光是植物光合作用的唯一能量来源。Murchie和Horton (1998)依据植物对光照强度需求的不同将植物分为阳生植物、阴生植物和中间型植物3种类型。然而, 由于受到地理环境、气象因素和生态环境的影响, 植物常生长于异质光环境中。为了提高光能利用效率或避免强光伤害, 植物通过形态和生理的可塑性响应其生存的异质光环境(段宝利等, 2005 )。弱光环境下植物通过比叶面积增大、比叶重和叶片厚度降低等形态上的变化, 以及叶绿素(Chl)含量和表观量子效率增加、Chl a/b和光补偿点下降等生理变化增强对弱光的吸收利用能力(Aleric & Kirkman, 2005 ; 胡启鹏等, 2008 ; 薛伟等, 2011 )。强光环境下的植物则具有相对较高的光合电子传递速率、碳同化能力、热耗散能力和光饱和点, 以增强叶片对强光的利用和耗散能力, 防止强光下光抑制的发生(Demmig-Adams, 1998 ; Urban et al ., 2007 ; 唐辉等, 2010 )。植物对异质光环境具有一定的适应性, 适应性强弱决定了物种的分布特性及其在群落演替过程中的地位(冯玉龙等, 2002 ; 管铭等, 2014 )。对植物而言, 异质光环境包括两方面: 一是植物长期处于不适宜其生长的异质光环境, 一是植物在生长过程中所遭遇到的短期剧烈变化的光环境。目前, 有关植物对异质光环境变化的响应及其适应性的研究主要集中于长期稳定的异质光环境方面(齐欣等, 2004 ; 段宝利等, 2005 ; Wyka et al ., 2007 ; 胡启鹏等, 2008 ; 杜宁等, 2011 ; 王满莲等, 2015 ), 而关于短期剧烈变化的异质光环境对植物的影响研究较少。
李志真等(2014)的研究表明, 阴生植物玉簮(Hosta spp.)如果长期生长于全光照下, 其叶片会发育形成适应强光的形态特征和光合生理特征, 强光并未造成光抑制; 但阴生下的玉簮由弱光转入强光后会导致光系统II (PSII)的不可逆失活。由此可见, 植物对环境光强骤变, 尤其是由阴生环境突然转入强光环境的适应能力可能是植物对异质光环境适应的关键。事实上, 当长期生长于荫蔽环境中的植物突然暴露在强光照射下时常会遭受严重光抑制伤害, 但不同类型植物所受到的伤害程度并不一样(王博轶等, 2012 ; Way & Pearcy, 2012 )。而且, 短期光环境变化并不能引起植物形态上的快速响应, 在这种情况下, 植物更多的是从生理尤其是光合生理上对光环境变化产生快速响应和适应。我们推测: 相对于阴生植物而言, 中间型植物由弱光环境转入到全光照后, 其叶片对光能的吸收、利用和耗散能力可随着光环境的转换而快速适应, 既维持了其在弱光下较强的弱光利用能力, 同时也保护了植物免受强光伤害。
杜鹃(Rhododendron simsii )是杜鹃花科杜鹃属的半落叶灌木, 广泛分布于我国南方的低山及丘陵地区, 喜光耐半阴(陈定如, 2008 )。比利时杜鹃(R . hybrida )最早是由比利时园艺学家用皋月杜鹃(R . indicum )、杜鹃和白花杜鹃(R . mucronatum )等反复杂交选育而成, 喜半阴环境, 忌阳光直射, 栽培中需遮阴以避免强光伤害(尚冰, 2000 )。为此, 我们选择同属于杜鹃属的比利时杜鹃和杜鹃为研究材料, 对长期遮阴生长的植株突然暴露在全光照下一段时间后的叶片叶绿素荧光快速光曲线进行比较, 以探索这两种杜鹃花属植物叶片吸收光能分配及能量耗散途径对光环境变化的响应及其适应机制。
1 材料和方法
1.1 实验材料与处理
供试比利时杜鹃和杜鹃均为在塑料温室内遮阴栽培1年的盆栽植株, 植株种植于18 cm × 16 cm的花盆中, 培养基质为草炭:椰糠(V:V = 3:1), 正常水肥管理。于2013年10月16日测定遮阴条件下植株叶片的叶绿素荧光参数, 并对所测叶片进行标记, 然后将植株转移到室外自然全光照下处理5天后再测定标记叶片的叶绿素荧光参数。其中遮阴下最大光强约为700 μmol·m-2 ·s-1 , 室外最大光强约为1350 μmol·m-2 ·s-1 。实验重复5次。
1.2 叶绿素荧光参数的测定方法
叶绿素荧光参数采用Dual-PAM-100/F (Heinz Walz GmbH, Effeltrich, Germany)进行测定。测量前将供试植株移入实验室置于暗处暗适应一夜, 于凌晨测定其叶绿素荧光参数, 测定时室内温度为30 ℃。首先测定叶片的最小荧光(F o )和最大荧光(F m ), 然后依次开启7-1450 μmol·m-2 ·s-1 的光化光, 每个强度的光化光照射叶片10 s后, 依据Dual-PAM-100使用说明进行叶绿素荧光快速光曲线的测定。光化光由仪器内置的LED光源提供635 nm光线, 由仪器测定软件直接给出PSII光化学反应所利用的能量(Y (II))、PSII调节性能量耗散(Y (NPQ ))和非调节性的能量耗散(Y (NO ))、光化学猝灭系数(q P )、非光化学猝灭系数(NPQ )、PSII光合电子传递速率(ETR (II))、光系统I (PSI)光合电子传递速率(ETR (I))等叶绿素荧光参数, 并计算PSII最大光化学效率: F v /F m = (F m - F o )/F m 。利用Ye等(2013)光合电子流对光响应的机理模型, 由模型建立者叶子飘博士提供计算软件(光合计算4.1.1版本), 拟合ETR (II)快速光曲线, 计算初始斜率(α )、最大光合电子流(J max )和饱和光强(PAR sat )。
1.3 实验数据统计
利用SPSS 11.5数据分析软件进行实验数据的统计检验。采用t 检验分析同物种内不同处理间的差异性; 进一步使用双因素分析(Tukey)检验不同物种、不同处理间的差异性, 并考虑交互作用影响的显著性, 当p < 0.05时认为差异显著。论文中所列数据均为平均值±标准误差, n = 5。采用OriginPro 8.5软件做图。
2 结果
2.1 长期遮阴后全光照对叶片光抑制、ETR (II)快速光曲线和ETR (I)/ETR (II)的影响
长期遮阴下生长的两种杜鹃属植物转入全光照5天后, 叶片F v /F m 下降, 比利时杜鹃下降幅度为37.7%, 明显高于杜鹃4.5%的降幅(表1 )。
遮阴下生长的两种杜鹃属植物叶片ETR (II)快速光曲线没有差异, 但全光照5天显著降低了比利时杜鹃的ETR (II), 对杜鹃没有明显影响(图1 )。对ETR (II)快速光曲线的拟合结果表明, 由遮阴转入全光照5天后明显降低了比利时杜鹃的α 和J max , 未影响PAR sat ; 而全光照促进了杜鹃PAR sat 的增加, 但α 和J max 没有变化(表1 )。
图1 长期遮阴后全光照5天比利时杜鹃和杜鹃叶片ETR (II)快速光曲线和ETR (I)/ETR (II) (平均值±标准误差, n = 5)。ETR (I)、ETR (II), 光系统I、光系统II电子传递速率; PAR , 光合有效辐射。
Fig. 1 Rapid light curves of ETR (II) and ETR (I)/ETR (II) in Rhododendron hybrida and R . simsii leaves during transition from long-term shading to 5 days of sun exposures (mean ± SE, n = 5). ETR (I), ETR (II), apparent electron transport rate at PSI and PSII; PAR , photosynthetic active radiation.
遮阴下生长的比利时杜鹃叶片ETR (I)/ETR (II)在弱光(<150 μmol·m-2 ·s-1 )下约为1, 高于此光强其比值则大于1, 全光照5天处理促进了比利时杜鹃叶片ETR (I)/ETR (II)的增加; 而遮阴下及随后全光照5天处理的杜鹃叶片ETR (I)/ETR (II)均大于1, 且两者间的比值无明显差异(图1 )。
2.2 长期遮阴后全光照对q P 和NPQ 快速光曲线的影响
由图2 可知: q P 随光强的增强而下降, 长期遮阴后比利时杜鹃和杜鹃叶片的q P 没有差异; 全光照5天对比利时杜鹃没有明显影响, 但增强了杜鹃叶片q P , 当测定光强高于250 μmol·m-2 ·s-1 时, 其增幅(12.9%-30.2%)随着光强的增加而上升。NPQ 随光强的增强而上升, 长期遮阴后比利时杜鹃叶片NPQ 显著低于杜鹃; 全光照5天显著降低了比利时杜鹃叶片的NPQ ; 对杜鹃而言测定光强低于400 μmol·m-2 ·
s-1 时, 遮阴植株叶片的NPQ 高于全光照5天后的植株, 而在强光下两者间没有显著差异。
图2 长期遮阴后全光照5天比利时杜鹃和杜鹃叶片光化学猝灭(q P )和非光化学猝灭(NPQ )的快速光曲线(平均值±标准误差, n = 5)。PAR , 光合有效辐射。
Fig. 2 Rapid light curves of photochemical quenching (q P ) and non-photochemical quenching (NPQ ) in Rhododendron hybrida and R . simsii leaves during transition from long-term shading to 5 days of sunlight exposures (mean ± SE, n = 5). PAR , photosynthetic active radiation.
2.3 长期遮阴后全光照对吸收光能分配快速光曲线的影响
由图3 可知: 在各测定光强下, 遮阴的比利时杜鹃和杜鹃叶片Y (II)没有差异, 但比利时杜鹃Y (NPQ )明显低于杜鹃, Y (NO )大于杜鹃。全光照5天显著降低了比利时杜鹃叶片的Y (II )和Y (NPQ ), 由此导致了Y (NO )的上升, 其增幅高达37.9%-96.4%。而全光照处理并未引起杜鹃Y (II)、Y (NPQ )和Y (NO )的显著变化, 仅表现为较低光强下(<550 μmol·m-2 ·s-1 )的Y (NPQ )稍有下降, 而在高于250 μmol·m-2 ·s-1 的光强下Y (II)有所增加。
图3 长期遮阴后全光照5天比利时杜鹃和杜鹃叶片PSII光化学反应所利用的能量(Y (II))、PSII调节性能量耗散(Y (NPQ ))和PSII非调节性能量耗散(Y (NO ))的快速光曲线(平均值±标准误差, n = 5)。PAR , 光合有效辐射。
Fig. 3 Rapid light curves of effective PSII quantum (Y (II)), quantum yield of regulated energy dissipation (Y (NPQ )) and quantum yield of nonregulated energy dissipation (Y (NO )) in Rhododendron hybrida and R . simsii leaves during transition from long-term shading to 5 days of sunlight exposures (mean ± SE, n = 5). PAR , photosynthetic active radiation.
