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高温干旱复合胁迫抑制夏玉米光系统Ⅱ性能降低籽粒产量
1
作者 郭娅 任昊 +4 位作者 王洪章 张吉旺 赵斌 任佰朝 刘鹏 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第21期4205-4220,共16页
【目的】探究高温干旱复合胁迫降低玉米光合作用的深层次原因,为缓解高温干旱复合胁迫提供理论依据。【方法】选用登海605为试验材料,设置2个温度水平,分别为正常温度对照(昼(8:00-18:00)/夜(18:00-次日8:00)为30℃/22℃)和高温处理(昼... 【目的】探究高温干旱复合胁迫降低玉米光合作用的深层次原因,为缓解高温干旱复合胁迫提供理论依据。【方法】选用登海605为试验材料,设置2个温度水平,分别为正常温度对照(昼(8:00-18:00)/夜(18:00-次日8:00)为30℃/22℃)和高温处理(昼/夜温度为38℃/28℃);2种水分条件,分别为正常供水对照(土壤含水量为田间持水量的70%-80%)和干旱处理(土壤含水量设置为田间持水量的50%-60%)。试验共4个处理,分别为对照(CK)、高温胁迫(H)、干旱胁迫(D)、高温干旱复合胁迫(HD),于开花期(VT)开始处理,分析不同胁迫处理下叶片气体交换参数、PSⅡ性能、光合关键酶活性、植株干物质积累及籽粒产量的变化。【结果】高温、干旱及复合胁迫均导致叶片叶绿素荧光参数FK占振幅F_(0)-F_(J)的比例(WK)、F_(J)占振幅F_(0)-FP的比例(V_(J))升高,损伤PSⅡ供体侧与受体侧,与对照相比,PSⅡ最大光化学效率(φ_(P0))、捕获的激子将电子传递到电子传递链中超过Q_(A)的其他电子受体的概率(Ψ_(0))、用于电子传递的量子产额(φ_(E0))、用于热耗散的量子比率(φ_(D_(0)))、用于还原PSⅠ受体侧末端电子受体的量子产额(φ_(R0))、以吸收光能为基础的性能指数(PIABS)显著降低,抑制光能的吸收与传递;单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)、捕获的用于还原Q_(A)的能量(TR_(0)/RC)及耗散的能量(DI_(0)/RC)显著增加,而用于电子传递的能量(ET_(0)/RC)显著降低,影响反应中心能量分配,降低PSⅡ活性反应中心数目,抑制PSⅡ性能。其中复合胁迫通过损伤供体侧和受体侧及活性反应中心加剧对PSⅡ性能的抑制。同时1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(Rubisco)和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)活性降低,抑制光合碳同化。高温、干旱及复合胁迫通过降低PSⅡ性能及光合关键酶活性来降低净光合速率,与对照相比,VT+5 d净光合速率分别降低14.6%、31.4%、39.9%。光合速率降低抑制干物质积累及其向籽粒的转运,高温、干旱及复合胁迫下籽粒产量分别较对照降低80.3%、27.1%、84.0%。【结论】高温干旱复合胁迫主要通过抑制叶片PSⅡ性能来降低净光合速率,阻碍干物质积累,降低籽粒产量。复合胁迫对PSⅡ性能及籽粒产量的影响大于高温、干旱单一胁迫。 展开更多
关键词 高温干旱复合胁迫 净光合速率 光系统ⅱ 光合酶 籽粒产量 夏玉米
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连作对平邑甜茶幼苗叶片光系统Ⅱ、活性氧及抗氧化酶活性的影响 被引量：2
2
作者 吕毅 《中国果树》 北大核心 2023年第3期12-17,共6页
以盆栽平邑甜茶(Malus hupehensis)幼苗为试材,探讨连作对叶片光系统功能的伤害机制及对活性氧含量、抗氧化酶活性的影响。结果表明,连作条件下,平邑甜茶幼苗生物量减少,叶片净光合速率降低,PSⅡ受到损伤,其响应机制是:PSⅡ供体侧放氧... 以盆栽平邑甜茶(Malus hupehensis)幼苗为试材,探讨连作对叶片光系统功能的伤害机制及对活性氧含量、抗氧化酶活性的影响。结果表明,连作条件下,平邑甜茶幼苗生物量减少,叶片净光合速率降低,PSⅡ受到损伤,其响应机制是:PSⅡ供体侧放氧复合体受到损伤,QA被过度还原,光合电子传递链中的QA-大量积累,PSⅡ反应中心和受体侧均受到显著性伤害,受体侧由QA向QB的传递受阻,电子传递链受到损害,大量能量积累导致光能过剩及活性氧浓度上升,对光系统造成氧化破坏,抑制光合作用。同时,以吸收光能为基础的性能指数降低,实际光化学效率减弱,PSⅡ激发能分配方式发生改变,植株叶片通过增加热耗散等消耗过多激发能来适应连作带来的胁迫环境。连作条件下,平邑甜茶幼苗叶片抗氧化酶系统与活性氧之间动态平衡被打破,加剧了脂膜过氧化程度,加重了对叶片的伤害。 展开更多
