梭梭幼苗干物质积累和叶绿素荧光对NaCl胁迫的响应

以生长在荒漠地区的典型植物梭梭(Haloxylon ammodendron)幼苗为实验材料,研究了它在不同浓度NaCl处理后30 d和50 d时的叶绿素荧光参数、地上/地下干物质重量及叶片数量变化特征.结果表明,在NaCl处理后30 d时,随着NaCl浓度的增加.梭梭幼苗地上部分十重、地下部分干重、总十重及叶片数量显著...     

干旱对芦苇幼苗生长和叶绿素荧光的影响

盆栽试验研究了芦苇幼苗在不同土壤含水量条件下的形态结构、生物量动态、质膜透性、叶绿素含量和叶绿素荧光动力学参数.结果表明,芦苇幼苗高度、株高、基径、地上生物量随土壤含水量的减少而递减.芦苇幼苗通过个体变小、叶片数量和面积减少、生长速率减缓等适应性策略来降低蒸腾量,利用有限的可利用水分维持生命活动,达到了植物叶片水分含量与土壤可利用水分的平衡.不同强度干旱均使叶绿素含量降低,叶绿素a/b值随土壤含水量的降低而升高,减少了叶片对光能的捕获,降低光合机构遭受光氧化破坏的风险,是芦苇幼苗适应干旱的一种光保护调节机制.干旱还导致了芦苇叶片细胞膜脂过氧化,细胞质膜透性增加,重度干旱时细胞质膜透性达29.3%.PSII最大量子产量(Fv/Fm)、光化学荧光淬灭系数(qP)、PSII的非循环光合电子传递速率(ETR)下降,芦苇通过非光化学淬灭(qN)的上升保护PSII.     

水杨酸对干旱下烤烟幼苗膜质和叶绿素荧光特性的影响

以烤烟品种龙江911为材料,研究了叶面喷施水杨酸（SA）对干旱胁迫下烤烟幼苗叶绿素含量、叶绿素荧光特性和细胞膜伤害程度的影响。结果表明,干旱胁迫下烤烟幼苗叶片的膜系统受到了伤害,光合作用的原初反应和光能在两个光系统之间的分配发生了改变。叶面喷施0.5 mmol·L-1和1.0 mmol·L-1SA减轻了干旱引起的细胞膜丙二醛的增加,有效地保护了烤烟幼苗叶片的膜系统。同时,0.5 mmol·L-1和1.0 mmol·L-1SA减轻了干旱胁迫下叶绿素的分解,有效缓解干旱对类囊体膜和PSⅡ反应中心的伤害,增强了烤烟幼苗对干旱胁迫的适应能力,其最适宜的浓度为0.5～1.0 mmol·L-1。2.0 mmol·L-1SA对烤烟幼苗有一定的毒害作用。     

NaCl胁迫对甜瓜叶片气体交换和叶绿素荧光特性的影响

以两个变种甜瓜幼苗为材料,在人工控制条件下研究了NaCl胁迫对甜瓜叶片气体交换和叶绿素荧光特性的影响。结果表明,盐胁迫降低了甜瓜叶片光合色素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和PSⅡ最大光化学效率、PSⅡ潜在活性、PSⅡ电子传递量子效率和光化学猝灭系数,使非光化学猝灭系数升高。在≤50 mmol·L-1 NaCl胁迫下,甜瓜叶片光合速率降低主要由气孔因素引起,而在NaCl浓度≥100 mmol·L-1条件下则以非气孔限制因素为主。     