3 讨论
F v /F m 的降低表示植物受到光抑制(Nikiforou et al ., 2011 )。我们的试验结果表明, 全光照处理导致比利时杜鹃叶片发生严重的光抑制, 而只引起杜鹃轻微光抑制的发生(表1 )。这说明长期处于遮阴环境中的杜鹃对全光照强光环境的适应性明显高于比利时杜鹃, 能较好地适应光环境的剧烈变化。
叶绿素荧光快速光曲线(rapid light curves, RLCs)是近年发展出来的一种光响应测定方法, 与传统的稳态光合作用光响应曲线一样, 能够提供可靠的光合活性评价(Ralph & Gademann, 2005 )。然而, 由于RLCs测定时间短, 在测量过程中不足以诱导叶片碳同化的启动, RLCs反映的是叶绿素荧光对光强变化的瞬间响应, 与光合机构的内在功能直接相关, 而不受碳同化的影响。通过解析RLCs, 可使我们了解植物叶片对光强瞬间变化的适应机制, 并判断其对强光的适应性。我们在试验中发现长期遮阴后比利时杜鹃和杜鹃在ETR (II)和q P 对瞬间的光响应, 以及J max 和PAR sat 之间均没显著差异, 仅表现为比利时杜鹃的初始斜率α 高于杜鹃(图1 , 图2 ; 表1 )。初始斜率α 代表了植物叶片对弱光的利用效率, 而J max 和PAR sat 分别代表了叶片潜在的最大光合电子传递速率和饱和光强(Ye et al ., 2013 )。这意味着长期处于遮阴条件下的杜鹃和比利时杜鹃叶片光合机构对瞬间光强变化的响应和利用能力基本一致, 杜鹃仅表现为对弱光的利用能力稍低于阴生植物比利时杜鹃。然而, 比利时杜鹃对全光照强光较为敏感, 全光照处理导致其光能利用能力的下降, 显著降低了ETR (II)、初始斜率α 和J max (图1 ; 表1 )。而杜鹃对光环境变化的适应性较强, 无论是在遮阴还是全光照下均可保持较高的瞬间光能利用能力, 表现为全光照处理5天后未明显影响到杜鹃ETR (II)、初始斜率α 和J max 的变化, 但促进了PAR sat 和q P 的升高(图1 , 图2 ; 表1 )。这与杜鹃耐阴喜光, 比利时杜鹃喜阴忌阳的生物学特性相一致(尚冰, 2000 ; 陈定如, 2008 )。
PSII天线色素吸收光能的分配有3部分: PSII光化学反应所利用的能量部分Y (II)、PSII调节性能量耗散部分Y (NPQ )和非调节性的能量耗散部分Y (NO ), Y (II) + Y (NPQ ) + Y (NO ) = 1 (Kramer et al ., 2004 ; 向芬等, 2014 ), 分析吸收光能的分配将有利于了解植物叶片对吸收光能的处理策略。高Y (NPQ )表示叶片具有较高的可调控生理代谢, 如热耗散等形式耗散过剩的光能, 而高Y (NO )值表示PSII光化学反应和保护性调节机制没有发挥作用, 过量的激发能将对PSII产生光破坏。我们的试验结果表明, 在光强由低向高的快速变化过程中, 遮阴下2种植物的Y (II )并没有差异, 但杜鹃的Y (NPQ )明显高于比利时杜鹃(图3 ), 这说明在遮阴条件下比利时杜鹃和杜鹃叶片PSII天线色素的吸收光能分配给光化学反应部分的能量份额没有差异, 但杜鹃具有较强的通过调节性热耗散机制, 以防御过剩激发能的积累(Baker, 2008 )。全光照处理显著降低了比利时杜鹃Y (II)和Y (NPQ ), 由此导致了Y (NO )的上升, 其增幅高达37.9%-96.4%; 而全光照处理并未引起杜鹃Y (II)、Y (NPQ )和Y (NO )的显著变化(图3 )。由此可见, 全光照处理降低了比利时杜鹃叶片吸收光能向PSII光化学反应和热耗散等PSII调节性能量耗散途径的分配, 从而导致了反应中心过量激发能的积累, 产生严重的光抑制; 而杜鹃对遮阴和全光照光环境具有较强的适应能力, 在不同光环境下均能维持稳定的吸收光能分配比例。
植物在长期的进化适应过程中形成了多种防御强光光抑制的光保护机制, 对光环境变化的光保护机制存在种间差异(陈婕等, 2008 ; 王博轶等, 2012 ; 胡文海等, 2014 ; 李志真等, 2014 )。NPQ 反映了PSII天线色素吸收光能通过热的形式耗散, 是植物光合机构的主要光保护机制之一(Demmig-Adams & Adams, 1992 ; Heraud & Beardall, 2000 )。我们的研究结果表明, 遮阴下比利时杜鹃NPQ 明显低于杜鹃(图2 ), 这说明处于遮阴弱光下生长的杜鹃具有较比利时杜鹃更强的热耗散能力, 这与遮阴下杜鹃具有较比利时杜鹃更高的Y (NPQ )的结果相一致。杜鹃具有较强的热耗散能力, 为其防御强光光抑制奠定了内在的生理基础。进一步分析全光照处理后这两种植物NPQ 的变化, 发现全光照处理显著降低了比利时杜鹃的NPQ , 但对杜鹃的NPQ 影响不大(图2 ), 该结果也与上述全光照下比利时杜鹃Y (NPQ )显著下降而杜鹃Y (NPQ )变化不大的结果相互对应(图3 )。由此可见, 在剧烈的光环境转换过程中, 全光照强光降低了比利时杜鹃热耗散能力, 吸收光能难以通过热耗散等保护途径安全耗散, 从而对PSII反应中心造成伤害。
吸收光能分配到PSII后还可通过下游围绕PSI的环式电子传递(PSI-CEF)以减轻PSII激发压的积累, 因此PSI-CEF也是植物重要的光保护机制(Huang et al ., 2010 )。ETR (I)/ETR (II)的比值超过1表示叶片出现了PSI-CEF (Miyake et al ., 2005 ; 李维等, 2012 )。试验表明, 遮阴下生长的比利时杜鹃叶片在弱光下并未启动PSI-CEF, 但随着光照强度的增加PSI-CEF也随之启动并增加, 全光照处理则诱导了PSI-CEF的增强(图1 )。PSI-CEF不仅可以减轻PSII激发压的积累, 还可以形成较高的跨膜质子梯度, 有助于ATP的合成以及PSII的修复(李维等, 2012 ), 这可能是比利时杜鹃对强光环境的一种防御措施。同时, 我们感兴趣地发现, 遮阴下和全光照处理后的杜鹃叶片ETR (I)/ETR (II)均大于1, 且两者间无显著差异(图1 ), 其表现与吸收光能分配(Y (II)、Y (NPQ )、Y (NO ))和热耗散(NPQ )对光环境变化的响应相一致(图2 , 图3 )。我们推测, 杜鹃具有耐阴喜光的生物学特性, 在遮阴弱光环境和全光照强光环境下, 其对光能的吸收、利用和耗散能力均可维持一个稳定的分配比例, 全光照下光化学反应所形成的同化力可被碳同化充分利用, 因此并不需要额外增加热耗散和环式电子传递等能量耗散途径以消耗过量的电子, 也未造成PSII激发能的积累, 因此全光照强光也未造成杜鹃叶片光抑制的发生。
综上所述: 喜阴植物比利时杜鹃对全光照强光环境较为敏感, 从遮阴弱光环境转入全光照强光环境后, 强光导致其光合机构对光能利用和耗散能力下降, 从而诱发光合机构发生严重光抑制; 杜鹃作为耐阴喜光植物对光环境变化的适应性较强, 在不同光环境下均能维持稳定的吸收光能分配比例, 并具有较高的光化学反应、热耗散和环式电子传递能力等内在生理特性, 从而保护了光合机构的正常运行。
The authors have declared that no competing interests exist.
作者声明没有竞争性利益冲突.
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(in Chinese with English abstract) [齐欣 , 曹坤芳 , 冯玉龙 (2004 ). 热带雨林蒲桃属3个树种的幼苗光合作用对生长光强的适应.
植物生态学报 , 28 , 31 -38 .]
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植物生理学通讯 , 46 , 949 -952 .]
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[本文引用: 2]
两种热带雨林树苗对环境光强变化的生理响应和适应机制.
2
2012
... 李志真等(2014)的研究表明, 阴生植物玉簮(Hosta spp.)如果长期生长于全光照下, 其叶片会发育形成适应强光的形态特征和光合生理特征, 强光并未造成光抑制; 但阴生下的玉簮由弱光转入强光后会导致光系统II (PSII)的不可逆失活.由此可见, 植物对环境光强骤变, 尤其是由阴生环境突然转入强光环境的适应能力可能是植物对异质光环境适应的关键.事实上, 当长期生长于荫蔽环境中的植物突然暴露在强光照射下时常会遭受严重光抑制伤害, 但不同类型植物所受到的伤害程度并不一样(王博轶等, 2012 ; Way & Pearcy, 2012 ).而且, 短期光环境变化并不能引起植物形态上的快速响应, 在这种情况下, 植物更多的是从生理尤其是光合生理上对光环境变化产生快速响应和适应.我们推测: 相对于阴生植物而言, 中间型植物由弱光环境转入到全光照后, 其叶片对光能的吸收、利用和耗散能力可随着光环境的转换而快速适应, 既维持了其在弱光下较强的弱光利用能力, 同时也保护了植物免受强光伤害. ...
... 植物在长期的进化适应过程中形成了多种防御强光光抑制的光保护机制, 对光环境变化的光保护机制存在种间差异(陈婕等, 2008 ; 王博轶等, 2012 ; 胡文海等, 2014 ; 李志真等, 2014 ).NPQ 反映了PSII天线色素吸收光能通过热的形式耗散, 是植物光合机构的主要光保护机制之一(Demmig-Adams & Adams, 1992 ; Heraud & Beardall, 2000 ).我们的研究结果表明, 遮阴下比利时杜鹃NPQ 明显低于杜鹃(图2 ), 这说明处于遮阴弱光下生长的杜鹃具有较比利时杜鹃更强的热耗散能力, 这与遮阴下杜鹃具有较比利时杜鹃更高的Y (NPQ )的结果相一致.杜鹃具有较强的热耗散能力, 为其防御强光光抑制奠定了内在的生理基础.进一步分析全光照处理后这两种植物NPQ 的变化, 发现全光照处理显著降低了比利时杜鹃的NPQ , 但对杜鹃的NPQ 影响不大(图2 ), 该结果也与上述全光照下比利时杜鹃Y (NPQ )显著下降而杜鹃Y (NPQ )变化不大的结果相互对应(图3 ).由此可见, 在剧烈的光环境转换过程中, 全光照强光降低了比利时杜鹃热耗散能力, 吸收光能难以通过热耗散等保护途径安全耗散, 从而对PSII反应中心造成伤害. ...
光强对三种喀斯特植物幼苗生长和光合特性的影响.
1
2015
... 光是植物光合作用的唯一能量来源.Murchie和Horton (1998)依据植物对光照强度需求的不同将植物分为阳生植物、阴生植物和中间型植物3种类型.然而, 由于受到地理环境、气象因素和生态环境的影响, 植物常生长于异质光环境中.为了提高光能利用效率或避免强光伤害, 植物通过形态和生理的可塑性响应其生存的异质光环境(段宝利等, 2005 ).弱光环境下植物通过比叶面积增大、比叶重和叶片厚度降低等形态上的变化, 以及叶绿素(Chl)含量和表观量子效率增加、Chl a/b和光补偿点下降等生理变化增强对弱光的吸收利用能力(Aleric & Kirkman, 2005 ; 胡启鹏等, 2008 ; 薛伟等, 2011 ).强光环境下的植物则具有相对较高的光合电子传递速率、碳同化能力、热耗散能力和光饱和点, 以增强叶片对强光的利用和耗散能力, 防止强光下光抑制的发生(Demmig-Adams, 1998 ; Urban et al ., 2007 ; 唐辉等, 2010 ).植物对异质光环境具有一定的适应性, 适应性强弱决定了物种的分布特性及其在群落演替过程中的地位(冯玉龙等, 2002 ; 管铭等, 2014 ).对植物而言, 异质光环境包括两方面: 一是植物长期处于不适宜其生长的异质光环境, 一是植物在生长过程中所遭遇到的短期剧烈变化的光环境.目前, 有关植物对异质光环境变化的响应及其适应性的研究主要集中于长期稳定的异质光环境方面(齐欣等, 2004 ; 段宝利等, 2005 ; Wyka et al ., 2007 ; 胡启鹏等, 2008 ; 杜宁等, 2011 ; 王满莲等, 2015 ), 而关于短期剧烈变化的异质光环境对植物的影响研究较少. ...
光强对三种喀斯特植物幼苗生长和光合特性的影响.
1
2015
... 光是植物光合作用的唯一能量来源.Murchie和Horton (1998)依据植物对光照强度需求的不同将植物分为阳生植物、阴生植物和中间型植物3种类型.然而, 由于受到地理环境、气象因素和生态环境的影响, 植物常生长于异质光环境中.为了提高光能利用效率或避免强光伤害, 植物通过形态和生理的可塑性响应其生存的异质光环境(段宝利等, 2005 ).弱光环境下植物通过比叶面积增大、比叶重和叶片厚度降低等形态上的变化, 以及叶绿素(Chl)含量和表观量子效率增加、Chl a/b和光补偿点下降等生理变化增强对弱光的吸收利用能力(Aleric & Kirkman, 2005 ; 胡启鹏等, 2008 ; 薛伟等, 2011 ).强光环境下的植物则具有相对较高的光合电子传递速率、碳同化能力、热耗散能力和光饱和点, 以增强叶片对强光的利用和耗散能力, 防止强光下光抑制的发生(Demmig-Adams, 1998 ; Urban et al ., 2007 ; 唐辉等, 2010 ).植物对异质光环境具有一定的适应性, 适应性强弱决定了物种的分布特性及其在群落演替过程中的地位(冯玉龙等, 2002 ; 管铭等, 2014 ).对植物而言, 异质光环境包括两方面: 一是植物长期处于不适宜其生长的异质光环境, 一是植物在生长过程中所遭遇到的短期剧烈变化的光环境.目前, 有关植物对异质光环境变化的响应及其适应性的研究主要集中于长期稳定的异质光环境方面(齐欣等, 2004 ; 段宝利等, 2005 ; Wyka et al ., 2007 ; 胡启鹏等, 2008 ; 杜宁等, 2011 ; 王满莲等, 2015 ), 而关于短期剧烈变化的异质光环境对植物的影响研究较少. ...
Sunflecks in trees and forests: From photosynthetic physiology to global change biology.
1
2012
... 李志真等(2014)的研究表明, 阴生植物玉簮(Hosta spp.)如果长期生长于全光照下, 其叶片会发育形成适应强光的形态特征和光合生理特征, 强光并未造成光抑制; 但阴生下的玉簮由弱光转入强光后会导致光系统II (PSII)的不可逆失活.由此可见, 植物对环境光强骤变, 尤其是由阴生环境突然转入强光环境的适应能力可能是植物对异质光环境适应的关键.事实上, 当长期生长于荫蔽环境中的植物突然暴露在强光照射下时常会遭受严重光抑制伤害, 但不同类型植物所受到的伤害程度并不一样(王博轶等, 2012 ; Way & Pearcy, 2012 ).而且, 短期光环境变化并不能引起植物形态上的快速响应, 在这种情况下, 植物更多的是从生理尤其是光合生理上对光环境变化产生快速响应和适应.我们推测: 相对于阴生植物而言, 中间型植物由弱光环境转入到全光照后, 其叶片对光能的吸收、利用和耗散能力可随着光环境的转换而快速适应, 既维持了其在弱光下较强的弱光利用能力, 同时也保护了植物免受强光伤害. ...
Acclimation of leaves to contrasting irradiance in juvenile trees differing in shade tolerance.
