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[期刊] 林业科学
[作者]
刘俊祥 于永畅 郎蓬蓬 沈豪 巨关升 孙振元
【目的】皮层光合对CO2的再固定可增加植株的碳收益,在叶片光合受阻时保障植株的生存延续。光合作用决定于叶绿体的结构和功能,研究皮层叶绿体的光化学特性及其结构的特化,可为揭示皮层光合运行、调节的生理和分子机制奠定基础。【方法】以旱柳当年生枝条为材料,在明确枝条中叶绿体的分布及其光化学效率的基础上,解析枝条皮层叶绿体与叶片叶绿体的光化学特性和结构的差异。【结果】旱柳枝条从髓到表皮均有叶绿体分布,皮层组织叶绿体的最大光化学效率最高,显著高于维管组织和髓。枝条皮层叶绿体的叶绿素b与叶绿素a、类胡萝卜素与总叶绿素的比例显著高于叶片叶绿体。枝条皮层叶绿体的PSⅡ激发能分配比例是叶片叶绿体的1.4倍。皮层叶绿体较叶片叶绿体具有较高的长、短轴比例。皮层叶绿体具有完整的亚细胞器结构,其中基粒片层占总片层数的比例、淀粉粒占叶绿体的比例显著高于叶片叶绿体。【结论】皮层组织叶绿体是枝条光合的主要贡献者。皮层叶绿体通过增加受光面积、提高天线色素比例,增加对枝条中有限光能的捕捉;通过提高光保护色素的比例减轻光氧化胁迫;通过增加类囊体的垛叠面积,促进光能向反应中心PSⅡ的传递;通过储藏淀粉,为枝条的非结构性碳水化合物需求提供保障。皮层叶绿体通过对光合色素组成的调整和亚细胞器结构的特化来适应枝条内的理化环境,最大限度地利用枝条中有限的光能。
[期刊] 林业科学
[作者]
刘俊祥 于永畅 郎蓬蓬 孙振元
【目的】研究枝条叶绿体光化学特征的径向异质性和组织特异性,可为确定枝条中不同组织对枝条碳同化的贡献以及揭示叶绿体对枝条异质性光环境的适应机制提供依据。【方法】测定照光和黑暗条件下旱柳无性系当年生枝条的CO_(2 )释放速率,评价枝条光合的碳回收贡献。测定树皮绿色组织、木质部和髓心的光合色素含量、吸光系数、光化学效率、电子传递速率,分析不同组织中叶绿体光化学特征的差异。【结果】饱和光强下旱柳当年生枝条的总光合速率达到1.27μmolCO_2·m~(-2)s~(-1),可将77%呼吸消耗的碳回收固定。在旱柳当年生枝条中,树皮的总叶绿素含量显著高于木质部和髓心,分别是木质部和髓心的15.90和1.83倍。叶绿素b与叶绿素a的比例随径向深度的增加由树皮至髓心呈显著升高的趋势,树皮中的类胡萝卜素含量、类胡萝卜素与叶绿素的比例均显著高于木质部。旱柳当年生枝条不同组织的吸光系数沿径向方向显著降低,树皮绿色组织的最大光化学效率、实际光化学效率和相对电子传递速率显著高于木质部和髓心。【结论】枝条光合可将77%呼吸消耗的碳回收。不同组织的光合色素含量和光化学效率呈现随径向深度增加而显著降低的规律,树皮绿色组织是枝条光合的主要载体。树皮绿色组织具有较强的光保护能力,木质部和髓心通过光合色素比例的调整最大限度地捕捉组织中有限的光能。
关键词：
枝条光合 叶绿素 光化学效率 异质性
[期刊] 林业科学
[作者]
张金尧 刘俊祥 巨关升 韩蕾 孙振元
测定人工气候室中培养的旱柳当年生枝条和完全展开叶片的光合色素含量,并应用蔗糖密度梯度离心法提取枝条皮层和完全展开叶片叶绿体,测定其完整性,比较分析二者光响应特性和叶绿素荧光特性的差异。结果表明:旱柳皮层叶绿素含量约是叶片的10.0%,类胡萝卜素含量约是叶片的13.7%,叶绿素a/b比值小于叶片,叶绿素/类胡萝卜素比值大于叶片;应用蔗糖密度梯度离心法可获得被膜完整率超过80%的离体叶绿体,能够满足叶绿体光合生理特性研究的需要;100,200,300,500,800μmol·m-2s-1光强下,旱柳皮层叶绿体的光合放氧速率均低于叶片,光饱和点出现在300μmol·m-2s-1,最大光合放氧速率为3...