黑麦草幼苗对NaCl和NaHCO3胁迫的光合响应差异

 为了探讨牧草光合功能对盐、碱胁迫的响应差异,采用营养液砂培方法,分别研究了不同浓度（0、50、100、150、200 mmol·L-1）NaCl和NaHCO3胁迫对黑麦草幼苗生长、叶片光合色素含量、气体交换和叶绿素荧光参数、叶绿体Hill反应活力和ATPase活性的影响。结果表明:①随着处理浓度的增加,黑麦草幼苗全株干重、叶片叶绿素和类胡萝卜素含量、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）明显下降。当NaCl浓度小于100 mmol·L-1时,胞间CO2浓度（Ci）显著降低,气孔限制值（Ls）明显增加,随着NaCl浓度进一步增大,Ci显著增加,Ls显著减小;NaHCO3胁迫下Ci随着处理浓度增大而显著增加,Ls则显著减小。但NaHCO3胁迫下各指标下降或增加的幅度大于NaCl胁迫。②随着NaCl和NaHCO3胁迫强度的增大,黑麦草幼苗荧光参数PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）、实际光化学效率（ΦPSⅡ）、光化学淬灭（qP）及叶绿体Hill反应和ATPase活性明显下降,非光化学淬灭（NPQ）显著提高,叶片吸收的光能中用于光化学反应的比例（P）显著减小,天线热耗散的比例（D）显著增大。在相同浓度下,NaHCO3胁迫的各荧光参数及Hill反应和ATPase活性的变幅大于NaCl胁迫,说明NaHCO3胁迫对幼苗的伤害程度大于NaCl胁迫。由此表明,黑麦草对碱的耐性低于盐,这可能与碱的高pH值更多引起光合色素含量下降和光合机构受到严重伤害有关。     

锌胁迫下两种鹿角珊瑚虫黄藻荧光值的变化

以海南三亚鹿回头珊瑚礁区生长的花鹿角珊瑚(Acropora florida)和浪花鹿角珊瑚(Acropora cytherea)为研究对象,通过实验室模拟金属锌的胁迫环境,利用叶绿素荧光仪测试两种珊瑚虫黄藻在不同浓度硫酸锌胁迫下的叶绿素荧光参数。实验结果显示:(1)当珊瑚暴露在相对低浓度锌(105.6μg/L)条件下,枝条较细的浪花鹿角珊瑚的最大光化学产量(Fv/Fm)和最大电子传递速率(rETRmax)快速下降;较粗的花鹿角珊瑚前6天无明显反应,但到第8天时其Fv/Fm和rETRmax亦开始显著下降;(2)当珊瑚暴露在相对高浓度锌(599.4μg/L)条件下时,两种鹿角珊瑚颜色均快速变浅,第2天即大面积露出白色骨骼,Fv/Fm下降到0.3以下,不再对光强产生响应,指示珊瑚已死亡。实验结果揭示了珊瑚虫黄藻光合作用对重金属胁迫的响应过程,表明锌污染对造礁珊瑚虫黄藻光合能力有严重的抑制作用,从而影响到珊瑚生长,高浓度的锌使虫黄藻光合作用快速衰减直至停止,导致珊瑚短时间内死亡。     

利用两种活体荧光技术分析北极微藻对光照变化的响应

采用调制叶绿素荧光技术（脉冲-振幅-调制：Pulse-Amplitude-Modulation,简称为PAM技术）和荧光光谱两种技术研究不同光照下的两种北极微藻（北极异帽藻（Heterocapsa arctica）和红胞藻（Rhodomonas sp.）的荧光特性,发现（1）两种藻在三个不同光照水平下（5 000 lux、15 000 lux、25 000 lux）光合生理变化特征相似：随着光照强度增加,光量子产量越低,光合效率越低;在15 000 lux和25 000 lux两个较强光照条件下,最大光合电子传递速率（rETRmax）没有提高,且捕光能力下降;25 000 lux光照强度下,均处于胁迫状态,但对强光的耐受能力增强;（2）两种藻在15 000 lux条件下Chl a荧光强度最高,25 000 lux条件下的Chl a荧光强度都显著降低,受到不同程度的光损伤;类胡萝卜素和多甲藻素是维持北极异帽藻15 000 lux下种群生存的有效色素;藻胆素和Chl c则分别为维持红胞藻5 000 lux和15 000 lux条件下的种群的生存起了积极作用。     