1
2007
... 光是植物光合作用的唯一能量来源.Murchie和Horton (1998)依据植物对光照强度需求的不同将植物分为阳生植物、阴生植物和中间型植物3种类型.然而, 由于受到地理环境、气象因素和生态环境的影响, 植物常生长于异质光环境中.为了提高光能利用效率或避免强光伤害, 植物通过形态和生理的可塑性响应其生存的异质光环境(段宝利等, 2005 ).弱光环境下植物通过比叶面积增大、比叶重和叶片厚度降低等形态上的变化, 以及叶绿素(Chl)含量和表观量子效率增加、Chl a/b和光补偿点下降等生理变化增强对弱光的吸收利用能力(Aleric & Kirkman, 2005 ; 胡启鹏等, 2008 ; 薛伟等, 2011 ).强光环境下的植物则具有相对较高的光合电子传递速率、碳同化能力、热耗散能力和光饱和点, 以增强叶片对强光的利用和耗散能力, 防止强光下光抑制的发生(Demmig-Adams, 1998 ; Urban et al ., 2007 ; 唐辉等, 2010 ).植物对异质光环境具有一定的适应性, 适应性强弱决定了物种的分布特性及其在群落演替过程中的地位(冯玉龙等, 2002 ; 管铭等, 2014 ).对植物而言, 异质光环境包括两方面: 一是植物长期处于不适宜其生长的异质光环境, 一是植物在生长过程中所遭遇到的短期剧烈变化的光环境.目前, 有关植物对异质光环境变化的响应及其适应性的研究主要集中于长期稳定的异质光环境方面(齐欣等, 2004 ; 段宝利等, 2005 ; Wyka et al ., 2007 ; 胡启鹏等, 2008 ; 杜宁等, 2011 ; 王满莲等, 2015 ), 而关于短期剧烈变化的异质光环境对植物的影响研究较少. ...
不同生境吉首蒲儿根叶片形态和叶绿素荧光特征的比较.
1
2014
... PSII天线色素吸收光能的分配有3部分: PSII光化学反应所利用的能量部分Y (II)、PSII调节性能量耗散部分Y (NPQ )和非调节性的能量耗散部分Y (NO ), Y (II) + Y (NPQ ) + Y (NO ) = 1 (Kramer et al ., 2004 ; 向芬等, 2014 ), 分析吸收光能的分配将有利于了解植物叶片对吸收光能的处理策略.高Y (NPQ )表示叶片具有较高的可调控生理代谢, 如热耗散等形式耗散过剩的光能, 而高Y (NO )值表示PSII光化学反应和保护性调节机制没有发挥作用, 过量的激发能将对PSII产生光破坏.我们的试验结果表明, 在光强由低向高的快速变化过程中, 遮阴下2种植物的Y (II )并没有差异, 但杜鹃的Y (NPQ )明显高于比利时杜鹃(图3 ), 这说明在遮阴条件下比利时杜鹃和杜鹃叶片PSII天线色素的吸收光能分配给光化学反应部分的能量份额没有差异, 但杜鹃具有较强的通过调节性热耗散机制, 以防御过剩激发能的积累(Baker, 2008 ).全光照处理显著降低了比利时杜鹃Y (II)和Y (NPQ ), 由此导致了Y (NO )的上升, 其增幅高达37.9%-96.4%; 而全光照处理并未引起杜鹃Y (II)、Y (NPQ )和Y (NO )的显著变化(图3 ).由此可见, 全光照处理降低了比利时杜鹃叶片吸收光能向PSII光化学反应和热耗散等PSII调节性能量耗散途径的分配, 从而导致了反应中心过量激发能的积累, 产生严重的光抑制; 而杜鹃对遮阴和全光照光环境具有较强的适应能力, 在不同光环境下均能维持稳定的吸收光能分配比例. ...
不同生境吉首蒲儿根叶片形态和叶绿素荧光特征的比较.
1
2014
... PSII天线色素吸收光能的分配有3部分: PSII光化学反应所利用的能量部分Y (II)、PSII调节性能量耗散部分Y (NPQ )和非调节性的能量耗散部分Y (NO ), Y (II) + Y (NPQ ) + Y (NO ) = 1 (Kramer et al ., 2004 ; 向芬等, 2014 ), 分析吸收光能的分配将有利于了解植物叶片对吸收光能的处理策略.高Y (NPQ )表示叶片具有较高的可调控生理代谢, 如热耗散等形式耗散过剩的光能, 而高Y (NO )值表示PSII光化学反应和保护性调节机制没有发挥作用, 过量的激发能将对PSII产生光破坏.我们的试验结果表明, 在光强由低向高的快速变化过程中, 遮阴下2种植物的Y (II )并没有差异, 但杜鹃的Y (NPQ )明显高于比利时杜鹃(图3 ), 这说明在遮阴条件下比利时杜鹃和杜鹃叶片PSII天线色素的吸收光能分配给光化学反应部分的能量份额没有差异, 但杜鹃具有较强的通过调节性热耗散机制, 以防御过剩激发能的积累(Baker, 2008 ).全光照处理显著降低了比利时杜鹃Y (II)和Y (NPQ ), 由此导致了Y (NO )的上升, 其增幅高达37.9%-96.4%; 而全光照处理并未引起杜鹃Y (II)、Y (NPQ )和Y (NO )的显著变化(图3 ).由此可见, 全光照处理降低了比利时杜鹃叶片吸收光能向PSII光化学反应和热耗散等PSII调节性能量耗散途径的分配, 从而导致了反应中心过量激发能的积累, 产生严重的光抑制; 而杜鹃对遮阴和全光照光环境具有较强的适应能力, 在不同光环境下均能维持稳定的吸收光能分配比例. ...
遮阴对疏叶骆驼刺叶形态和光合参数的影响.
1
2011
... 光是植物光合作用的唯一能量来源.Murchie和Horton (1998)依据植物对光照强度需求的不同将植物分为阳生植物、阴生植物和中间型植物3种类型.然而, 由于受到地理环境、气象因素和生态环境的影响, 植物常生长于异质光环境中.为了提高光能利用效率或避免强光伤害, 植物通过形态和生理的可塑性响应其生存的异质光环境(段宝利等, 2005 ).弱光环境下植物通过比叶面积增大、比叶重和叶片厚度降低等形态上的变化, 以及叶绿素(Chl)含量和表观量子效率增加、Chl a/b和光补偿点下降等生理变化增强对弱光的吸收利用能力(Aleric & Kirkman, 2005 ; 胡启鹏等, 2008 ; 薛伟等, 2011 ).强光环境下的植物则具有相对较高的光合电子传递速率、碳同化能力、热耗散能力和光饱和点, 以增强叶片对强光的利用和耗散能力, 防止强光下光抑制的发生(Demmig-Adams, 1998 ; Urban et al ., 2007 ; 唐辉等, 2010 ).植物对异质光环境具有一定的适应性, 适应性强弱决定了物种的分布特性及其在群落演替过程中的地位(冯玉龙等, 2002 ; 管铭等, 2014 ).对植物而言, 异质光环境包括两方面: 一是植物长期处于不适宜其生长的异质光环境, 一是植物在生长过程中所遭遇到的短期剧烈变化的光环境.目前, 有关植物对异质光环境变化的响应及其适应性的研究主要集中于长期稳定的异质光环境方面(齐欣等, 2004 ; 段宝利等, 2005 ; Wyka et al ., 2007 ; 胡启鹏等, 2008 ; 杜宁等, 2011 ; 王满莲等, 2015 ), 而关于短期剧烈变化的异质光环境对植物的影响研究较少. ...
遮阴对疏叶骆驼刺叶形态和光合参数的影响.
1
2011
... 光是植物光合作用的唯一能量来源.Murchie和Horton (1998)依据植物对光照强度需求的不同将植物分为阳生植物、阴生植物和中间型植物3种类型.然而, 由于受到地理环境、气象因素和生态环境的影响, 植物常生长于异质光环境中.为了提高光能利用效率或避免强光伤害, 植物通过形态和生理的可塑性响应其生存的异质光环境(段宝利等, 2005 ).弱光环境下植物通过比叶面积增大、比叶重和叶片厚度降低等形态上的变化, 以及叶绿素(Chl)含量和表观量子效率增加、Chl a/b和光补偿点下降等生理变化增强对弱光的吸收利用能力(Aleric & Kirkman, 2005 ; 胡启鹏等, 2008 ; 薛伟等, 2011 ).强光环境下的植物则具有相对较高的光合电子传递速率、碳同化能力、热耗散能力和光饱和点, 以增强叶片对强光的利用和耗散能力, 防止强光下光抑制的发生(Demmig-Adams, 1998 ; Urban et al ., 2007 ; 唐辉等, 2010 ).植物对异质光环境具有一定的适应性, 适应性强弱决定了物种的分布特性及其在群落演替过程中的地位(冯玉龙等, 2002 ; 管铭等, 2014 ).对植物而言, 异质光环境包括两方面: 一是植物长期处于不适宜其生长的异质光环境, 一是植物在生长过程中所遭遇到的短期剧烈变化的光环境.目前, 有关植物对异质光环境变化的响应及其适应性的研究主要集中于长期稳定的异质光环境方面(齐欣等, 2004 ; 段宝利等, 2005 ; Wyka et al ., 2007 ; 胡启鹏等, 2008 ; 杜宁等, 2011 ; 王满莲等, 2015 ), 而关于短期剧烈变化的异质光环境对植物的影响研究较少. ...
A mechanistic model for the light response of photosynthetic electron transport rate based on light harvesting properties of photosynthetic pigment molecules.
1
2013
... 叶绿素荧光快速光曲线(rapid light curves, RLCs)是近年发展出来的一种光响应测定方法, 与传统的稳态光合作用光响应曲线一样, 能够提供可靠的光合活性评价(Ralph & Gademann, 2005 ).然而, 由于RLCs测定时间短, 在测量过程中不足以诱导叶片碳同化的启动, RLCs反映的是叶绿素荧光对光强变化的瞬间响应, 与光合机构的内在功能直接相关, 而不受碳同化的影响.通过解析RLCs, 可使我们了解植物叶片对光强瞬间变化的适应机制, 并判断其对强光的适应性.我们在试验中发现长期遮阴后比利时杜鹃和杜鹃在ETR (II)和q P 对瞬间的光响应, 以及J max 和PAR sat 之间均没显著差异, 仅表现为比利时杜鹃的初始斜率α 高于杜鹃(图1 , 图2 ; 表1 ).初始斜率α 代表了植物叶片对弱光的利用效率, 而J max 和PAR sat 分别代表了叶片潜在的最大光合电子传递速率和饱和光强(Ye et al ., 2013 ).这意味着长期处于遮阴条件下的杜鹃和比利时杜鹃叶片光合机构对瞬间光强变化的响应和利用能力基本一致, 杜鹃仅表现为对弱光的利用能力稍低于阴生植物比利时杜鹃.然而, 比利时杜鹃对全光照强光较为敏感, 全光照处理导致其光能利用能力的下降, 显著降低了ETR (II)、初始斜率α 和J max (图1 ; 表1 ).而杜鹃对光环境变化的适应性较强, 无论是在遮阴还是全光照下均可保持较高的瞬间光能利用能力, 表现为全光照处理5天后未明显影响到杜鹃ETR (II)、初始斜率α 和J max 的变化, 但促进了PAR sat 和q P 的升高(图1 , 图2 ; 表1 ).这与杜鹃耐阴喜光, 比利时杜鹃喜阴忌阳的生物学特性相一致(尚冰, 2000 ; 陈定如, 2008 ). ...
Growth and photosynthetic responses of the federally endangered shrub, Lindera melissifolia (Lauraceae), to varied light environments.
1
2005
... 光是植物光合作用的唯一能量来源.Murchie和Horton (1998)依据植物对光照强度需求的不同将植物分为阳生植物、阴生植物和中间型植物3种类型.然而, 由于受到地理环境、气象因素和生态环境的影响, 植物常生长于异质光环境中.为了提高光能利用效率或避免强光伤害, 植物通过形态和生理的可塑性响应其生存的异质光环境(段宝利等, 2005 ).弱光环境下植物通过比叶面积增大、比叶重和叶片厚度降低等形态上的变化, 以及叶绿素(Chl)含量和表观量子效率增加、Chl a/b和光补偿点下降等生理变化增强对弱光的吸收利用能力(Aleric & Kirkman, 2005 ; 胡启鹏等, 2008 ; 薛伟等, 2011 ).强光环境下的植物则具有相对较高的光合电子传递速率、碳同化能力、热耗散能力和光饱和点, 以增强叶片对强光的利用和耗散能力, 防止强光下光抑制的发生(Demmig-Adams, 1998 ; Urban et al ., 2007 ; 唐辉等, 2010 ).植物对异质光环境具有一定的适应性, 适应性强弱决定了物种的分布特性及其在群落演替过程中的地位(冯玉龙等, 2002 ; 管铭等, 2014 ).对植物而言, 异质光环境包括两方面: 一是植物长期处于不适宜其生长的异质光环境, 一是植物在生长过程中所遭遇到的短期剧烈变化的光环境.目前, 有关植物对异质光环境变化的响应及其适应性的研究主要集中于长期稳定的异质光环境方面(齐欣等, 2004 ; 段宝利等, 2005 ; Wyka et al ., 2007 ; 胡启鹏等, 2008 ; 杜宁等, 2011 ; 王满莲等, 2015 ), 而关于短期剧烈变化的异质光环境对植物的影响研究较少. ...