关键词 连作 平邑甜茶 幼苗 光系统ⅱ 活性氧 抗氧化酶
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植物光系统Ⅱ(PSⅡ)应答非生物胁迫机理研究进展
3
作者 程爽 ULAANDUU Namuun +5 位作者 李卓琳 胡海玲 邓晓霞 李月明 王竞红 蔺吉祥 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期33-42,共10页
植物生长过程受到一系列以环境因子(温度、干旱、盐和重金属等)为代表的非生物胁迫影响,进而阻碍以物质转化与能量代谢等为主要特征的光合进程。光系统Ⅱ(PSⅡ)是位于类囊体膜上的多亚基色素-蛋白质复合物,通过捕获光能完成水的光解和... 植物生长过程受到一系列以环境因子(温度、干旱、盐和重金属等)为代表的非生物胁迫影响,进而阻碍以物质转化与能量代谢等为主要特征的光合进程。光系统Ⅱ(PSⅡ)是位于类囊体膜上的多亚基色素-蛋白质复合物,通过捕获光能完成水的光解和质体醌的还原,对植物生长发育尤为重要。一般来说,非生物胁迫会抑制PSⅡ的活性、影响PSⅡ的结构、阻碍电子传递和能量转换,而PSⅡ作为光合作用中最易受影响的部分,近年来与环境因子之间的关系备受关注。基于此,本文对主要非生物胁迫如温度、干旱、盐,以及重金属下植物PSⅡ的生理应答研究进行了归纳,并基于叶绿素荧光技术从PSⅡ的结构与功能、电子传递过程、光抑制与光保护等方面进行了综述。并对现有研究的不足提出了展望,为今后深入研究非生物胁迫下植物PSⅡ响应逆境胁迫过程中的生理与分子机制提供理论基础。 展开更多
关键词 非生物胁迫 光系统ⅱ(PSⅱ) 叶绿素荧光技术 光合电子传递 光抑制
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用于植物光系统Ⅱ蛋白酶检测的活性染色方法 被引量：4
4
作者 周昊 杜林方 朱晓峰 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2002年第4期651-654,共4页
采用分离胶中加入 0 2 5 %明胶作为底物的SDS 聚丙烯酰胺凝胶电泳 ,对光系统Ⅱ颗粒及其 1mol/LNaCl抽提液中存在的蛋白酶进行了分离、活性检测和部分性质分析 .在PSⅡ颗粒的 1mol/LNaCl抽提液中检测到有6条酶带存在 ,分子质量分别为 34... 采用分离胶中加入 0 2 5 %明胶作为底物的SDS 聚丙烯酰胺凝胶电泳 ,对光系统Ⅱ颗粒及其 1mol/LNaCl抽提液中存在的蛋白酶进行了分离、活性检测和部分性质分析 .在PSⅡ颗粒的 1mol/LNaCl抽提液中检测到有6条酶带存在 ,分子质量分别为 34、 37、 5 0、 5 4、 5 8和 6 8ku .初步分析了还原剂、离子强度等对蛋白酶活性的影响 .此方法分离与检测同步 ,具有灵敏度高、方便等优点 . 展开更多
关键词 植物光系统ⅱ 蛋白酶 检测 活性染色方法 光系统ⅱ颗粒 原位染色 明胶
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盐胁迫条件下甜高粱幼苗的光合特性及光系统Ⅱ功能调节 被引量：99
5
作者 葛江丽 石雷 +4 位作者 谷卫彬 唐宇丹 张金政 姜闯道 任大明 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1272-1278,共7页
通过气体交换和叶绿素荧光猝灭动力学研究了盐胁迫对甜高粱幼苗碳同化能力和光系统Ⅱ光化学效率的影响。结果表明,50和100mmolL-1的盐(NaCl)处理对叶绿素含量、相对含水量和膜质过氧化程度影响很小;200mmolL-1NaCl处理导致叶绿素含量和... 通过气体交换和叶绿素荧光猝灭动力学研究了盐胁迫对甜高粱幼苗碳同化能力和光系统Ⅱ光化学效率的影响。结果表明,50和100mmolL-1的盐(NaCl)处理对叶绿素含量、相对含水量和膜质过氧化程度影响很小;200mmolL-1NaCl处理导致叶绿素含量和相对含水量明显下降、膜质过氧化程度增加。50mmolL-1NaCl处理未影响甜高粱幼苗的净光合速率;NaCl浓度大于50mmolL-1时,净光合速率开始迅速降低;同时,气孔限制值(Ls)也减小;而且,光合能力的下降未能通过增加CO2浓度得以恢复。甜高粱幼苗的初始荧光(Fo)、最大荧光产量(Fm)和最大光化学效率(Fv/Fm)只在200mmolL-1NaCl处理时有较大程度的下降。此外,50mmolL-1NaCl胁迫也没有影响甜高粱幼苗的荧光猝灭动力学参数;当NaCl浓度大于50mmolL-1时,光系统Ⅱ开放反应中心转化效率(F′v/F′m),光化学猝灭系数(qP)和光系统Ⅱ实际光化学效率(ΦPSⅡ)开始下降,而非光化学猝灭(NPQ)提高。因此认为,盐胁迫导致的碳同化能力的降低属于非气孔限制;碳同化能力的降低改变了甜高粱光系统Ⅱ的激发能利用和分配。100mmolL-1盐胁迫条件下,甜高粱幼苗主要通过增加热耗散来消耗过多的激发能,而200mmolL-1盐胁迫条件下通过减少光能吸收和增加热耗散来维持光能捕获和利用的平衡。 展开更多
