的增加而下降,长时间(54-86 d)完全淹水(水深100-120 cm)对菖蒲幼苗光合系统PSⅡ有显著影响,影响菖蒲幼苗PSⅡ的非循环光合电子传递速率,天线色素吸收的光能用于光化学电子传递的份额减少,参与CO2固定的电子减少;qN在54 d、86 d的都有不同程度的增加,菖蒲叶片PSⅡ系统没有遭到破坏.     

电子传递系统活力测定法及其在海洋生态系统中的应用

本文介绍了ＥＴＳ的概念，ＥＴＳ活力测定法的原理和方法，概述了ＥＴＳ活力在海洋中的时空变化及其影响因子和在海洋生态研究中的应用，最后对该法作简要的评价并提出展望。     

单环刺螠中肠和后肠交替氧化酶对硫化物的应激反应

外源性硫化物可通过抑制或阻断线粒体电子传递经典途径而对生物体产生损伤甚至致死,交替氧化酶(Alternative Oxidase,AOX)是线粒体硫化物氧化电子传递分支途径中的1个关键酶。为了研究硫化物环境中单环刺螠的生存对策,本文利用间接竞争性ELISA和酶活性分析等技术检测了单环刺螠在硫化物应激前后中肠和后肠中AOX的蛋白含量以及活性的变化。结果显示:在未处理的单环刺螠中,后肠的AOX蛋白含量和酶活性均高于中肠。当单环刺螠暴露在硫化物(50和150μmol·L-1)环境中时,2个器官的AOX含量和酶活性水平均随着硫化物浓度的提高和暴露时间的延长而提高,并且150μmol·L-1硫化物处理组的单环刺螠2个器官AOX蛋白含量和酶活性普遍高于相同处理时间下的50μmol·L-1组。结合已报道的单环刺螠硫化物应激下细胞色素c氧化酶活性的变化,提出单环刺螠体内存在线粒体电子传递分支途径;提高组织线粒体中AOX活性是其应对环境硫化物毒性的对策之一。     

不同N水平条件下羊栖菜对阳光辐射的响应

探讨了太阳紫外辐射对两种 N 水平条件下羊栖菜藻体光化学特性的影响及其恢复.结果显示,在高的光辐射下羊栖菜藻体的有效光化学效率和相对电子传递速率急剧下降,两种 N 水平条件下藻体的光化学活性下降趋势一致;在全波长太阳辐射条件 ( 即高的光辐射和紫外辐射同时存在 ) 下它们的下降幅度更大,而 N 加富条件下羊栖菜藻体的相对电子传递速率要高于对照 N 水平下生长的藻体,表明 N 加富的生长条件使得藻体具有更高抵御紫外辐射的能力,这可能是与 N 加富生长条件下的藻体中含有较高含量的紫外吸收物质和类胡萝卜素有关.在低光恢复过程中,全波长辐射处理藻体的有效光化学效率比可见光辐射处理藻体的恢复要慢 ( 分别为 6 h 和 3 h 可恢复到起始水平 );而相对电子传递速率的恢复能力则比有效光化学效率的恢复能力更弱,需要 24 h 或者更长的时间.