Chlorophyll fluorescence: A probe of photosynthesis in vivo.
1
2008
... PSII天线色素吸收光能的分配有3部分: PSII光化学反应所利用的能量部分Y (II)、PSII调节性能量耗散部分Y (NPQ )和非调节性的能量耗散部分Y (NO ), Y (II) + Y (NPQ ) + Y (NO ) = 1 (Kramer et al ., 2004 ; 向芬等, 2014 ), 分析吸收光能的分配将有利于了解植物叶片对吸收光能的处理策略.高Y (NPQ )表示叶片具有较高的可调控生理代谢, 如热耗散等形式耗散过剩的光能, 而高Y (NO )值表示PSII光化学反应和保护性调节机制没有发挥作用, 过量的激发能将对PSII产生光破坏.我们的试验结果表明, 在光强由低向高的快速变化过程中, 遮阴下2种植物的Y (II )并没有差异, 但杜鹃的Y (NPQ )明显高于比利时杜鹃(图3 ), 这说明在遮阴条件下比利时杜鹃和杜鹃叶片PSII天线色素的吸收光能分配给光化学反应部分的能量份额没有差异, 但杜鹃具有较强的通过调节性热耗散机制, 以防御过剩激发能的积累(Baker, 2008 ).全光照处理显著降低了比利时杜鹃Y (II)和Y (NPQ ), 由此导致了Y (NO )的上升, 其增幅高达37.9%-96.4%; 而全光照处理并未引起杜鹃Y (II)、Y (NPQ )和Y (NO )的显著变化(图3 ).由此可见, 全光照处理降低了比利时杜鹃叶片吸收光能向PSII光化学反应和热耗散等PSII调节性能量耗散途径的分配, 从而导致了反应中心过量激发能的积累, 产生严重的光抑制; 而杜鹃对遮阴和全光照光环境具有较强的适应能力, 在不同光环境下均能维持稳定的吸收光能分配比例. ...
映山红、锦绣杜鹃、白花杜鹃、皋月杜鹃.
2
2008
... 杜鹃(Rhododendron simsii )是杜鹃花科杜鹃属的半落叶灌木, 广泛分布于我国南方的低山及丘陵地区, 喜光耐半阴(陈定如, 2008 ).比利时杜鹃(R . hybrida )最早是由比利时园艺学家用皋月杜鹃(R . indicum )、杜鹃和白花杜鹃(R . mucronatum )等反复杂交选育而成, 喜半阴环境, 忌阳光直射, 栽培中需遮阴以避免强光伤害(尚冰, 2000 ).为此, 我们选择同属于杜鹃属的比利时杜鹃和杜鹃为研究材料, 对长期遮阴生长的植株突然暴露在全光照下一段时间后的叶片叶绿素荧光快速光曲线进行比较, 以探索这两种杜鹃花属植物叶片吸收光能分配及能量耗散途径对光环境变化的响应及其适应机制. ...
... 叶绿素荧光快速光曲线(rapid light curves, RLCs)是近年发展出来的一种光响应测定方法, 与传统的稳态光合作用光响应曲线一样, 能够提供可靠的光合活性评价(Ralph & Gademann, 2005 ).然而, 由于RLCs测定时间短, 在测量过程中不足以诱导叶片碳同化的启动, RLCs反映的是叶绿素荧光对光强变化的瞬间响应, 与光合机构的内在功能直接相关, 而不受碳同化的影响.通过解析RLCs, 可使我们了解植物叶片对光强瞬间变化的适应机制, 并判断其对强光的适应性.我们在试验中发现长期遮阴后比利时杜鹃和杜鹃在ETR (II)和q P 对瞬间的光响应, 以及J max 和PAR sat 之间均没显著差异, 仅表现为比利时杜鹃的初始斜率α 高于杜鹃(图1 , 图2 ; 表1 ).初始斜率α 代表了植物叶片对弱光的利用效率, 而J max 和PAR sat 分别代表了叶片潜在的最大光合电子传递速率和饱和光强(Ye et al ., 2013 ).这意味着长期处于遮阴条件下的杜鹃和比利时杜鹃叶片光合机构对瞬间光强变化的响应和利用能力基本一致, 杜鹃仅表现为对弱光的利用能力稍低于阴生植物比利时杜鹃.然而, 比利时杜鹃对全光照强光较为敏感, 全光照处理导致其光能利用能力的下降, 显著降低了ETR (II)、初始斜率α 和J max (图1 ; 表1 ).而杜鹃对光环境变化的适应性较强, 无论是在遮阴还是全光照下均可保持较高的瞬间光能利用能力, 表现为全光照处理5天后未明显影响到杜鹃ETR (II)、初始斜率α 和J max 的变化, 但促进了PAR sat 和q P 的升高(图1 , 图2 ; 表1 ).这与杜鹃耐阴喜光, 比利时杜鹃喜阴忌阳的生物学特性相一致(尚冰, 2000 ; 陈定如, 2008 ). ...
映山红、锦绣杜鹃、白花杜鹃、皋月杜鹃.
2
2008
... 杜鹃(Rhododendron simsii )是杜鹃花科杜鹃属的半落叶灌木, 广泛分布于我国南方的低山及丘陵地区, 喜光耐半阴(陈定如, 2008 ).比利时杜鹃(R . hybrida )最早是由比利时园艺学家用皋月杜鹃(R . indicum )、杜鹃和白花杜鹃(R . mucronatum )等反复杂交选育而成, 喜半阴环境, 忌阳光直射, 栽培中需遮阴以避免强光伤害(尚冰, 2000 ).为此, 我们选择同属于杜鹃属的比利时杜鹃和杜鹃为研究材料, 对长期遮阴生长的植株突然暴露在全光照下一段时间后的叶片叶绿素荧光快速光曲线进行比较, 以探索这两种杜鹃花属植物叶片吸收光能分配及能量耗散途径对光环境变化的响应及其适应机制. ...
... 叶绿素荧光快速光曲线(rapid light curves, RLCs)是近年发展出来的一种光响应测定方法, 与传统的稳态光合作用光响应曲线一样, 能够提供可靠的光合活性评价(Ralph & Gademann, 2005 ).然而, 由于RLCs测定时间短, 在测量过程中不足以诱导叶片碳同化的启动, RLCs反映的是叶绿素荧光对光强变化的瞬间响应, 与光合机构的内在功能直接相关, 而不受碳同化的影响.通过解析RLCs, 可使我们了解植物叶片对光强瞬间变化的适应机制, 并判断其对强光的适应性.我们在试验中发现长期遮阴后比利时杜鹃和杜鹃在ETR (II)和q P 对瞬间的光响应, 以及J max 和PAR sat 之间均没显著差异, 仅表现为比利时杜鹃的初始斜率α 高于杜鹃(图1 , 图2 ; 表1 ).初始斜率α 代表了植物叶片对弱光的利用效率, 而J max 和PAR sat 分别代表了叶片潜在的最大光合电子传递速率和饱和光强(Ye et al ., 2013 ).这意味着长期处于遮阴条件下的杜鹃和比利时杜鹃叶片光合机构对瞬间光强变化的响应和利用能力基本一致, 杜鹃仅表现为对弱光的利用能力稍低于阴生植物比利时杜鹃.然而, 比利时杜鹃对全光照强光较为敏感, 全光照处理导致其光能利用能力的下降, 显著降低了ETR (II)、初始斜率α 和J max (图1 ; 表1 ).而杜鹃对光环境变化的适应性较强, 无论是在遮阴还是全光照下均可保持较高的瞬间光能利用能力, 表现为全光照处理5天后未明显影响到杜鹃ETR (II)、初始斜率α 和J max 的变化, 但促进了PAR sat 和q P 的升高(图1 , 图2 ; 表1 ).这与杜鹃耐阴喜光, 比利时杜鹃喜阴忌阳的生物学特性相一致(尚冰, 2000 ; 陈定如, 2008 ). ...
蒙古栎和紫椴幼苗对光环境转变的光合作用响应.
1
2008
... 植物在长期的进化适应过程中形成了多种防御强光光抑制的光保护机制, 对光环境变化的光保护机制存在种间差异(陈婕等, 2008 ; 王博轶等, 2012 ; 胡文海等, 2014 ; 李志真等, 2014 ).NPQ 反映了PSII天线色素吸收光能通过热的形式耗散, 是植物光合机构的主要光保护机制之一(Demmig-Adams & Adams, 1992 ; Heraud & Beardall, 2000 ).我们的研究结果表明, 遮阴下比利时杜鹃NPQ 明显低于杜鹃(图2 ), 这说明处于遮阴弱光下生长的杜鹃具有较比利时杜鹃更强的热耗散能力, 这与遮阴下杜鹃具有较比利时杜鹃更高的Y (NPQ )的结果相一致.杜鹃具有较强的热耗散能力, 为其防御强光光抑制奠定了内在的生理基础.进一步分析全光照处理后这两种植物NPQ 的变化, 发现全光照处理显著降低了比利时杜鹃的NPQ , 但对杜鹃的NPQ 影响不大(图2 ), 该结果也与上述全光照下比利时杜鹃Y (NPQ )显著下降而杜鹃Y (NPQ )变化不大的结果相互对应(图3 ).由此可见, 在剧烈的光环境转换过程中, 全光照强光降低了比利时杜鹃热耗散能力, 吸收光能难以通过热耗散等保护途径安全耗散, 从而对PSII反应中心造成伤害. ...
蒙古栎和紫椴幼苗对光环境转变的光合作用响应.
1
2008
... 植物在长期的进化适应过程中形成了多种防御强光光抑制的光保护机制, 对光环境变化的光保护机制存在种间差异(陈婕等, 2008 ; 王博轶等, 2012 ; 胡文海等, 2014 ; 李志真等, 2014 ).NPQ 反映了PSII天线色素吸收光能通过热的形式耗散, 是植物光合机构的主要光保护机制之一(Demmig-Adams & Adams, 1992 ; Heraud & Beardall, 2000 ).我们的研究结果表明, 遮阴下比利时杜鹃NPQ 明显低于杜鹃(图2 ), 这说明处于遮阴弱光下生长的杜鹃具有较比利时杜鹃更强的热耗散能力, 这与遮阴下杜鹃具有较比利时杜鹃更高的Y (NPQ )的结果相一致.杜鹃具有较强的热耗散能力, 为其防御强光光抑制奠定了内在的生理基础.进一步分析全光照处理后这两种植物NPQ 的变化, 发现全光照处理显著降低了比利时杜鹃的NPQ , 但对杜鹃的NPQ 影响不大(图2 ), 该结果也与上述全光照下比利时杜鹃Y (NPQ )显著下降而杜鹃Y (NPQ )变化不大的结果相互对应(图3 ).由此可见, 在剧烈的光环境转换过程中, 全光照强光降低了比利时杜鹃热耗散能力, 吸收光能难以通过热耗散等保护途径安全耗散, 从而对PSII反应中心造成伤害. ...
Survey of thermal energy dissipation and pigment composition in sun and shade leaves.
1
1998
... 光是植物光合作用的唯一能量来源.Murchie和Horton (1998)依据植物对光照强度需求的不同将植物分为阳生植物、阴生植物和中间型植物3种类型.然而, 由于受到地理环境、气象因素和生态环境的影响, 植物常生长于异质光环境中.为了提高光能利用效率或避免强光伤害, 植物通过形态和生理的可塑性响应其生存的异质光环境(段宝利等, 2005 ).弱光环境下植物通过比叶面积增大、比叶重和叶片厚度降低等形态上的变化, 以及叶绿素(Chl)含量和表观量子效率增加、Chl a/b和光补偿点下降等生理变化增强对弱光的吸收利用能力(Aleric & Kirkman, 2005 ; 胡启鹏等, 2008 ; 薛伟等, 2011 ).强光环境下的植物则具有相对较高的光合电子传递速率、碳同化能力、热耗散能力和光饱和点, 以增强叶片对强光的利用和耗散能力, 防止强光下光抑制的发生(Demmig-Adams, 1998 ; Urban et al ., 2007 ; 唐辉等, 2010 ).植物对异质光环境具有一定的适应性, 适应性强弱决定了物种的分布特性及其在群落演替过程中的地位(冯玉龙等, 2002 ; 管铭等, 2014 ).对植物而言, 异质光环境包括两方面: 一是植物长期处于不适宜其生长的异质光环境, 一是植物在生长过程中所遭遇到的短期剧烈变化的光环境.目前, 有关植物对异质光环境变化的响应及其适应性的研究主要集中于长期稳定的异质光环境方面(齐欣等, 2004 ; 段宝利等, 2005 ; Wyka et al ., 2007 ; 胡启鹏等, 2008 ; 杜宁等, 2011 ; 王满莲等, 2015 ), 而关于短期剧烈变化的异质光环境对植物的影响研究较少. ...
Photoprotection and other responses of plants to high light stress.