关键词 盐胁迫 光合作用 光系统ⅱ 甜高粱
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茄子光系统Ⅱ的热胁迫特性 被引量：46
6
作者 王梅 高志奎 +3 位作者 黄瑞虹 王惠英 张文丽 高荣孚 《应用生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期63-68,共6页
以耐热性较弱的黑贝一号圆茄和耐热性较强的黑贝二号圆茄为试材,热胁迫处理后采用植物效率仪PEA进行快速叶绿素荧光诱导曲线及其参数测定.结果表明:当温度高于40℃,PSⅡ结构受热胁迫影响较为敏感,表现为初始荧光Fo缓慢上升;PSⅡ原初光... 以耐热性较弱的黑贝一号圆茄和耐热性较强的黑贝二号圆茄为试材,热胁迫处理后采用植物效率仪PEA进行快速叶绿素荧光诱导曲线及其参数测定.结果表明:当温度高于40℃,PSⅡ结构受热胁迫影响较为敏感,表现为初始荧光Fo缓慢上升;PSⅡ原初光化学效率Fv/Fm和ΔF/Fm′大幅度下降,且黑贝二号Fv/Fm的半衰时间T50和ΔF/Fm′的半衰温度t50分别大于黑贝一号.较高的热胁迫剂量(48℃处理5min或44℃处理20～30min)下,快速荧光诱导动力学曲线呈现OKJIP型,在700μs处出现与放氧复合体失活有关的K相.黑贝一号在44℃下处理20min才有K相出现,黑贝二号则晚10min出现.与35℃相比,在48℃,特别是在52℃的较高剂量热胁迫下,Strasser能量流动模型参数中的DIo/RC有大幅度地增加,体现了热耗散对PSⅡ的较强保护能力.随着热胁迫温度的升高和热胁迫时间的延长,两品种的无活性中心Fvi/Fv显著增加. 展开更多
关键词 热胁迫 叶绿素荧光参数 光系统ⅱ 茄子
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高温胁迫对柑橘光合速率和光系统Ⅱ活性的影响 被引量：96
7
作者 郭延平 周慧芬 +1 位作者 曾光辉 张良诚 《应用生态学报》 CAS CSCD 2003年第6期867-870,共4页
用红外CO2 分析仪和叶绿素荧光仪测定了温州蜜柑和脐橙叶片的净光合速率 (Pn)、初始荧光(Fo)、最大光能转换效率 (Fv/Fm)及电子传递速率 (ETR) .结果表明 ,与常温 (2 5℃ )相比 ,高温胁迫 (38～ 4 0℃ )使温州蜜柑和脐橙叶片的Pn、Fv/Fm... 用红外CO2 分析仪和叶绿素荧光仪测定了温州蜜柑和脐橙叶片的净光合速率 (Pn)、初始荧光(Fo)、最大光能转换效率 (Fv/Fm)及电子传递速率 (ETR) .结果表明 ,与常温 (2 5℃ )相比 ,高温胁迫 (38～ 4 0℃ )使温州蜜柑和脐橙叶片的Pn、Fv/Fm及ETR下降 ,Fo升高 .胁迫 2 5d后温州蜜柑和脐橙叶片的Pn分别下降 5 5 .6 %和 39.8% ,Fv/Fm下降 2 2 .0 %和 6 .7% ,ETR下降 5 5 .0 %和 4 1.5 % ,Fo分别上升了 113.8%和 14 .9% .柑橘经高温胁迫后 ,在 2 5℃下处理 10d ,叶片的Pn、Fv/Fm、Fo及ETR恢复明显 .这些结果说明柑橘的光合速率下降与PSⅡ反应中心失活有关 . 展开更多
关键词 柑橘 高温胁迫 光合作用 光系统ⅱ
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不同温度/光照组合对‘赤霞珠’葡萄叶片光系统Ⅱ功能的影响 被引量：48
8
作者 孙永江 付艳东 +1 位作者 杜远鹏 翟衡 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1191-1200,共10页
【目的】探讨温度与光照交叉处理对‘赤霞珠’葡萄叶片光系统功能的伤害机制。【方法】以一年生‘赤霞珠’为试材,设置不同温度(28、34、37、40℃)与光强(800、1600μmol.m-2.s-1)组合,测定叶片气体交换和叶绿素荧光参数,分析不同温度... 【目的】探讨温度与光照交叉处理对‘赤霞珠’葡萄叶片光系统功能的伤害机制。【方法】以一年生‘赤霞珠’为试材,设置不同温度(28、34、37、40℃)与光强(800、1600μmol.m-2.s-1)组合,测定叶片气体交换和叶绿素荧光参数,分析不同温度和光强处理对葡萄叶片PSⅡ活性的影响。