外源一氧化氮供体对盐胁迫下多裂骆驼蓬幼苗光合作用和叶黄素循环的影响

一氧化氮(NO)是植物体内新发现的一种活性分子。为了探讨外源NO对盐胁迫下荒漠植物光合生理响应的调节作用,以多裂骆驼蓬为试验材料,研究叶面喷施NO供体硝普钠(SNP)预处理对根施NaCl胁迫下叶片光合色素含量、气体交换参数、叶绿体Hill反应活力和ATPase活性、叶绿素荧光参数及叶黄素循环的影响。结果表明:①0.15 mmol·L-1SNP可显著缓解300 mmol·L-1NaCl胁迫下叶绿素a、b和类胡萝卜素含量及净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和气孔限制值(Ls)的下降和细胞间隙CO2浓度(Ci)的升高;②SNP处理减小了NaCl胁迫诱导的叶绿体Hill反应活力和Ca2+-ATPase、Mg2+-ATPase活性的下降幅度;③NaCl胁迫下叶绿体最大荧光(Fm)、PSⅡ潜在光化学效率(Fv/F0)、最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)显著降低,天线热耗散(D)略微下降,初始荧光(F0)和非光化学猝灭系数(NPQ)明显提高。SNP处理使NaCl胁迫下的F0显著降低,Fm、Fv/F0、Fv/Fm、ΦPSⅡ、qP、NPQ和D明显提高;④NaCl胁迫引起叶黄素循环库(V+A+Z)显著降低和脱环氧化状态(A+Z)/(V+A+Z)明显提高,SNP处理使NaCl胁迫下的V+A+Z明显提高,(A+Z)/(V+A+Z)显著下降。由此表明,NO能够缓解盐胁迫下非气孔因素引起的光合速率的下降及光抑制对光合系统的破坏作用,而非光化学效率的提高和天线热耗散的增强可能是NO 保护光合系统并提高光合速率的重要机制之一。     

矿业废弃地先锋植物盐生草在镍、铜处理下抗氧化酶系统的变化

采用温室盆栽法,研究镍(Ni)、铜(Cu)单一处理（0、50、100、200、400 mg·kg-1）对金昌Ni/Cu尾矿库先锋植物盐生草(Halogeton glomeratus)幼苗Ni、Cu积累、膜脂过氧化程度与抗氧化酶系统的影响。结果表明：盐生草幼苗叶片及根部Ni、Cu含量随土壤中Ni、Cu含量的增加而增加,Ni、Cu含量以根部含量为高;叶片及根部丙二醛(MDA)含量随Ni、Cu处理浓度升高显著增加,膜脂过氧化程度加剧;Ni胁迫下盐生草叶片中仅抗坏血酸酶(APX)活性随Ni浓度增加总体呈增加趋势,在对抗Ni胁迫引起的氧化胁迫方面发挥着主要作用,根部超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、APX和谷胱甘肽还原酶(GR)活性随Ni浓度增加呈上升趋势,在减轻Ni胁迫引起的氧化损伤方面起着重要作用;Cu胁迫下盐生草叶片SOD和APX活性较对照有所增强,在减弱Cu胁迫引起的氧化损伤方面发挥着一定作用,根部上述5种抗氧化酶活性随Cu浓度增加总体呈增加趋势,在缓解Cu胁迫引起的氧化损伤方面发挥着重要作用。     

塔干柽柳的叶绿素荧光对沙尘暴天气的响应

 塔干柽柳(Tamarix taklamakanensis)是塔里木沙漠公路防护林主要树种之一,其光合作用和生长受到近年来频发沙尘暴的影响,这直接影响到沙漠公路的安全,为了确定这一影响的程度,利用叶绿素荧光测定仪PAM-2100,于2009年7、8月间,在塔克拉玛干沙漠腹地测定了典型沙尘暴前后塔干柽柳的叶绿素荧光参数的日变化,并计算沙尘暴前后塔干柽柳对光合能量的吸收和耗散比例,以此确定其能量利用策略的变化。结果表明,8月沙漠腹地正常天气下,柽柳以3种形式:Y(Ⅱ),Y(NO)和Y(NPQ)吸收利用散失的能量比例为40%∶20%∶40%,沙尘暴次日3者的比例为65%∶15%∶20%,沙尘暴使得吸收能量的比例增加,提高了吸收利用的光能;利用NPQ机制主动耗散多余能量增加耗散能量的比例,防止光合机构损伤;基本的结构性散失能量的比例稍稍下降,但基本保持稳定。沙尘暴可能造成物理上的破坏,但没有影响其光合机构的健康。降低吸收能量比例、保持较高NPQ机制散失能量以及维持结构性散失能量比例的相对稳定,是塔干柽柳耗散多余光能的重要能量调控手段,是长期适应沙漠腹地环境的结果。     