1
1992
... 植物在长期的进化适应过程中形成了多种防御强光光抑制的光保护机制, 对光环境变化的光保护机制存在种间差异(陈婕等, 2008 ; 王博轶等, 2012 ; 胡文海等, 2014 ; 李志真等, 2014 ).NPQ 反映了PSII天线色素吸收光能通过热的形式耗散, 是植物光合机构的主要光保护机制之一(Demmig-Adams & Adams, 1992 ; Heraud & Beardall, 2000 ).我们的研究结果表明, 遮阴下比利时杜鹃NPQ 明显低于杜鹃(图2 ), 这说明处于遮阴弱光下生长的杜鹃具有较比利时杜鹃更强的热耗散能力, 这与遮阴下杜鹃具有较比利时杜鹃更高的Y (NPQ )的结果相一致.杜鹃具有较强的热耗散能力, 为其防御强光光抑制奠定了内在的生理基础.进一步分析全光照处理后这两种植物NPQ 的变化, 发现全光照处理显著降低了比利时杜鹃的NPQ , 但对杜鹃的NPQ 影响不大(图2 ), 该结果也与上述全光照下比利时杜鹃Y (NPQ )显著下降而杜鹃Y (NPQ )变化不大的结果相互对应(图3 ).由此可见, 在剧烈的光环境转换过程中, 全光照强光降低了比利时杜鹃热耗散能力, 吸收光能难以通过热耗散等保护途径安全耗散, 从而对PSII反应中心造成伤害. ...
荆条叶性状对野外不同光环境的表型可塑性.
1
2011
... 光是植物光合作用的唯一能量来源.Murchie和Horton (1998)依据植物对光照强度需求的不同将植物分为阳生植物、阴生植物和中间型植物3种类型.然而, 由于受到地理环境、气象因素和生态环境的影响, 植物常生长于异质光环境中.为了提高光能利用效率或避免强光伤害, 植物通过形态和生理的可塑性响应其生存的异质光环境(段宝利等, 2005 ).弱光环境下植物通过比叶面积增大、比叶重和叶片厚度降低等形态上的变化, 以及叶绿素(Chl)含量和表观量子效率增加、Chl a/b和光补偿点下降等生理变化增强对弱光的吸收利用能力(Aleric & Kirkman, 2005 ; 胡启鹏等, 2008 ; 薛伟等, 2011 ).强光环境下的植物则具有相对较高的光合电子传递速率、碳同化能力、热耗散能力和光饱和点, 以增强叶片对强光的利用和耗散能力, 防止强光下光抑制的发生(Demmig-Adams, 1998 ; Urban et al ., 2007 ; 唐辉等, 2010 ).植物对异质光环境具有一定的适应性, 适应性强弱决定了物种的分布特性及其在群落演替过程中的地位(冯玉龙等, 2002 ; 管铭等, 2014 ).对植物而言, 异质光环境包括两方面: 一是植物长期处于不适宜其生长的异质光环境, 一是植物在生长过程中所遭遇到的短期剧烈变化的光环境.目前, 有关植物对异质光环境变化的响应及其适应性的研究主要集中于长期稳定的异质光环境方面(齐欣等, 2004 ; 段宝利等, 2005 ; Wyka et al ., 2007 ; 胡启鹏等, 2008 ; 杜宁等, 2011 ; 王满莲等, 2015 ), 而关于短期剧烈变化的异质光环境对植物的影响研究较少. ...
荆条叶性状对野外不同光环境的表型可塑性.
1
2011
... 光是植物光合作用的唯一能量来源.Murchie和Horton (1998)依据植物对光照强度需求的不同将植物分为阳生植物、阴生植物和中间型植物3种类型.然而, 由于受到地理环境、气象因素和生态环境的影响, 植物常生长于异质光环境中.为了提高光能利用效率或避免强光伤害, 植物通过形态和生理的可塑性响应其生存的异质光环境(段宝利等, 2005 ).弱光环境下植物通过比叶面积增大、比叶重和叶片厚度降低等形态上的变化, 以及叶绿素(Chl)含量和表观量子效率增加、Chl a/b和光补偿点下降等生理变化增强对弱光的吸收利用能力(Aleric & Kirkman, 2005 ; 胡启鹏等, 2008 ; 薛伟等, 2011 ).强光环境下的植物则具有相对较高的光合电子传递速率、碳同化能力、热耗散能力和光饱和点, 以增强叶片对强光的利用和耗散能力, 防止强光下光抑制的发生(Demmig-Adams, 1998 ; Urban et al ., 2007 ; 唐辉等, 2010 ).植物对异质光环境具有一定的适应性, 适应性强弱决定了物种的分布特性及其在群落演替过程中的地位(冯玉龙等, 2002 ; 管铭等, 2014 ).对植物而言, 异质光环境包括两方面: 一是植物长期处于不适宜其生长的异质光环境, 一是植物在生长过程中所遭遇到的短期剧烈变化的光环境.目前, 有关植物对异质光环境变化的响应及其适应性的研究主要集中于长期稳定的异质光环境方面(齐欣等, 2004 ; 段宝利等, 2005 ; Wyka et al ., 2007 ; 胡启鹏等, 2008 ; 杜宁等, 2011 ; 王满莲等, 2015 ), 而关于短期剧烈变化的异质光环境对植物的影响研究较少. ...
高光和低光下木本植物形态和生理可塑性响应.
2
2005
... 光是植物光合作用的唯一能量来源.Murchie和Horton (1998)依据植物对光照强度需求的不同将植物分为阳生植物、阴生植物和中间型植物3种类型.然而, 由于受到地理环境、气象因素和生态环境的影响, 植物常生长于异质光环境中.为了提高光能利用效率或避免强光伤害, 植物通过形态和生理的可塑性响应其生存的异质光环境(段宝利等, 2005 ).弱光环境下植物通过比叶面积增大、比叶重和叶片厚度降低等形态上的变化, 以及叶绿素(Chl)含量和表观量子效率增加、Chl a/b和光补偿点下降等生理变化增强对弱光的吸收利用能力(Aleric & Kirkman, 2005 ; 胡启鹏等, 2008 ; 薛伟等, 2011 ).强光环境下的植物则具有相对较高的光合电子传递速率、碳同化能力、热耗散能力和光饱和点, 以增强叶片对强光的利用和耗散能力, 防止强光下光抑制的发生(Demmig-Adams, 1998 ; Urban et al ., 2007 ; 唐辉等, 2010 ).植物对异质光环境具有一定的适应性, 适应性强弱决定了物种的分布特性及其在群落演替过程中的地位(冯玉龙等, 2002 ; 管铭等, 2014 ).对植物而言, 异质光环境包括两方面: 一是植物长期处于不适宜其生长的异质光环境, 一是植物在生长过程中所遭遇到的短期剧烈变化的光环境.目前, 有关植物对异质光环境变化的响应及其适应性的研究主要集中于长期稳定的异质光环境方面(齐欣等, 2004 ; 段宝利等, 2005 ; Wyka et al ., 2007 ; 胡启鹏等, 2008 ; 杜宁等, 2011 ; 王满莲等, 2015 ), 而关于短期剧烈变化的异质光环境对植物的影响研究较少. ...
... ; 段宝利等, 2005 ; Wyka et al ., 2007 ; 胡启鹏等, 2008 ; 杜宁等, 2011 ; 王满莲等, 2015 ), 而关于短期剧烈变化的异质光环境对植物的影响研究较少. ...
高光和低光下木本植物形态和生理可塑性响应.
2
2005
... 光是植物光合作用的唯一能量来源.Murchie和Horton (1998)依据植物对光照强度需求的不同将植物分为阳生植物、阴生植物和中间型植物3种类型.然而, 由于受到地理环境、气象因素和生态环境的影响, 植物常生长于异质光环境中.为了提高光能利用效率或避免强光伤害, 植物通过形态和生理的可塑性响应其生存的异质光环境(段宝利等, 2005 ).弱光环境下植物通过比叶面积增大、比叶重和叶片厚度降低等形态上的变化, 以及叶绿素(Chl)含量和表观量子效率增加、Chl a/b和光补偿点下降等生理变化增强对弱光的吸收利用能力(Aleric & Kirkman, 2005 ; 胡启鹏等, 2008 ; 薛伟等, 2011 ).强光环境下的植物则具有相对较高的光合电子传递速率、碳同化能力、热耗散能力和光饱和点, 以增强叶片对强光的利用和耗散能力, 防止强光下光抑制的发生(Demmig-Adams, 1998 ; Urban et al ., 2007 ; 唐辉等, 2010 ).植物对异质光环境具有一定的适应性, 适应性强弱决定了物种的分布特性及其在群落演替过程中的地位(冯玉龙等, 2002 ; 管铭等, 2014 ).对植物而言, 异质光环境包括两方面: 一是植物长期处于不适宜其生长的异质光环境, 一是植物在生长过程中所遭遇到的短期剧烈变化的光环境.目前, 有关植物对异质光环境变化的响应及其适应性的研究主要集中于长期稳定的异质光环境方面(齐欣等, 2004 ; 段宝利等, 2005 ; Wyka et al ., 2007 ; 胡启鹏等, 2008 ; 杜宁等, 2011 ; 王满莲等, 2015 ), 而关于短期剧烈变化的异质光环境对植物的影响研究较少. ...
... ; 段宝利等, 2005 ; Wyka et al ., 2007 ; 胡启鹏等, 2008 ; 杜宁等, 2011 ; 王满莲等, 2015 ), 而关于短期剧烈变化的异质光环境对植物的影响研究较少. ...
四种热带雨林树种幼苗比叶重, 光合特性和暗呼吸对生长光环境的适应.
1
2002
... 光是植物光合作用的唯一能量来源.Murchie和Horton (1998)依据植物对光照强度需求的不同将植物分为阳生植物、阴生植物和中间型植物3种类型.然而, 由于受到地理环境、气象因素和生态环境的影响, 植物常生长于异质光环境中.为了提高光能利用效率或避免强光伤害, 植物通过形态和生理的可塑性响应其生存的异质光环境(段宝利等, 2005 ).弱光环境下植物通过比叶面积增大、比叶重和叶片厚度降低等形态上的变化, 以及叶绿素(Chl)含量和表观量子效率增加、Chl a/b和光补偿点下降等生理变化增强对弱光的吸收利用能力(Aleric & Kirkman, 2005 ; 胡启鹏等, 2008 ; 薛伟等, 2011 ).强光环境下的植物则具有相对较高的光合电子传递速率、碳同化能力、热耗散能力和光饱和点, 以增强叶片对强光的利用和耗散能力, 防止强光下光抑制的发生(Demmig-Adams, 1998 ; Urban et al ., 2007 ; 唐辉等, 2010 ).植物对异质光环境具有一定的适应性, 适应性强弱决定了物种的分布特性及其在群落演替过程中的地位(冯玉龙等, 2002 ; 管铭等, 2014 ).对植物而言, 异质光环境包括两方面: 一是植物长期处于不适宜其生长的异质光环境, 一是植物在生长过程中所遭遇到的短期剧烈变化的光环境.目前, 有关植物对异质光环境变化的响应及其适应性的研究主要集中于长期稳定的异质光环境方面(齐欣等, 2004 ; 段宝利等, 2005 ; Wyka et al ., 2007 ; 胡启鹏等, 2008 ; 杜宁等, 2011 ; 王满莲等, 2015 ), 而关于短期剧烈变化的异质光环境对植物的影响研究较少. ...
四种热带雨林树种幼苗比叶重, 光合特性和暗呼吸对生长光环境的适应.
1
2002
... 光是植物光合作用的唯一能量来源.Murchie和Horton (1998)依据植物对光照强度需求的不同将植物分为阳生植物、阴生植物和中间型植物3种类型.然而, 由于受到地理环境、气象因素和生态环境的影响, 植物常生长于异质光环境中.为了提高光能利用效率或避免强光伤害, 植物通过形态和生理的可塑性响应其生存的异质光环境(段宝利等, 2005 ).弱光环境下植物通过比叶面积增大、比叶重和叶片厚度降低等形态上的变化, 以及叶绿素(Chl)含量和表观量子效率增加、Chl a/b和光补偿点下降等生理变化增强对弱光的吸收利用能力(Aleric & Kirkman, 2005 ; 胡启鹏等, 2008 ; 薛伟等, 2011 ).强光环境下的植物则具有相对较高的光合电子传递速率、碳同化能力、热耗散能力和光饱和点, 以增强叶片对强光的利用和耗散能力, 防止强光下光抑制的发生(Demmig-Adams, 1998 ; Urban et al ., 2007 ; 唐辉等, 2010 ).植物对异质光环境具有一定的适应性, 适应性强弱决定了物种的分布特性及其在群落演替过程中的地位(冯玉龙等, 2002 ; 管铭等, 2014 ).对植物而言, 异质光环境包括两方面: 一是植物长期处于不适宜其生长的异质光环境, 一是植物在生长过程中所遭遇到的短期剧烈变化的光环境.目前, 有关植物对异质光环境变化的响应及其适应性的研究主要集中于长期稳定的异质光环境方面(齐欣等, 2004 ; 段宝利等, 2005 ; Wyka et al ., 2007 ; 胡启鹏等, 2008 ; 杜宁等, 2011 ; 王满莲等, 2015 ), 而关于短期剧烈变化的异质光环境对植物的影响研究较少. ...
千岛湖次生林优势种植物光合特性对不同光环境的响应.