【结果】无论高光强还是适宜光强下,随着处理温度升高,叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、PSⅡ的实际光化学效率(ΦPSⅡ)、电子传递速率(ETR)、光合性能指数(PIABS)、捕获光能用于QA以后的电子传递的概率(ΨEo)、单位面积有活性反应中心的数量(RC/CS)均呈下降趋势;PSⅡ激发压(1-qP)、非光化学淬灭系数(NPQ)、相对荧光曲线的初始斜率(Mo)呈现上升趋势;在适宜光强条件下,28—34℃内,叶片PSⅡ的RC/CS以及受体侧未发生显著变化,Pn的下降主要是由于气孔限制引起的,温度达到和超过37℃时,PSⅡ反应中心和受体侧开始出现伤害,叶黄素循环在植物光破坏防御过程中作用增加;在高光照条件下,高光强/28℃时的Pn已降至适光/34℃时的水平,PIABS已低于适光/40℃时的水平,适宜温度范围内(28—34℃),PSⅡ电子受体侧已受到伤害,温度超过37℃时,反应中心和电子受体侧出现更加严重的伤害,叶黄素循环受到抑制,最大光化学效率明显降低。【结论】适宜光强时,温度达到或超过37℃时,PSⅡ受到伤害,发生较严重的光抑制;强光胁迫在28℃时对PSⅡ功能造成伤害,随着温度的升高,伤害显著加剧,说明强光胁迫比高温胁迫更易造成PSⅡ功能的伤害。 展开更多
关键词 葡萄 高温 强光 气体交换和叶绿素荧光参数 光系统ⅱ
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水杨酸对高温强光胁迫下小麦叶绿体D1蛋白磷酸化及光系统Ⅱ功能的影响 被引量：24
9
作者 马培芳 李利红 +3 位作者 杨亚军 赵会杰 付晓记 张超男 《应用生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第12期2632-2636,共5页
为了研究水杨酸(SA)对高温强光胁迫下小麦叶片类囊体膜D1蛋白磷酸化和PSⅡ功能的影响,用0.5mmol.L-1SA溶液预处理灌浆期小麦叶片,以水预处理为对照,然后将预处理植株进行高温强光(35℃,1600μmol.m-2.s-1)处理,测定胁迫处理过程中小麦... 为了研究水杨酸(SA)对高温强光胁迫下小麦叶片类囊体膜D1蛋白磷酸化和PSⅡ功能的影响,用0.5mmol.L-1SA溶液预处理灌浆期小麦叶片,以水预处理为对照,然后将预处理植株进行高温强光(35℃,1600μmol.m-2.s-1)处理,测定胁迫处理过程中小麦旗叶光合电子传递速率、净光合速率、叶绿素荧光参数及D1蛋白的变化.结果表明:SA预处理有效抑制了高温强光下D1蛋白的净降解,保持了较高的D1蛋白磷酸化水平、全链电子传递速率和PSⅡ电子传递速率,维持了较高的PSⅡ原初光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ФPSⅡ)、光化学淬灭系数(qP)和净光合速率(Pn).表明外源SA通过调节小麦叶绿体D1蛋白的周转,减轻了高温强光胁迫对叶片光合机构的损伤,有利于PSⅡ的正常运转. 展开更多
关键词 水杨酸 小麦 高温强光胁迫 D 蛋白磷酸化 光系统ⅱ功能
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温度对银杏光系统Ⅱ光抑制的影响 被引量：12
10
作者 任士福 王梅 +2 位作者 高志奎 史保胜 戈晓立 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期28-34,共7页
以银杏叶片为试材,在不同温度下采用连续激发式植物效率仪PEA测试强光照射对快速叶绿素荧光诱导动力学参数的影响,利用CIRAS-2型便携式光合系统进行光合光转化效率LCE的光强响应测试。结果表明:银杏光抑制不仅呈现光强剂量效应,而且呈... 以银杏叶片为试材,在不同温度下采用连续激发式植物效率仪PEA测试强光照射对快速叶绿素荧光诱导动力学参数的影响,利用CIRAS-2型便携式光合系统进行光合光转化效率LCE的光强响应测试。结果表明:银杏光抑制不仅呈现光强剂量效应,而且呈现温度剂量效应。当光强超过约1000μmol·m-2s-1时银杏LCE最低,为较严重的光抑制过程。在25℃常温下超过1000μmol·m-2s-1光强照射20min时银杏Fv/Fm下降加快;15℃以下低温和35℃以上高温均会使Fv/Fm进一步降低;而且热胁迫比冷胁迫的光抑制程度更大,因为25～45℃下Fv/Fm的直线回归斜率/kheat/比5～20℃的/kchilling/增大了15.4%。5～10℃的低温强光引起银杏叶片热耗散DIo/RC略微增加,而35℃以上高温强光会导致热耗散DIo/RC剧增。冷胁迫会降低PSⅡ反应中心数目,但是热胁迫会使之降低更多。冷热胁迫下强光引起的光抑制(Fv/Fm)与PSⅡ反应中心数目RC/CSo或RC/ABS与之间高度正相关。因此,PSⅡ的异质性即PSⅡ反应中心的可逆失活是冷热胁迫下光合机构发生光抑制的保护机制。 展开更多
关键词 冷胁迫 热胁迫 叶绿素荧光参数 光系统ⅱ 光抑制 银杏