叶绿素荧光技术在珊瑚礁研究中的应用

珊瑚礁生态系统最基本的生态特征是虫黄藻与珊瑚虫的共生,虫黄藻的光合作用在珊瑚礁生态系统中发挥着重要作用,因此用于测定植物光合作用的叶绿素荧光技术在认识珊瑚礁生态系统中得到越来越广泛的应用。应用方面主要包括:①揭示珊瑚共生藻光生理学原理;②探索珊瑚白化的机制;③监测及预警珊瑚白化事件;④研究珊瑚对污染的响应;⑤监测珊瑚对水体浑浊的响应;⑥探寻珊瑚礁生态模式。叶绿素荧光技术具有快速、灵敏和非破坏性测量等优点,在造礁珊瑚生理生态研究方面将有广阔的应用前景。     

塔里木河下游干旱胁迫下的胡杨叶绿素荧光特性研究

 结合塔里木河下游典型监测断面和地下水位埋深的监测数据,测量了不同地下水位处胡杨的叶绿素荧光参数、水势及土壤含水量,探讨了不同地下水位埋深条件下胡杨的叶绿素荧光特性。结果显示,随着地下水位埋深加大,胡杨受到的干旱胁迫加剧,胡杨叶片光适应下的实际光化学量子产量、电子传输速率和光化学猝灭、相对叶绿素含量普遍下降,且下降幅度随地下水位埋深加大而增加; 非光化学猝灭和调节性能量耗散量子产量随光合有效辐射增大而显著升高; 潜在最大光化学量子产量总体处于适宜状态,表明胡杨在地下水位埋深4~8 m左右时,尚能通过自身能力进行调节,光系统Ⅱ未发生不可逆转的因干旱胁迫造成的损伤。     

低温胁迫下巴旦杏的形态生理变化及抗寒性研究

莎车1号、英吉沙2号和莎车18号是新疆喀什地区巴旦杏的主栽品种。通过测定低温胁迫下细胞膜透性、叶绿素荧光参数的变化,对巴旦杏品种的抗寒性进行了比较研究,并进行了冻害分级。结果表明,随处理温度降低,相对电导率逐渐增加,枝条细胞膜受损程度在加重。引起巴旦杏品种低温伤害的临界温度范围为-24～-27 ℃,3个品种枝条半致死温度（LT50）分别为-24.9 ℃、-29.3 ℃、-27.7 ℃,英吉沙2号的抗寒性较强。随处理温度降低,巴旦杏枝条基础荧光（Fo）值逐渐上升,至某一温度达到峰值后开始下降,光系统（PSⅡ）最大光化学效率（Fv/Fm）值呈明显下降趋势。-24～-27 ℃左右的低温会造成PSⅡ结构的损伤,且品种抗寒性越差,PSⅡ结构受损越明显。综合分析结果表明,供试的3个巴旦杏品种中, 英吉沙2号抗寒性较强,莎车18号次之,莎车1号抗寒性较弱。     

干旱和复水对东北红豆杉叶片叶绿素荧光特性和抗氧化酶活性的影响

以东北红豆杉(Taxus cuspidata)3 a生实生苗和扦插苗为实验材料,研究干旱和复水后实生苗和扦插苗的叶绿素荧光和抗氧化酶活性变化规律,为更好地培育东北红豆杉资源提供理论依据。研究结果表明,实生苗对于干旱适应性强于扦插苗。在干旱处理过程中,随着干旱条件加剧,实生苗和扦插苗初始荧光Fo和非光化学猝灭系数NPQ均表现出升高趋势,扦插苗Fo升幅较快,而实生苗NPQ升幅较大。与实生苗相比,扦插苗的PSⅡ最大量子效率（Fv /Fm）,PSⅡ实际光化学量子效率(ФPSⅡ)和光合电子传递速率(ETR)表现出较大幅度的降低,说明扦插苗对干旱胁迫较敏感。但复水后,实生苗和3 a生扦插苗荧光参数均恢复到正常水平。干旱胁迫条件下,实生苗和扦插苗抗氧化酶SOD、CAT和POD均表现出升高。