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2014
... 光是植物光合作用的唯一能量来源.Murchie和Horton (1998)依据植物对光照强度需求的不同将植物分为阳生植物、阴生植物和中间型植物3种类型.然而, 由于受到地理环境、气象因素和生态环境的影响, 植物常生长于异质光环境中.为了提高光能利用效率或避免强光伤害, 植物通过形态和生理的可塑性响应其生存的异质光环境(段宝利等, 2005 ).弱光环境下植物通过比叶面积增大、比叶重和叶片厚度降低等形态上的变化, 以及叶绿素(Chl)含量和表观量子效率增加、Chl a/b和光补偿点下降等生理变化增强对弱光的吸收利用能力(Aleric & Kirkman, 2005 ; 胡启鹏等, 2008 ; 薛伟等, 2011 ).强光环境下的植物则具有相对较高的光合电子传递速率、碳同化能力、热耗散能力和光饱和点, 以增强叶片对强光的利用和耗散能力, 防止强光下光抑制的发生(Demmig-Adams, 1998 ; Urban et al ., 2007 ; 唐辉等, 2010 ).植物对异质光环境具有一定的适应性, 适应性强弱决定了物种的分布特性及其在群落演替过程中的地位(冯玉龙等, 2002 ; 管铭等, 2014 ).对植物而言, 异质光环境包括两方面: 一是植物长期处于不适宜其生长的异质光环境, 一是植物在生长过程中所遭遇到的短期剧烈变化的光环境.目前, 有关植物对异质光环境变化的响应及其适应性的研究主要集中于长期稳定的异质光环境方面(齐欣等, 2004 ; 段宝利等, 2005 ; Wyka et al ., 2007 ; 胡启鹏等, 2008 ; 杜宁等, 2011 ; 王满莲等, 2015 ), 而关于短期剧烈变化的异质光环境对植物的影响研究较少. ...
千岛湖次生林优势种植物光合特性对不同光环境的响应.
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2014
... 光是植物光合作用的唯一能量来源.Murchie和Horton (1998)依据植物对光照强度需求的不同将植物分为阳生植物、阴生植物和中间型植物3种类型.然而, 由于受到地理环境、气象因素和生态环境的影响, 植物常生长于异质光环境中.为了提高光能利用效率或避免强光伤害, 植物通过形态和生理的可塑性响应其生存的异质光环境(段宝利等, 2005 ).弱光环境下植物通过比叶面积增大、比叶重和叶片厚度降低等形态上的变化, 以及叶绿素(Chl)含量和表观量子效率增加、Chl a/b和光补偿点下降等生理变化增强对弱光的吸收利用能力(Aleric & Kirkman, 2005 ; 胡启鹏等, 2008 ; 薛伟等, 2011 ).强光环境下的植物则具有相对较高的光合电子传递速率、碳同化能力、热耗散能力和光饱和点, 以增强叶片对强光的利用和耗散能力, 防止强光下光抑制的发生(Demmig-Adams, 1998 ; Urban et al ., 2007 ; 唐辉等, 2010 ).植物对异质光环境具有一定的适应性, 适应性强弱决定了物种的分布特性及其在群落演替过程中的地位(冯玉龙等, 2002 ; 管铭等, 2014 ).对植物而言, 异质光环境包括两方面: 一是植物长期处于不适宜其生长的异质光环境, 一是植物在生长过程中所遭遇到的短期剧烈变化的光环境.目前, 有关植物对异质光环境变化的响应及其适应性的研究主要集中于长期稳定的异质光环境方面(齐欣等, 2004 ; 段宝利等, 2005 ; Wyka et al ., 2007 ; 胡启鹏等, 2008 ; 杜宁等, 2011 ; 王满莲等, 2015 ), 而关于短期剧烈变化的异质光环境对植物的影响研究较少. ...
Changes in chlorophyll fluorescence during exposure of Dunaliella tertiolecta to UV radiation indicate a dynamic interaction between damage and repair processes.
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2000
... 植物在长期的进化适应过程中形成了多种防御强光光抑制的光保护机制, 对光环境变化的光保护机制存在种间差异(陈婕等, 2008 ; 王博轶等, 2012 ; 胡文海等, 2014 ; 李志真等, 2014 ).NPQ 反映了PSII天线色素吸收光能通过热的形式耗散, 是植物光合机构的主要光保护机制之一(Demmig-Adams & Adams, 1992 ; Heraud & Beardall, 2000 ).我们的研究结果表明, 遮阴下比利时杜鹃NPQ 明显低于杜鹃(图2 ), 这说明处于遮阴弱光下生长的杜鹃具有较比利时杜鹃更强的热耗散能力, 这与遮阴下杜鹃具有较比利时杜鹃更高的Y (NPQ )的结果相一致.杜鹃具有较强的热耗散能力, 为其防御强光光抑制奠定了内在的生理基础.进一步分析全光照处理后这两种植物NPQ 的变化, 发现全光照处理显著降低了比利时杜鹃的NPQ , 但对杜鹃的NPQ 影响不大(图2 ), 该结果也与上述全光照下比利时杜鹃Y (NPQ )显著下降而杜鹃Y (NPQ )变化不大的结果相互对应(图3 ).由此可见, 在剧烈的光环境转换过程中, 全光照强光降低了比利时杜鹃热耗散能力, 吸收光能难以通过热耗散等保护途径安全耗散, 从而对PSII反应中心造成伤害. ...
不同光环境下亚热带常绿阔叶树种和落叶阔叶树种幼苗的叶形态和光合生理特征.
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2008
... 光是植物光合作用的唯一能量来源.Murchie和Horton (1998)依据植物对光照强度需求的不同将植物分为阳生植物、阴生植物和中间型植物3种类型.然而, 由于受到地理环境、气象因素和生态环境的影响, 植物常生长于异质光环境中.为了提高光能利用效率或避免强光伤害, 植物通过形态和生理的可塑性响应其生存的异质光环境(段宝利等, 2005 ).弱光环境下植物通过比叶面积增大、比叶重和叶片厚度降低等形态上的变化, 以及叶绿素(Chl)含量和表观量子效率增加、Chl a/b和光补偿点下降等生理变化增强对弱光的吸收利用能力(Aleric & Kirkman, 2005 ; 胡启鹏等, 2008 ; 薛伟等, 2011 ).强光环境下的植物则具有相对较高的光合电子传递速率、碳同化能力、热耗散能力和光饱和点, 以增强叶片对强光的利用和耗散能力, 防止强光下光抑制的发生(Demmig-Adams, 1998 ; Urban et al ., 2007 ; 唐辉等, 2010 ).植物对异质光环境具有一定的适应性, 适应性强弱决定了物种的分布特性及其在群落演替过程中的地位(冯玉龙等, 2002 ; 管铭等, 2014 ).对植物而言, 异质光环境包括两方面: 一是植物长期处于不适宜其生长的异质光环境, 一是植物在生长过程中所遭遇到的短期剧烈变化的光环境.目前, 有关植物对异质光环境变化的响应及其适应性的研究主要集中于长期稳定的异质光环境方面(齐欣等, 2004 ; 段宝利等, 2005 ; Wyka et al ., 2007 ; 胡启鹏等, 2008 ; 杜宁等, 2011 ; 王满莲等, 2015 ), 而关于短期剧烈变化的异质光环境对植物的影响研究较少. ...
... ; 胡启鹏等, 2008 ; 杜宁等, 2011 ; 王满莲等, 2015 ), 而关于短期剧烈变化的异质光环境对植物的影响研究较少. ...
不同光环境下亚热带常绿阔叶树种和落叶阔叶树种幼苗的叶形态和光合生理特征.
2
2008
... 光是植物光合作用的唯一能量来源.Murchie和Horton (1998)依据植物对光照强度需求的不同将植物分为阳生植物、阴生植物和中间型植物3种类型.然而, 由于受到地理环境、气象因素和生态环境的影响, 植物常生长于异质光环境中.为了提高光能利用效率或避免强光伤害, 植物通过形态和生理的可塑性响应其生存的异质光环境(段宝利等, 2005 ).弱光环境下植物通过比叶面积增大、比叶重和叶片厚度降低等形态上的变化, 以及叶绿素(Chl)含量和表观量子效率增加、Chl a/b和光补偿点下降等生理变化增强对弱光的吸收利用能力(Aleric & Kirkman, 2005 ; 胡启鹏等, 2008 ; 薛伟等, 2011 ).强光环境下的植物则具有相对较高的光合电子传递速率、碳同化能力、热耗散能力和光饱和点, 以增强叶片对强光的利用和耗散能力, 防止强光下光抑制的发生(Demmig-Adams, 1998 ; Urban et al ., 2007 ; 唐辉等, 2010 ).植物对异质光环境具有一定的适应性, 适应性强弱决定了物种的分布特性及其在群落演替过程中的地位(冯玉龙等, 2002 ; 管铭等, 2014 ).对植物而言, 异质光环境包括两方面: 一是植物长期处于不适宜其生长的异质光环境, 一是植物在生长过程中所遭遇到的短期剧烈变化的光环境.目前, 有关植物对异质光环境变化的响应及其适应性的研究主要集中于长期稳定的异质光环境方面(齐欣等, 2004 ; 段宝利等, 2005 ; Wyka et al ., 2007 ; 胡启鹏等, 2008 ; 杜宁等, 2011 ; 王满莲等, 2015 ), 而关于短期剧烈变化的异质光环境对植物的影响研究较少. ...
... ; 胡启鹏等, 2008 ; 杜宁等, 2011 ; 王满莲等, 2015 ), 而关于短期剧烈变化的异质光环境对植物的影响研究较少. ...
长期遮荫后全光照对羊踯躅叶片光抑制及光保护机制的影响.
1
2014
... 植物在长期的进化适应过程中形成了多种防御强光光抑制的光保护机制, 对光环境变化的光保护机制存在种间差异(陈婕等, 2008 ; 王博轶等, 2012 ; 胡文海等, 2014 ; 李志真等, 2014 ).NPQ 反映了PSII天线色素吸收光能通过热的形式耗散, 是植物光合机构的主要光保护机制之一(Demmig-Adams & Adams, 1992 ; Heraud & Beardall, 2000 ).我们的研究结果表明, 遮阴下比利时杜鹃NPQ 明显低于杜鹃(图2 ), 这说明处于遮阴弱光下生长的杜鹃具有较比利时杜鹃更强的热耗散能力, 这与遮阴下杜鹃具有较比利时杜鹃更高的Y (NPQ )的结果相一致.杜鹃具有较强的热耗散能力, 为其防御强光光抑制奠定了内在的生理基础.进一步分析全光照处理后这两种植物NPQ 的变化, 发现全光照处理显著降低了比利时杜鹃的NPQ , 但对杜鹃的NPQ 影响不大(图2 ), 该结果也与上述全光照下比利时杜鹃Y (NPQ )显著下降而杜鹃Y (NPQ )变化不大的结果相互对应(图3 ).由此可见, 在剧烈的光环境转换过程中, 全光照强光降低了比利时杜鹃热耗散能力, 吸收光能难以通过热耗散等保护途径安全耗散, 从而对PSII反应中心造成伤害. ...
长期遮荫后全光照对羊踯躅叶片光抑制及光保护机制的影响.
1
2014
... 植物在长期的进化适应过程中形成了多种防御强光光抑制的光保护机制, 对光环境变化的光保护机制存在种间差异(陈婕等, 2008 ; 王博轶等, 2012 ; 胡文海等, 2014 ; 李志真等, 2014 ).NPQ 反映了PSII天线色素吸收光能通过热的形式耗散, 是植物光合机构的主要光保护机制之一(Demmig-Adams & Adams, 1992 ; Heraud & Beardall, 2000 ).我们的研究结果表明, 遮阴下比利时杜鹃NPQ 明显低于杜鹃(图2 ), 这说明处于遮阴弱光下生长的杜鹃具有较比利时杜鹃更强的热耗散能力, 这与遮阴下杜鹃具有较比利时杜鹃更高的Y (NPQ )的结果相一致.杜鹃具有较强的热耗散能力, 为其防御强光光抑制奠定了内在的生理基础.进一步分析全光照处理后这两种植物NPQ 的变化, 发现全光照处理显著降低了比利时杜鹃的NPQ , 但对杜鹃的NPQ 影响不大(图2 ), 该结果也与上述全光照下比利时杜鹃Y (NPQ )显著下降而杜鹃Y (NPQ )变化不大的结果相互对应(图3 ).由此可见, 在剧烈的光环境转换过程中, 全光照强光降低了比利时杜鹃热耗散能力, 吸收光能难以通过热耗散等保护途径安全耗散, 从而对PSII反应中心造成伤害. ...
Stimulation of cyclic electron flow during recovery after chilling-induced photoinhibition of PSII.
1
2010
... 吸收光能分配到PSII后还可通过下游围绕PSI的环式电子传递(PSI-CEF)以减轻PSII激发压的积累, 因此PSI-CEF也是植物重要的光保护机制(Huang et al ., 2010 ).ETR (I)/ETR (II)的比值超过1表示叶片出现了PSI-CEF (Miyake et al ., 2005 ; 李维等, 2012 ).试验表明, 遮阴下生长的比利时杜鹃叶片在弱光下并未启动PSI-CEF, 但随着光照强度的增加PSI-CEF也随之启动并增加, 全光照处理则诱导了PSI-CEF的增强(图1 ).PSI-CEF不仅可以减轻PSII激发压的积累, 还可以形成较高的跨膜质子梯度, 有助于ATP的合成以及PSII的修复(李维等, 2012 ), 这可能是比利时杜鹃对强光环境的一种防御措施.同时, 我们感兴趣地发现, 遮阴下和全光照处理后的杜鹃叶片ETR (I)/ETR (II)均大于1, 且两者间无显著差异(图1 ), 其表现与吸收光能分配(Y (II)、Y (NPQ )、Y (NO ))和热耗散(NPQ )对光环境变化的响应相一致(图2 , 图3 ).我们推测, 杜鹃具有耐阴喜光的生物学特性, 在遮阴弱光环境和全光照强光环境下, 其对光能的吸收、利用和耗散能力均可维持一个稳定的分配比例, 全光照下光化学反应所形成的同化力可被碳同化充分利用, 因此并不需要额外增加热耗散和环式电子传递等能量耗散途径以消耗过量的电子, 也未造成PSII激发能的积累, 因此全光照强光也未造成杜鹃叶片光抑制的发生. ...