关键词：
旱柳 皮层 叶绿体 光合特性
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
单守明 刘国杰 李绍华 苗鹏飞
以草莓为试材,研究叶面喷施二烷氨基乙醇羧酸酯(DA-6)对叶绿体光化学反应和Rubisco活性的影响。结果表明,处理14 d后,10和20 mg/L DA-6分别使草莓叶片净光合速率提高了7.6%和16.4%,同时还提高了叶绿素含量、叶绿体Hill反应、光合磷酸化活性和Mg2+-ATPase活性,并使Rubisco活性各提高了7.9%和16.9%。40 mg/L的DA-6降低了叶片的光合作用速率、叶绿素含量、叶绿体光化学反应和Rubisco活性。试验结果表明,叶面喷施DA-6能调节草莓叶片叶绿体光化学反应和Rubisco活性,并同时影响叶片的净光合作用速率。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
刘文娟 常丽娟 岳丽杰 宋君 张富丽 王东 吴佳蔚 郭灵安 雷绍荣
【目的】光系统Ⅱ的非光化学叶绿素荧光淬灭是高等植物响应环境变化最快速的光保护机制,玉米具备叶肉和维管束鞘2种叶绿体结构,本研究通过比较2个玉米品种的光合耐旱能力,探究维管束鞘叶绿体的非光化学淬灭对玉米耐旱性的意义。【方法】以成单30和仲玉3号2个玉米品种为研究材料,设置土壤相对含水量为70%—80%田间持水量(FWC)(充足浇水,对照)、50%—60%FWC(中度干旱胁迫)和35%—45%FWC(重度干旱胁迫)3个土壤水分梯度处理。测定玉米叶片的水分状况、叶绿素含量、活性氧积累、质膜透性和气体交换等参数;应用叶绿素荧光动力学显微成像观测,比较玉米叶肉和维管束鞘叶绿体的叶绿素荧光参数Fv/Fm和NPQ;通过免疫印迹法,分析玉米叶肉和维管束鞘细胞光系统Ⅱ亚基S(PsbS)稳态水平的变化差异;采用蓝-绿胶温和电泳分离,检测玉米光系统Ⅱ蛋白复合体的水平。【结果】干旱胁迫导致叶片气孔导度和蒸腾速率下降,2个玉米品种间没有明显差异。但成单30在重度干旱下表现出更好的水分状况、更低的活性氧损伤以及更高的光合速率。玉米叶肉和维管束鞘叶绿体的NPQ水平及PsbS蛋白含量受干旱诱导明显上升,维管束鞘中的上升更显著,成单30表现尤为突出。不同于仲玉3号光系统Ⅱ蛋白复合体水平的下降,重度干旱胁迫后,成单30的捕光蛋白三聚体水平在叶肉和维管束鞘细胞中均有所升高。【结论】2个玉米品种的光合机构对干旱胁迫的气孔响应能力相当,但相较仲玉3号,成单30的维管束鞘叶绿体具备更优越的非光化学淬灭能力,这对其更强的非气孔限制的光合耐旱性具有积极意义。
[期刊] 林业科学
[作者]
史胜青 袁玉欣 杨敏生 梁海永 张金香
The changes of photochemical quenching(q P) and non-photochemical quenching(q N)of chlorophyll a fluorescence in leaves of four tree seedlings (Gleditsia sinensis,Juglans regia, Diospyros kaki and Diospyros lotus) were different between two different water stress ways:detached drought treatment an...