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室外盆栽条件下盐胁迫对甜高粱光系统Ⅱ活性的影响 被引量：18
11
作者 王彩娟 李志强 +4 位作者 王晓琳 姜闯道 唐宇丹 谷卫彬 石雷 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第11期2085-2093,共9页
室外盆栽条件下,设置2个NaCl浓度(100mmol L-1和200mmol L-1),调查盐胁迫对甜高粱光合特性和光系统II(PSII)活性的影响。结果表明,叶片Na+离子含量与Na+/K+比随盐浓度增加和处理时间延长而增加。净光合速率(Pn)、光系统II开放反应中心... 室外盆栽条件下,设置2个NaCl浓度(100mmol L-1和200mmol L-1),调查盐胁迫对甜高粱光合特性和光系统II(PSII)活性的影响。结果表明,叶片Na+离子含量与Na+/K+比随盐浓度增加和处理时间延长而增加。净光合速率(Pn)、光系统II开放反应中心天线转化效率(Fv′/Fm′)、光化学猝灭系数(qP)和光系统II实际光化学效率(ΦPSII)随盐浓度的增加而降低,非光化学猝灭(NPQ)随盐浓度增加而增加;100mmol L-1处理组的Pn、Fv′/Fm′、qP和ΦPSII随处理时间延长有所恢复,但200mmol L-1处理组无此现象。光系统II(PSII)最大光化学效率(Fv/Fm)在100mmol L-1NaCl处理时变化较小,但在200mmol L-1NaCl处理时明显下降。短期盐胁迫未影响荧光诱导动力学曲线,而200mmol L-1NaCl处理5d后荧光诱导动力学曲线O-K和O-J相上升。进一步研究证明,PSII的失活速率在2个盐浓度下均无明显变化,而修复速率在200mmol L-1盐浓度处理5d后降低明显。因此,认为室外盆栽条件下盐胁迫造成甜高粱碳同化能力降低并改变PSII激发能分配;叶片Na+离子含量的大幅增加会导致PSII活性下降及光抑制,这与PSII失活速率无关,主要是失活PSII修复速率受抑制的结果。这对理解户外盐胁迫条件下C4作物的光抑制机制具有一定意义。 展开更多
关键词 盐胁迫 光合特性 光系统ⅱ 甜高粱
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根区酸化对平邑甜茶叶片光系统Ⅱ活性及光合速率的影响 被引量：11
12
作者 王利 杨洪强 +3 位作者 张召 范伟国 姜倩倩 冉昆 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期167-171,共5页
由于环境污染、酸雨沉降及氮素化肥过度使用等原因,中国土壤已出现大规模酸化现象（Guoetal.,2010）。据报道,目前,我国土壤酸化面积已占国土面积的20%以上,随着工农业生产的不断发展,酸化面积和程度逐渐增加（易杰祥等,2006）。酸化是p... 由于环境污染、酸雨沉降及氮素化肥过度使用等原因,中国土壤已出现大规模酸化现象（Guoetal.,2010）。据报道,目前,我国土壤酸化面积已占国土面积的20%以上,随着工农业生产的不断发展,酸化面积和程度逐渐增加（易杰祥等,2006）。酸化是pH下降的结果, 展开更多
关键词 平邑甜茶 根区酸化 净光合速率 光系统ⅱ 叶绿素荧光
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干旱胁迫对山葡萄左山二幼苗叶片光系统Ⅱ活性的影响 被引量：16
13
作者 陈丽 王振兴 +6 位作者 艾军 许培磊 秦红艳 赵滢 刘迎雪 焦竹青 沈育杰 《果树学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期977-983,共7页
为深入研究干旱胁迫对山葡萄影响的生理机理和指导干旱地区山葡萄的生产栽培,以左山二的当年生扦插苗为试材,利用快速叶绿素荧光诱导动力学曲线分析技术研究了干旱胁迫下山葡萄幼苗叶片的光系统活性。结果表明,随着干旱胁迫的加重,F0上... 为深入研究干旱胁迫对山葡萄影响的生理机理和指导干旱地区山葡萄的生产栽培,以左山二的当年生扦插苗为试材,利用快速叶绿素荧光诱导动力学曲线分析技术研究了干旱胁迫下山葡萄幼苗叶片的光系统活性。结果表明,随着干旱胁迫的加重,F0上升,Fv/Fm、PIABS及ψ0降低。JIP-test分析发现随着干旱胁迫的加剧叶绿素荧光诱导动力学曲线中J、I点升高,并出现明显的K点;同时反映单位面积叶片光能利用率的ABS/CS、ET0/CS等参数下降,而单位反应中心的性能有所增加,热耗散增加。说明严重的干旱胁迫使山葡萄叶片PSⅡ电子传递链供体侧和受体侧均受到伤害,抑制了光合电子传递,导致产生过量激发能,最终导致光合作用的下降。 展开更多
关键词 山葡萄 干旱胁迫 光系统ⅱ
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光系统Ⅱ荧光特性快速扫描成象光谱技术研究 被引量：10