New fluorescence parameters for the determination of QA redox state and excitation energy fluxes.
1
2004
... PSII天线色素吸收光能的分配有3部分: PSII光化学反应所利用的能量部分Y (II)、PSII调节性能量耗散部分Y (NPQ )和非调节性的能量耗散部分Y (NO ), Y (II) + Y (NPQ ) + Y (NO ) = 1 (Kramer et al ., 2004 ; 向芬等, 2014 ), 分析吸收光能的分配将有利于了解植物叶片对吸收光能的处理策略.高Y (NPQ )表示叶片具有较高的可调控生理代谢, 如热耗散等形式耗散过剩的光能, 而高Y (NO )值表示PSII光化学反应和保护性调节机制没有发挥作用, 过量的激发能将对PSII产生光破坏.我们的试验结果表明, 在光强由低向高的快速变化过程中, 遮阴下2种植物的Y (II )并没有差异, 但杜鹃的Y (NPQ )明显高于比利时杜鹃(图3 ), 这说明在遮阴条件下比利时杜鹃和杜鹃叶片PSII天线色素的吸收光能分配给光化学反应部分的能量份额没有差异, 但杜鹃具有较强的通过调节性热耗散机制, 以防御过剩激发能的积累(Baker, 2008 ).全光照处理显著降低了比利时杜鹃Y (II)和Y (NPQ ), 由此导致了Y (NO )的上升, 其增幅高达37.9%-96.4%; 而全光照处理并未引起杜鹃Y (II)、Y (NPQ )和Y (NO )的显著变化(图3 ).由此可见, 全光照处理降低了比利时杜鹃叶片吸收光能向PSII光化学反应和热耗散等PSII调节性能量耗散途径的分配, 从而导致了反应中心过量激发能的积累, 产生严重的光抑制; 而杜鹃对遮阴和全光照光环境具有较强的适应能力, 在不同光环境下均能维持稳定的吸收光能分配比例. ...
田间条件下棉花幼叶光合特性及光保护机制.
2
2012
... 吸收光能分配到PSII后还可通过下游围绕PSI的环式电子传递(PSI-CEF)以减轻PSII激发压的积累, 因此PSI-CEF也是植物重要的光保护机制(Huang et al ., 2010 ).ETR (I)/ETR (II)的比值超过1表示叶片出现了PSI-CEF (Miyake et al ., 2005 ; 李维等, 2012 ).试验表明, 遮阴下生长的比利时杜鹃叶片在弱光下并未启动PSI-CEF, 但随着光照强度的增加PSI-CEF也随之启动并增加, 全光照处理则诱导了PSI-CEF的增强(图1 ).PSI-CEF不仅可以减轻PSII激发压的积累, 还可以形成较高的跨膜质子梯度, 有助于ATP的合成以及PSII的修复(李维等, 2012 ), 这可能是比利时杜鹃对强光环境的一种防御措施.同时, 我们感兴趣地发现, 遮阴下和全光照处理后的杜鹃叶片ETR (I)/ETR (II)均大于1, 且两者间无显著差异(图1 ), 其表现与吸收光能分配(Y (II)、Y (NPQ )、Y (NO ))和热耗散(NPQ )对光环境变化的响应相一致(图2 , 图3 ).我们推测, 杜鹃具有耐阴喜光的生物学特性, 在遮阴弱光环境和全光照强光环境下, 其对光能的吸收、利用和耗散能力均可维持一个稳定的分配比例, 全光照下光化学反应所形成的同化力可被碳同化充分利用, 因此并不需要额外增加热耗散和环式电子传递等能量耗散途径以消耗过量的电子, 也未造成PSII激发能的积累, 因此全光照强光也未造成杜鹃叶片光抑制的发生. ...
... ).PSI-CEF不仅可以减轻PSII激发压的积累, 还可以形成较高的跨膜质子梯度, 有助于ATP的合成以及PSII的修复(李维等, 2012 ), 这可能是比利时杜鹃对强光环境的一种防御措施.同时, 我们感兴趣地发现, 遮阴下和全光照处理后的杜鹃叶片ETR (I)/ETR (II)均大于1, 且两者间无显著差异(图1 ), 其表现与吸收光能分配(Y (II)、Y (NPQ )、Y (NO ))和热耗散(NPQ )对光环境变化的响应相一致(图2 , 图3 ).我们推测, 杜鹃具有耐阴喜光的生物学特性, 在遮阴弱光环境和全光照强光环境下, 其对光能的吸收、利用和耗散能力均可维持一个稳定的分配比例, 全光照下光化学反应所形成的同化力可被碳同化充分利用, 因此并不需要额外增加热耗散和环式电子传递等能量耗散途径以消耗过量的电子, 也未造成PSII激发能的积累, 因此全光照强光也未造成杜鹃叶片光抑制的发生. ...
田间条件下棉花幼叶光合特性及光保护机制.
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2012
... 吸收光能分配到PSII后还可通过下游围绕PSI的环式电子传递(PSI-CEF)以减轻PSII激发压的积累, 因此PSI-CEF也是植物重要的光保护机制(Huang et al ., 2010 ).ETR (I)/ETR (II)的比值超过1表示叶片出现了PSI-CEF (Miyake et al ., 2005 ; 李维等, 2012 ).试验表明, 遮阴下生长的比利时杜鹃叶片在弱光下并未启动PSI-CEF, 但随着光照强度的增加PSI-CEF也随之启动并增加, 全光照处理则诱导了PSI-CEF的增强(图1 ).PSI-CEF不仅可以减轻PSII激发压的积累, 还可以形成较高的跨膜质子梯度, 有助于ATP的合成以及PSII的修复(李维等, 2012 ), 这可能是比利时杜鹃对强光环境的一种防御措施.同时, 我们感兴趣地发现, 遮阴下和全光照处理后的杜鹃叶片ETR (I)/ETR (II)均大于1, 且两者间无显著差异(图1 ), 其表现与吸收光能分配(Y (II)、Y (NPQ )、Y (NO ))和热耗散(NPQ )对光环境变化的响应相一致(图2 , 图3 ).我们推测, 杜鹃具有耐阴喜光的生物学特性, 在遮阴弱光环境和全光照强光环境下, 其对光能的吸收、利用和耗散能力均可维持一个稳定的分配比例, 全光照下光化学反应所形成的同化力可被碳同化充分利用, 因此并不需要额外增加热耗散和环式电子传递等能量耗散途径以消耗过量的电子, 也未造成PSII激发能的积累, 因此全光照强光也未造成杜鹃叶片光抑制的发生. ...
... ).PSI-CEF不仅可以减轻PSII激发压的积累, 还可以形成较高的跨膜质子梯度, 有助于ATP的合成以及PSII的修复(李维等, 2012 ), 这可能是比利时杜鹃对强光环境的一种防御措施.同时, 我们感兴趣地发现, 遮阴下和全光照处理后的杜鹃叶片ETR (I)/ETR (II)均大于1, 且两者间无显著差异(图1 ), 其表现与吸收光能分配(Y (II)、Y (NPQ )、Y (NO ))和热耗散(NPQ )对光环境变化的响应相一致(图2 , 图3 ).我们推测, 杜鹃具有耐阴喜光的生物学特性, 在遮阴弱光环境和全光照强光环境下, 其对光能的吸收、利用和耗散能力均可维持一个稳定的分配比例, 全光照下光化学反应所形成的同化力可被碳同化充分利用, 因此并不需要额外增加热耗散和环式电子传递等能量耗散途径以消耗过量的电子, 也未造成PSII激发能的积累, 因此全光照强光也未造成杜鹃叶片光抑制的发生. ...
环境强光诱导玉簪叶片光抑制的机制.
1
2014
... 植物在长期的进化适应过程中形成了多种防御强光光抑制的光保护机制, 对光环境变化的光保护机制存在种间差异(陈婕等, 2008 ; 王博轶等, 2012 ; 胡文海等, 2014 ; 李志真等, 2014 ).NPQ 反映了PSII天线色素吸收光能通过热的形式耗散, 是植物光合机构的主要光保护机制之一(Demmig-Adams & Adams, 1992 ; Heraud & Beardall, 2000 ).我们的研究结果表明, 遮阴下比利时杜鹃NPQ 明显低于杜鹃(图2 ), 这说明处于遮阴弱光下生长的杜鹃具有较比利时杜鹃更强的热耗散能力, 这与遮阴下杜鹃具有较比利时杜鹃更高的Y (NPQ )的结果相一致.杜鹃具有较强的热耗散能力, 为其防御强光光抑制奠定了内在的生理基础.进一步分析全光照处理后这两种植物NPQ 的变化, 发现全光照处理显著降低了比利时杜鹃的NPQ , 但对杜鹃的NPQ 影响不大(图2 ), 该结果也与上述全光照下比利时杜鹃Y (NPQ )显著下降而杜鹃Y (NPQ )变化不大的结果相互对应(图3 ).由此可见, 在剧烈的光环境转换过程中, 全光照强光降低了比利时杜鹃热耗散能力, 吸收光能难以通过热耗散等保护途径安全耗散, 从而对PSII反应中心造成伤害. ...
环境强光诱导玉簪叶片光抑制的机制.
1
2014
... 植物在长期的进化适应过程中形成了多种防御强光光抑制的光保护机制, 对光环境变化的光保护机制存在种间差异(陈婕等, 2008 ; 王博轶等, 2012 ; 胡文海等, 2014 ; 李志真等, 2014 ).NPQ 反映了PSII天线色素吸收光能通过热的形式耗散, 是植物光合机构的主要光保护机制之一(Demmig-Adams & Adams, 1992 ; Heraud & Beardall, 2000 ).我们的研究结果表明, 遮阴下比利时杜鹃NPQ 明显低于杜鹃(图2 ), 这说明处于遮阴弱光下生长的杜鹃具有较比利时杜鹃更强的热耗散能力, 这与遮阴下杜鹃具有较比利时杜鹃更高的Y (NPQ )的结果相一致.杜鹃具有较强的热耗散能力, 为其防御强光光抑制奠定了内在的生理基础.进一步分析全光照处理后这两种植物NPQ 的变化, 发现全光照处理显著降低了比利时杜鹃的NPQ , 但对杜鹃的NPQ 影响不大(图2 ), 该结果也与上述全光照下比利时杜鹃Y (NPQ )显著下降而杜鹃Y (NPQ )变化不大的结果相互对应(图3 ).由此可见, 在剧烈的光环境转换过程中, 全光照强光降低了比利时杜鹃热耗散能力, 吸收光能难以通过热耗散等保护途径安全耗散, 从而对PSII反应中心造成伤害. ...
CO2 response of cyclic electron flow around PSI (CEF-PSI) in tobacco leaves-relative electron fluxes through PSI and PSII determine the magnitude of non-photochemical quenching (NPQ) of Chl fluorescence.
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2005
... 吸收光能分配到PSII后还可通过下游围绕PSI的环式电子传递(PSI-CEF)以减轻PSII激发压的积累, 因此PSI-CEF也是植物重要的光保护机制(Huang et al ., 2010 ).ETR (I)/ETR (II)的比值超过1表示叶片出现了PSI-CEF (Miyake et al ., 2005 ; 李维等, 2012 ).试验表明, 遮阴下生长的比利时杜鹃叶片在弱光下并未启动PSI-CEF, 但随着光照强度的增加PSI-CEF也随之启动并增加, 全光照处理则诱导了PSI-CEF的增强(图1 ).PSI-CEF不仅可以减轻PSII激发压的积累, 还可以形成较高的跨膜质子梯度, 有助于ATP的合成以及PSII的修复(李维等, 2012 ), 这可能是比利时杜鹃对强光环境的一种防御措施.同时, 我们感兴趣地发现, 遮阴下和全光照处理后的杜鹃叶片ETR (I)/ETR (II)均大于1, 且两者间无显著差异(图1 ), 其表现与吸收光能分配(Y (II)、Y (NPQ )、Y (NO ))和热耗散(NPQ )对光环境变化的响应相一致(图2 , 图3 ).我们推测, 杜鹃具有耐阴喜光的生物学特性, 在遮阴弱光环境和全光照强光环境下, 其对光能的吸收、利用和耗散能力均可维持一个稳定的分配比例, 全光照下光化学反应所形成的同化力可被碳同化充分利用, 因此并不需要额外增加热耗散和环式电子传递等能量耗散途径以消耗过量的电子, 也未造成PSII激发能的积累, 因此全光照强光也未造成杜鹃叶片光抑制的发生. ...
Contrasting patterns of photosynthetic acclimation to the light environment are dependent on the differential expression of the responses to altered irradiance and spectral quality.
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1998
The winter- red-leaf syndrome in Pistacia lentiscus: Evidence that the anthocyanic phenotype suffers from nitrogen deficiency, low carboxylation efficiency and high risk of photoinhibition.
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2011
... F v /F m 的降低表示植物受到光抑制(Nikiforou et al ., 2011 ).我们的试验结果表明, 全光照处理导致比利时杜鹃叶片发生严重的光抑制, 而只引起杜鹃轻微光抑制的发生(表1 ).这说明长期处于遮阴环境中的杜鹃对全光照强光环境的适应性明显高于比利时杜鹃, 能较好地适应光环境的剧烈变化. ...