关键词：
水分胁迫 光化学淬灭 非光化学淬灭 苗木
[期刊] 华北农学报
[作者]
王赞 李源 高洪文 刘贵波 柳斌辉 裴玉红
室内盆栽控水条件下,对苗期4份鸭茅种质光合生理特性和叶绿体的超微结构进行了研究。结果表明,供试材料的净光合速率、蒸腾作用日变化均为"双峰"曲线,有明显的光合"午休"现象。随着水分胁迫程度的加强,4份鸭茅种质的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度及叶绿素含量均有较大幅度的降低,供试材料ZXY04P-201下降的速度慢、幅度小,而ZXY04 P-239下降速度快、幅度大。电镜超微结构观察显示:叶绿体超微结构受损,片层数减少,基粒片层解体。同时研究表明,轻度水分胁迫下,气孔限制是4份鸭茅光合作用降低的主要因素,中度及重度胁迫下净光合速率降低主要是非气孔限制起着主要作用。
关键词：
鸭茅 干旱 光合特性 超微结构
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
路东晔 张磊 张国盛 郝蕾
【目的】获取杨柳科叶绿体基因组的结构及序列特征,揭示杨柳科植物的系统发育关系。【方法】利用Excel和本地Blast,分析统计杨柳科已公布的23种植物叶绿体基因组大小、结构组成、基因数量、排列顺序及内含子等信息;同时基于55个共有单拷贝蛋白编码基因,采用NJ法进行系统发育分析。【结果】杨柳科23种植物叶绿体基因组大小在155～159 kb,主要由大单拷贝区(LSC)长度差异引起。各物种基因排列顺序基本一致,均为2个IRs和2个SCs的典型四元组合结构,4个边界主要位于rpl22、ycf1、rps19基因处。psbZ、ycf15、lhbA、infA、trnK、trnG、trnL、trnV、trnI、trnA等基因存在缺失现象,引起基因数量差异。内含子在细胞色素复合物(petB)基因、RNA聚合酶(rpoC2)基因和核糖体蛋白(rpl2)基因等内发生结构变异,引起基因长度差异。系统进化分析结果表明,杨树聚类为4个高支持率进化支,钻天柳等7种柳树分为2个进化支。【结论】叶绿体基因组支持杨属、柳属独立进化,为杨柳科系统分类和系统发育提供了分子证据。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
原一荃 薛力铭 李秀珍
2018年7月大潮期间于崇明东滩典型潮沟采集表层水体测定溶解有机碳（DOC）浓度、有色溶解有机质（CDOM）紫外-可见光吸收特性和三维荧光光谱特性，结合平行因子分析与统计分析，探讨涨落潮期间盐沼湿地水体溶解有机质来源、组成及影响因素。结果表明，潮汐过程中355 nm处的紫外吸收系数a（355）与DOC浓度表现出显著相关性，一定程度上可表征DOC浓度与行为；表征芳香性的光谱斜率Sg及比紫外吸光度SUVA254均表明盐沼水体芳香性强于河口水体，暗示了陆源输入的重要作用。CDOM的三维荧光光谱揭示了其中含有陆源类腐殖质、类蛋白及海源类腐殖质，且均与潮汐变化显著相关，其中来源于陆地高等植被的C2成分与潮汐高度变化一致。受河口水域潮汐作用影响，采样水体荧光指数（FI）1.19～1.40,腐殖化指数（HIX）1.71～2.75,生物源指数（BIX）<1,水体中溶解有机质多为陆源输入，但腐殖化程度相对较低。综合主成分分析结果与荧光特征分析可知，来自高等植物或土壤有机物的陆源有机质在CDOM来源上占主导地位。盐沼溶解有机质受局地再悬浮、孔隙水释放及潮汐横向输运的共同作用，成分复杂多变，后续需拓展时间与空间对比，以探明CDOM的产生、消亡与运动轨迹。
[期刊] 林业科学
[作者]
谷加存 赵妍丽 王文娜 王韶仲 王政权
采用植物解剖学和通径分析方法研究皮层和中柱对水曲柳和落叶松人工林根系前2级根(最末端的根尖为1级根)直径变异的影响。结果表明:1)根直径、皮层厚度和中柱直径具有明显的季节变化,三者具有相同的变化规律;2)随着皮层厚度或中柱直径的增加,根直径显著增加,皮层厚度可以解释直径变异的85%~95%,中柱直径可以解释直径差异的92%~97%,表明皮层和中柱均对直径变异有重要的影响;3)通径分析结果显示,水曲柳根直径变异和季节变化主要是皮层变化起直接作用,中柱仅起间接作用;而落叶松则是皮层起间接作用,中柱起直接作用。研究结果为认识木本植物吸收根种内直径变异的机制提供重要基础。
关键词：
根序 根直径 人工林 通径分析 细根
[期刊] 中国农业科学
[作者]
张子山 杨程 高辉远 李耕 刘鹏
【目的】阐明玉米叶片衰老过程中叶片叶绿素降解与光合作用光反应活性的关系,为选育长效光合持续期的作物品种提供理论基础。【方法】本研究使用保绿型玉米品种"齐319"(Q319)和早衰型玉米品种"黄早4"(HZ4)为材料,在严格控制环境因素的条件下,用乙烯利诱导离体叶片衰老,通过快速叶绿素荧光诱导动力学曲线分析(OJIP test)和820 nm光吸收曲线技术,研究衰老过程中叶片叶绿素含量、光合速率、光系统1(PSI)和光系统2(PSII)光化学活性的变化,并分析光化学活性下降与叶绿素降解的关系。【结果】在衰老过程中,与保绿品种相比,早衰品种HZ4叶片的光能吸收能力、能量的转化效率以及PSI和PSI...