14
作者 张舒 贺俊芳 +4 位作者 贺锋涛 王水才 侯洵 陈耀东 匡延云 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期6-10,共5页
本文以菠菜 (Spinica oleracea L.)叶绿体中的 PS 颗粒复合物、CP47、CP43和 LHC 为材料 ,对其结构和功能关系进行了分析 ,用扫描成象光谱技术对这四种样品的光谱特性进行了研究 ,并通过对其荧光发射光谱图象的处理 ,得到它们的荧光发... 本文以菠菜 (Spinica oleracea L.)叶绿体中的 PS 颗粒复合物、CP47、CP43和 LHC 为材料 ,对其结构和功能关系进行了分析 ,用扫描成象光谱技术对这四种样品的光谱特性进行了研究 ,并通过对其荧光发射光谱图象的处理 ,得到它们的荧光发射光谱曲线 .分析结果表明 ,PS 颗粒复合物的荧光发射光谱中心波长在 680 .1 nm,波段的范围较宽 ;CP43荧光光谱的中心波长位于 680 nm,并在近红外区观察到振动小峰 ;CP47荧光光谱的中心波长在 691 .3nm处 ;CP47和 CP43在短波长区 640 nm和长波长区 72 0 nm附近分别出现肩峰 ,推测可能是样品中游离的叶绿素 a和叶绿素 b分子引起 ;LCH 荧光发射光谱的峰值位于 678nm,光谱范围为576nm～ 780 nm. 展开更多
关键词 快速扫描成像光谱技术 植物 光系统ⅱ 荧光特性 光合作用 天线系统
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干旱对桑树叶片光系统Ⅱ活性的影响 被引量：14
15
作者 滕志远 张会慧 +3 位作者 代欣 胡举伟 张秀丽 孙广玉 《浙江农业学报》 CSCD 北大核心 2016年第1期1-8,共8页
栽植桑树既有防风固沙的生态价值,又具有增加农民收入的多种经济效益。随着国家"东桑西移,南蚕北移"工程的实施,栽桑业逐渐由湿润区域向干旱地区转移。干旱胁迫对于桑树光系统Ⅱ(PSⅡ)活性影响的生理机制尚不明确,该研究利用... 栽植桑树既有防风固沙的生态价值,又具有增加农民收入的多种经济效益。随着国家"东桑西移,南蚕北移"工程的实施,栽桑业逐渐由湿润区域向干旱地区转移。干旱胁迫对于桑树光系统Ⅱ(PSⅡ)活性影响的生理机制尚不明确,该研究利用快速叶绿素荧光技术,研究干旱胁迫对桑树叶片PSⅡ活性的影响。结果表明:干旱胁迫导致叶片光系统Ⅱ活性受到明显的抑制,桑树叶片光反应中心潜在活性(F_v/F_o)和以光吸收为基础的光合性能指数(PI_(ABS))均显著低于对照,但干旱协迫对桑树叶片最大光化学效率(F_v/F_m)的影响不显著。干旱处理的桑树叶片PSⅡ电子受体侧的电子由Q_A向Q_B传递受阻,同时PQ库和Q_B的电子接受能力下降,进而增加了Q^-_A的积累量;同时PSⅡ电子供体侧放氧复合体(OEC)的活性下降,导致PSⅡ活性受到抑制。由此可知,重度干旱抑制桑树PSⅡ光化学活性的生理机制可能是降低PSⅡ受体侧电子传递能力,同时桑树叶片OEC活性也受到伤害。 展开更多
关键词 桑树 干旱胁迫 光系统ⅱ 荧光动力学曲线
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通过快速荧光动力学曲线探测白黄瓜光系统Ⅱ的热激胁迫效应 被引量：17
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作者 高玉 高志奎 +1 位作者 张晓慧 高荣孚 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期3335-3341,共7页
以耐热性较强的短粗型白黄瓜和长棒型白黄瓜为试材,并以耐热性较差的‘新泰密刺’和耐热性较强的‘津春4号’为对照品种,经热激胁迫后采用植物效率仪PEA测试,进行光系统Ⅱ(PSⅡ)快速叶绿素荧光诱导动力学分析(JIP-test)及其热稳定性的... 以耐热性较强的短粗型白黄瓜和长棒型白黄瓜为试材,并以耐热性较差的‘新泰密刺’和耐热性较强的‘津春4号’为对照品种,经热激胁迫后采用植物效率仪PEA测试,进行光系统Ⅱ(PSⅡ)快速叶绿素荧光诱导动力学分析(JIP-test)及其热稳定性的热力学分析。随着热激胁迫温度的升高(在30～57℃下5min),表现为PSⅡ的最大光化学效率Fv/Fm、单位面积的光合机构含有的反应中心数目RC/CSo、放氧复合体活性ρk呈"S"型下降趋势;单位反应中心以热能形式耗散的能量DIo/RC呈"S"型上升趋势。综合分析反映出热激胁迫下PSⅡ反应中心的可逆失活、放氧复合体(OEC)的钝化和热耗散的三重机制在保护PSⅡ防止光抑制中起到重要作用。热激胁迫温度超过30℃时ρk就开始下降;超过40℃时RC/CSo开始下降;超过44℃以上,PSⅡ热耗散能力DIo/RC才表现出增加;超过51℃时,会加重耐热性较差的新泰密刺品种PSⅡ热耗散机构对PSⅡ保护的负担。通过标准状态变性自由能变ΔGD计算的变性中点温度Tm表明,PSⅡ蛋白复合体的热稳定性优于PSⅡ反应中心复合体热的稳定性和放氧复合体(OEC)的热稳定性。对于Fv/Fm、RC/CSo、和ρk的Tm均呈现出津春4号耐热性较强,新泰密刺耐热性较差,长棒型白黄瓜和短粗型白黄瓜耐热性居中。 展开更多
关键词 黄瓜 光系统ⅱ 叶绿素荧光参数 热激胁迫 耐热性 放氧复合体活性 吉布斯自由能
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高温胁迫对光系统Ⅱ异质性的影响 被引量：39
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作者 温晓刚 林世青 匡廷云 《生物物理学报》 CAS CSCD 北大核心 1996年第4期714-718,共5页
高温胁迫可诱导光系统Ⅱ（ＰＳⅡ）活性中心转化为无活性中心。本文讨论了在高温胁迫导致荧光猝灭的情况下如何用叶绿素荧光动力学计算ＰＳⅡ无活性中心相对含量的问题。正常的小麦叶片其ＰＳⅡ无活性中心相对含量（Ｆｖｉ／ＦＶ）约为... 高温胁迫可诱导光系统Ⅱ（ＰＳⅡ）活性中心转化为无活性中心。本文讨论了在高温胁迫导致荧光猝灭的情况下如何用叶绿素荧光动力学计算ＰＳⅡ无活性中心相对含量的问题。正常的小麦叶片其ＰＳⅡ无活性中心相对含量（Ｆｖｉ／ＦＶ）约为０．１５５±０．０１１。小麦叶片经５０℃１分钟高温胁迫后，其Ｆｖｉ（相对于正常Ｆｖ）降至对照的７０％，在随后室温下６０分钟内又降至５０％。而５５℃５分钟和５５℃１０分钟高温胁迫后，在恢复期内其ＰＳⅡ无活性中心的含量从常温的１．４倍左右的基础上分别上升至２．４和２．９倍，说明高温胁迫对ＰＳⅡ中心除了起瞬时钝化作用外，还存在一个间接的较为缓慢的持续钝化作用。 展开更多
关键词 光合作用 光系统ⅱ 异质性 叶绿素 高温胁迫
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钾肥对不同抗虫棉品种叶片光系统Ⅱ性能的影响 被引量：9
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作者 赵娜 秦都林 +6 位作者 聂军军 郭文君 祁杰 刘艳慧 毛丽丽 宋宪亮 孙学振 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期106-114,共9页
【目的】通过对不同抗虫棉品种功能叶叶片PSⅡ性能和有关参数的研究,探讨钾影响棉花叶片光合系统的机理,以期为棉花的钾肥施用提供科学依据。【方法】选用三种抗虫棉岱字棉99B (DP99B)、鲁棉研21(L21)、冀棉169 (J169)为供试材料。设2... 【目的】通过对不同抗虫棉品种功能叶叶片PSⅡ性能和有关参数的研究,探讨钾影响棉花叶片光合系统的机理,以期为棉花的钾肥施用提供科学依据。【方法】选用三种抗虫棉岱字棉99B (DP99B)、鲁棉研21(L21)、冀棉169 (J169)为供试材料。设2个施钾水平:施硫酸钾240 kg/hm^2 (K)和不施钾(CK)。于棉花见蕾期,利用便携式LI-6400XT光合仪测定了净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)。利用M-PEA型植物效率仪快速测定了叶绿素荧光动力学曲线(OJIP曲线)相关参数, PSⅡ反应中心单位活化截面积还原QA的激发能(TR_o/CS_m)、活性反应中心数目(RC/CS_m)、反应中心捕获的激子将电子传递到电子传递链中QA下游的其他电子受体的比例(Ψ_o)以及PSⅡ性能指数(PI_(abs)),PSⅡ单位反应中心热耗散掉的能量(DI_o/RC)、K点的可变荧光F_k占振幅F_j-F_o的比例(W_k)以及J点的相对可变荧光(V_j)。利用JIP-test进行了叶绿素荧光动力学曲线(OJIP曲线)的参数分析。【结果】施钾对三个棉花品种叶片的P_n、G_s、叶绿素含量、PSⅡ反应中心单位TRo/CS_m、RC/CS_m、Ψ_o以及PI_(abs)均有显著的提高作用,同时显著降低了PSⅡ的DI_o/RC、K点的W_k以及J点的V_j。施钾后,岱字棉99B (DP99B)、鲁棉研21 (L21)、冀棉169 (J169)的Pn在2016年分别提高了9.60%、19.84%、11.85%,2017年分别提高了9.14%、18.48%、9.60%;PSⅡ的整体性能(PI_(abs))分别增加了10.79%、17.93%、14.04%。【结论】施用钾肥有利于提高不同棉花品种叶片PSⅡ反应中心电子供体侧和受体侧以及PSⅡ反应中心电子受体侧之后的电子传递链性能,从而有效提高PSⅡ的整体性能,最终增强了叶片的光合能力。三个品种相比,施钾对L21光合系统的整体改善效果优于DP99B和J169。由此可见,在实际生产中,可以根据不同棉花品种对钾的敏感性合理施钾。但由于我国棉区较多,生产条件差异大,这一结论需在不同的种植区进行进一步验证。 展开更多