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
王争贤 格日乐 崔天民 郝需婷 张永亮 斯琴
以内蒙古干旱半干旱沙区固沙先锋树种沙柳(Salix psammophila)枝条为对象,研究其冬季休眠期抗拉、抗剪与抗弯力学特性,分析枝条长度、直径及其化学组分等对其力学特性的影响,为丰富植物固沙能力的评估指标体系,也为沙柳平茬机具的研制提供生物力学依据。结果显示:在测试径级0.5～2.5mm时,沙柳枝条的极限抗拉力为14.05～52.02N、抗剪力为16.26～80.04N、抗弯力为1.02～3.54N,均随着直径的增大而增大,应力直径递增函数不同;极限抗拉强度为8.96～66.19 MPa、抗剪强度为8.04～39.87 MPa、抗弯强度为1 566.46～46.71MPa,均随直径的增大而减小,应力强度-直径递减函数不同。表明直径是影响枝条力学特性的重要影响因子。随着枝条长度的增长,其抗弯强度呈增大的趋势,而抗拉强度和抗剪强度无明显的变化规律;沙柳枝条极限抗拉力均值36.19±3.29N>抗剪力均值50.04±4.54N,枝条极限抗拉强度均值31.01±2.81 MPa>抗剪强度均值16.98±1.54MPa,说明枝条易破坏外力类型为剪切力。沙柳枝条抗拉强度、剪切强度和抗弯强度与纤维素、半纤维素含量呈显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)正相关,与木质素含量呈显著正相关(P<0.05)。试验结果表明影响枝条抗拉、抗剪和抗弯强度的因素中纤维素和半纤维素起主要作用,其次是木质素含量。
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
唐前瑞
为探讨红木叶色变化与叶绿体超微结构的关系,对不同叶色时期红木及木叶绿体超微结构进行了比较.结果表明,与木相比,红木叶绿体体积减小,数量有所增多,基粒片层垛叠疏松.不同叶色时期,红木叶绿体超微结构发生变化.转绿期间,叶绿体数量减少,体积有所增大,比基粒片层数相应减少.
关键词：
红木 木 叶绿体 超微结构
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
莫伟平 严婷婷 崔春梅 王博茜 邢思年 贾文锁 刘国杰
以3年生自根‘巨峰’(Vitis vinifera‘Kyoho’)葡萄为试验材料,利用FMS-2荧光仪测定葡萄叶片的荧光指标,探讨干旱对葡萄叶片PSⅡ光化学效率以及光能分配的影响。结果表明,控水第1天,叶片过剩光能(Ex)便显著高于对照;控水第2天,叶片吸收的光能中应用于天线热耗散的份额(D)、非光化学猝灭(NPQ)显著高于对照,而用于光化学反应的份额(P)显著低于对照;控水第3天,叶片的天线转化效率(F′v/F′m)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)显著低于对照,激发能在2个光系统间的分配不平衡性(β/α-1)显著提高;控水第4天叶片的光化学猝灭系数(qP)显著低于对照;最大光化学效率(Fv/Fm...
关键词：
葡萄 干旱 光化学效率 光能分配
[期刊] 林业科学
[作者]
李师宇 于颖 范文义
【目的】对帽儿山地区主要树种的实测光谱与植被光能利用率进行统计分析,从光化学植被指数定义出发,修正PRI指数,进而得到阳生叶PRI与LUE之间较稳定的定量关系,为碳循环模型准确估计植被初级生产力(GPP)和净初级生产力(NPP)提供基础。【方法】数据采集时间为2016年8月,测量时间为10:00—15:00。LUE测定采用Li-Cor6400光合仪,叶片反射率是通过SVC HR-1024i在实验室测量获得。对实测PRI指数与LUE分针阔树种进行相关性分析和回归分析;对多波段反射率与LUE进行逐步回归分析,提取与LUE高相关性波段,重新组合形成新的PRI指数;分针阔树种建立修正后PRI指数与LUE回归关系。【结果】1)传统PRI指数与LUE相关性分析:针阔树种阳生叶PRI与LUE的pearson相关系数为0.234(P=0.079);阔叶仅为0.121(P=0.389),相关性低;针叶相对较好为0.467(P=0.174),对针叶进一步进行回归拟合,其R2较低(R2=0.218 2;P=0.174),传统PRI指数在此次研究中适用性较差。2)对多个波段反射率逐步回归分析,筛选后得到5个波段反射率组成的多元回归模型,其相关性有所提高(R2=0.402 2,P=0.04);波段518 nm处反射率对LUE的贡献率最大,偏回归平方和R2=0.133 4。基于传统PRI定义,对PRI指数进行修正,用518 nm反射率替换531 nm处反射率,用修正PRI指数与LUE建立新的一元回归模型。3)用修正PRI指数与LUE分树种分别建立一元回归模型,其回归结果:对于针阔树种阳生叶叶片两者之间R2为0.496 9(P
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