关键词 抗虫棉 钾肥 光合系统 光系统ⅱ性能
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高等植物光系统Ⅱ中强光照射产生超氧阴离子自由基的ESR探索 被引量：10
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作者 刘科 孙健 +2 位作者 刘扬 张启元 匡廷云 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2001年第3期372-376,共5页
利用自旋捕捉电子顺磁共振 (ESR)的方法对从菠菜叶绿体中分离提纯的光系统Ⅱ (PSⅡ )颗粒产生O2 ·的机理进行了直接检测 .通过对样品充氧、加入超氧化物歧化酶 (SOD)抑制剂四氰乙烯 (TCNE)以及原位光照检测ESR信号等手段 ,在PSⅡ... 利用自旋捕捉电子顺磁共振 (ESR)的方法对从菠菜叶绿体中分离提纯的光系统Ⅱ (PSⅡ )颗粒产生O2 ·的机理进行了直接检测 .通过对样品充氧、加入超氧化物歧化酶 (SOD)抑制剂四氰乙烯 (TCNE)以及原位光照检测ESR信号等手段 ,在PSⅡ中检测到O2 ·与DMPO加合物的特征ESR信号 .而在没有SOD抑制剂的情况下 ,光照时PSⅡ中O2 ·与DMPO加合物浓度显著下降 .进一步实验发现PSⅡ中O2 ·产率与氧分子浓度直接正相关 .O2 ·产率还具有 pH值依赖性 ,在 pH值为 6 0～ 6 5范围内 ,O2 ·产率最高 ,大于此范围时则呈显著下降趋势 .而PSⅡ颗粒的Tris处理也将导致O2 ·产率的急剧减少 .以上结果证实水裂解放氧十分活跃的PSⅡ也是高等植物叶绿体在光照下产生活性O2 ·的主要部位 ,通常大部分的O2 ·能被内源SOD清除 ,且O2 ·的生成与PSⅡ的电子传递活性密切相关 . 展开更多
关键词 超的有离子自由基 光系统ⅱ 自旋捕的中ESR 植物
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热胁迫对连翘离体叶圆片光系统Ⅱ活性的影响 被引量：13
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作者 任子蓓 王俊玲 史宝胜 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期44-51,共8页
【目的】探讨高温对连翘离体叶圆片光系统Ⅱ活性和叶黄素循环脱环化程度的影响,揭示热胁迫下连翘叶片光合机构的行为特征,充实植物光能高效利用研究领域。【方法】以连翘为供试材料,在功能叶片主叶脉两侧打取直径为1 cm的叶圆片,采用热... 【目的】探讨高温对连翘离体叶圆片光系统Ⅱ活性和叶黄素循环脱环化程度的影响,揭示热胁迫下连翘叶片光合机构的行为特征,充实植物光能高效利用研究领域。【方法】以连翘为供试材料,在功能叶片主叶脉两侧打取直径为1 cm的叶圆片,采用热胁迫温度(26,31,34,37,40,43,46,49和52℃)和时间(5,25和45 min)组合处理,之后于26℃室内环境中暗适应30 min,利用叶绿素成像荧光仪(MINI-IMAGING-PAM)和QE65光谱仪分别进行叶绿素荧光参数和漫反射率的测定。【结果】在5,25,45 min热胁迫下,连翘叶片PSⅡ光化学活性Fv/Fm和实际光化学量子产量Y(Ⅱ)开始显著降低的温度分别为43,37,37℃和43,31,31℃。随着热胁迫温度和时间的增加,呈现出暗适应下最小荧光Fo和光化学荧光猝灭系数qP先减后增的变化、暗适应下最大荧光Fm大幅度降低、开放的PSⅡ反应中心的激发能捕获效率F'v/F'm和PSII电子传输活性Fm/Fo迅速降低、调节性能量耗散量子产量Y(NPQ)与非调节性能量耗散的量子产量Y(NO)和值的趋饱和增加、PSⅡ与PSⅠ间的激发能分配不平衡偏离系数β/α-1先增后降的变化趋势。另外,叶黄素循环脱环化程度负相关的PRI与Y(NO)呈现相反变化趋势。【结论】在长时间较高的热胁迫温度下,连翘叶片的热胁迫伤害不仅会发生在PSⅡ蛋白复合体的多个位点,也会发生在整个光合机构,还会从暗反应的酶活性衰减转向PSⅡ活性衰减;同时,对热胁迫伤害的协调保护机制,一方面表现在过剩的激发能量会从以调节性能量耗散Y(NPQ)为主转向非调节性能量耗散Y(NO)为主,另一方面也可能会表现在通过调节PSⅡ与PSⅠ之间激发能分配平衡性的天线系统的状态转换上。 展开更多
关键词 热胁迫 连翘 叶绿素荧光 光系统ⅱ 光系统I 叶黄素循环
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