热带雨林蒲桃属3个树种的幼苗光合作用对生长光强的适应.
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2004
... 光是植物光合作用的唯一能量来源.Murchie和Horton (1998)依据植物对光照强度需求的不同将植物分为阳生植物、阴生植物和中间型植物3种类型.然而, 由于受到地理环境、气象因素和生态环境的影响, 植物常生长于异质光环境中.为了提高光能利用效率或避免强光伤害, 植物通过形态和生理的可塑性响应其生存的异质光环境(段宝利等, 2005 ).弱光环境下植物通过比叶面积增大、比叶重和叶片厚度降低等形态上的变化, 以及叶绿素(Chl)含量和表观量子效率增加、Chl a/b和光补偿点下降等生理变化增强对弱光的吸收利用能力(Aleric & Kirkman, 2005 ; 胡启鹏等, 2008 ; 薛伟等, 2011 ).强光环境下的植物则具有相对较高的光合电子传递速率、碳同化能力、热耗散能力和光饱和点, 以增强叶片对强光的利用和耗散能力, 防止强光下光抑制的发生(Demmig-Adams, 1998 ; Urban et al ., 2007 ; 唐辉等, 2010 ).植物对异质光环境具有一定的适应性, 适应性强弱决定了物种的分布特性及其在群落演替过程中的地位(冯玉龙等, 2002 ; 管铭等, 2014 ).对植物而言, 异质光环境包括两方面: 一是植物长期处于不适宜其生长的异质光环境, 一是植物在生长过程中所遭遇到的短期剧烈变化的光环境.目前, 有关植物对异质光环境变化的响应及其适应性的研究主要集中于长期稳定的异质光环境方面(齐欣等, 2004 ; 段宝利等, 2005 ; Wyka et al ., 2007 ; 胡启鹏等, 2008 ; 杜宁等, 2011 ; 王满莲等, 2015 ), 而关于短期剧烈变化的异质光环境对植物的影响研究较少. ...
热带雨林蒲桃属3个树种的幼苗光合作用对生长光强的适应.
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2004
... 光是植物光合作用的唯一能量来源.Murchie和Horton (1998)依据植物对光照强度需求的不同将植物分为阳生植物、阴生植物和中间型植物3种类型.然而, 由于受到地理环境、气象因素和生态环境的影响, 植物常生长于异质光环境中.为了提高光能利用效率或避免强光伤害, 植物通过形态和生理的可塑性响应其生存的异质光环境(段宝利等, 2005 ).弱光环境下植物通过比叶面积增大、比叶重和叶片厚度降低等形态上的变化, 以及叶绿素(Chl)含量和表观量子效率增加、Chl a/b和光补偿点下降等生理变化增强对弱光的吸收利用能力(Aleric & Kirkman, 2005 ; 胡启鹏等, 2008 ; 薛伟等, 2011 ).强光环境下的植物则具有相对较高的光合电子传递速率、碳同化能力、热耗散能力和光饱和点, 以增强叶片对强光的利用和耗散能力, 防止强光下光抑制的发生(Demmig-Adams, 1998 ; Urban et al ., 2007 ; 唐辉等, 2010 ).植物对异质光环境具有一定的适应性, 适应性强弱决定了物种的分布特性及其在群落演替过程中的地位(冯玉龙等, 2002 ; 管铭等, 2014 ).对植物而言, 异质光环境包括两方面: 一是植物长期处于不适宜其生长的异质光环境, 一是植物在生长过程中所遭遇到的短期剧烈变化的光环境.目前, 有关植物对异质光环境变化的响应及其适应性的研究主要集中于长期稳定的异质光环境方面(齐欣等, 2004 ; 段宝利等, 2005 ; Wyka et al ., 2007 ; 胡启鹏等, 2008 ; 杜宁等, 2011 ; 王满莲等, 2015 ), 而关于短期剧烈变化的异质光环境对植物的影响研究较少. ...
Rapid light curves: A powerful tool to assess photosynthetic activity.
1
2005
... 叶绿素荧光快速光曲线(rapid light curves, RLCs)是近年发展出来的一种光响应测定方法, 与传统的稳态光合作用光响应曲线一样, 能够提供可靠的光合活性评价(Ralph & Gademann, 2005 ).然而, 由于RLCs测定时间短, 在测量过程中不足以诱导叶片碳同化的启动, RLCs反映的是叶绿素荧光对光强变化的瞬间响应, 与光合机构的内在功能直接相关, 而不受碳同化的影响.通过解析RLCs, 可使我们了解植物叶片对光强瞬间变化的适应机制, 并判断其对强光的适应性.我们在试验中发现长期遮阴后比利时杜鹃和杜鹃在ETR (II)和q P 对瞬间的光响应, 以及J max 和PAR sat 之间均没显著差异, 仅表现为比利时杜鹃的初始斜率α 高于杜鹃(图1 , 图2 ; 表1 ).初始斜率α 代表了植物叶片对弱光的利用效率, 而J max 和PAR sat 分别代表了叶片潜在的最大光合电子传递速率和饱和光强(Ye et al ., 2013 ).这意味着长期处于遮阴条件下的杜鹃和比利时杜鹃叶片光合机构对瞬间光强变化的响应和利用能力基本一致, 杜鹃仅表现为对弱光的利用能力稍低于阴生植物比利时杜鹃.然而, 比利时杜鹃对全光照强光较为敏感, 全光照处理导致其光能利用能力的下降, 显著降低了ETR (II)、初始斜率α 和J max (图1 ; 表1 ).而杜鹃对光环境变化的适应性较强, 无论是在遮阴还是全光照下均可保持较高的瞬间光能利用能力, 表现为全光照处理5天后未明显影响到杜鹃ETR (II)、初始斜率α 和J max 的变化, 但促进了PAR sat 和q P 的升高(图1 , 图2 ; 表1 ).这与杜鹃耐阴喜光, 比利时杜鹃喜阴忌阳的生物学特性相一致(尚冰, 2000 ; 陈定如, 2008 ). ...
比利时杜鹃的生态特性与栽培技术.
2
2000
... 杜鹃(Rhododendron simsii )是杜鹃花科杜鹃属的半落叶灌木, 广泛分布于我国南方的低山及丘陵地区, 喜光耐半阴(陈定如, 2008 ).比利时杜鹃(R . hybrida )最早是由比利时园艺学家用皋月杜鹃(R . indicum )、杜鹃和白花杜鹃(R . mucronatum )等反复杂交选育而成, 喜半阴环境, 忌阳光直射, 栽培中需遮阴以避免强光伤害(尚冰, 2000 ).为此, 我们选择同属于杜鹃属的比利时杜鹃和杜鹃为研究材料, 对长期遮阴生长的植株突然暴露在全光照下一段时间后的叶片叶绿素荧光快速光曲线进行比较, 以探索这两种杜鹃花属植物叶片吸收光能分配及能量耗散途径对光环境变化的响应及其适应机制. ...
... 叶绿素荧光快速光曲线(rapid light curves, RLCs)是近年发展出来的一种光响应测定方法, 与传统的稳态光合作用光响应曲线一样, 能够提供可靠的光合活性评价(Ralph & Gademann, 2005 ).然而, 由于RLCs测定时间短, 在测量过程中不足以诱导叶片碳同化的启动, RLCs反映的是叶绿素荧光对光强变化的瞬间响应, 与光合机构的内在功能直接相关, 而不受碳同化的影响.通过解析RLCs, 可使我们了解植物叶片对光强瞬间变化的适应机制, 并判断其对强光的适应性.我们在试验中发现长期遮阴后比利时杜鹃和杜鹃在ETR (II)和q P 对瞬间的光响应, 以及J max 和PAR sat 之间均没显著差异, 仅表现为比利时杜鹃的初始斜率α 高于杜鹃(图1 , 图2 ; 表1 ).初始斜率α 代表了植物叶片对弱光的利用效率, 而J max 和PAR sat 分别代表了叶片潜在的最大光合电子传递速率和饱和光强(Ye et al ., 2013 ).这意味着长期处于遮阴条件下的杜鹃和比利时杜鹃叶片光合机构对瞬间光强变化的响应和利用能力基本一致, 杜鹃仅表现为对弱光的利用能力稍低于阴生植物比利时杜鹃.然而, 比利时杜鹃对全光照强光较为敏感, 全光照处理导致其光能利用能力的下降, 显著降低了ETR (II)、初始斜率α 和J max (图1 ; 表1 ).而杜鹃对光环境变化的适应性较强, 无论是在遮阴还是全光照下均可保持较高的瞬间光能利用能力, 表现为全光照处理5天后未明显影响到杜鹃ETR (II)、初始斜率α 和J max 的变化, 但促进了PAR sat 和q P 的升高(图1 , 图2 ; 表1 ).这与杜鹃耐阴喜光, 比利时杜鹃喜阴忌阳的生物学特性相一致(尚冰, 2000 ; 陈定如, 2008 ). ...
比利时杜鹃的生态特性与栽培技术.
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2000
... 杜鹃(Rhododendron simsii )是杜鹃花科杜鹃属的半落叶灌木, 广泛分布于我国南方的低山及丘陵地区, 喜光耐半阴(陈定如, 2008 ).比利时杜鹃(R . hybrida )最早是由比利时园艺学家用皋月杜鹃(R . indicum )、杜鹃和白花杜鹃(R . mucronatum )等反复杂交选育而成, 喜半阴环境, 忌阳光直射, 栽培中需遮阴以避免强光伤害(尚冰, 2000 ).为此, 我们选择同属于杜鹃属的比利时杜鹃和杜鹃为研究材料, 对长期遮阴生长的植株突然暴露在全光照下一段时间后的叶片叶绿素荧光快速光曲线进行比较, 以探索这两种杜鹃花属植物叶片吸收光能分配及能量耗散途径对光环境变化的响应及其适应机制. ...
... 叶绿素荧光快速光曲线(rapid light curves, RLCs)是近年发展出来的一种光响应测定方法, 与传统的稳态光合作用光响应曲线一样, 能够提供可靠的光合活性评价(Ralph & Gademann, 2005 ).然而, 由于RLCs测定时间短, 在测量过程中不足以诱导叶片碳同化的启动, RLCs反映的是叶绿素荧光对光强变化的瞬间响应, 与光合机构的内在功能直接相关, 而不受碳同化的影响.通过解析RLCs, 可使我们了解植物叶片对光强瞬间变化的适应机制, 并判断其对强光的适应性.我们在试验中发现长期遮阴后比利时杜鹃和杜鹃在ETR (II)和q P 对瞬间的光响应, 以及J max 和PAR sat 之间均没显著差异, 仅表现为比利时杜鹃的初始斜率α 高于杜鹃(图1 , 图2 ; 表1 ).初始斜率α 代表了植物叶片对弱光的利用效率, 而J max 和PAR sat 分别代表了叶片潜在的最大光合电子传递速率和饱和光强(Ye et al ., 2013 ).这意味着长期处于遮阴条件下的杜鹃和比利时杜鹃叶片光合机构对瞬间光强变化的响应和利用能力基本一致, 杜鹃仅表现为对弱光的利用能力稍低于阴生植物比利时杜鹃.然而, 比利时杜鹃对全光照强光较为敏感, 全光照处理导致其光能利用能力的下降, 显著降低了ETR (II)、初始斜率α 和J max (图1 ; 表1 ).而杜鹃对光环境变化的适应性较强, 无论是在遮阴还是全光照下均可保持较高的瞬间光能利用能力, 表现为全光照处理5天后未明显影响到杜鹃ETR (II)、初始斜率α 和J max 的变化, 但促进了PAR sat 和q P 的升高(图1 , 图2 ; 表1 ).这与杜鹃耐阴喜光, 比利时杜鹃喜阴忌阳的生物学特性相一致(尚冰, 2000 ; 陈定如, 2008 ). ...
林下与全光下地枫皮叶片形态和光合特性的比较.
1
2010
... 光是植物光合作用的唯一能量来源.Murchie和Horton (1998)依据植物对光照强度需求的不同将植物分为阳生植物、阴生植物和中间型植物3种类型.然而, 由于受到地理环境、气象因素和生态环境的影响, 植物常生长于异质光环境中.为了提高光能利用效率或避免强光伤害, 植物通过形态和生理的可塑性响应其生存的异质光环境(段宝利等, 2005 ).弱光环境下植物通过比叶面积增大、比叶重和叶片厚度降低等形态上的变化, 以及叶绿素(Chl)含量和表观量子效率增加、Chl a/b和光补偿点下降等生理变化增强对弱光的吸收利用能力(Aleric & Kirkman, 2005 ; 胡启鹏等, 2008 ; 薛伟等, 2011 ).强光环境下的植物则具有相对较高的光合电子传递速率、碳同化能力、热耗散能力和光饱和点, 以增强叶片对强光的利用和耗散能力, 防止强光下光抑制的发生(Demmig-Adams, 1998 ; Urban et al ., 2007 ; 唐辉等, 2010 ).植物对异质光环境具有一定的适应性, 适应性强弱决定了物种的分布特性及其在群落演替过程中的地位(冯玉龙等, 2002 ; 管铭等, 2014 ).对植物而言, 异质光环境包括两方面: 一是植物长期处于不适宜其生长的异质光环境, 一是植物在生长过程中所遭遇到的短期剧烈变化的光环境.目前, 有关植物对异质光环境变化的响应及其适应性的研究主要集中于长期稳定的异质光环境方面(齐欣等, 2004 ; 段宝利等, 2005 ; Wyka et al ., 2007 ; 胡启鹏等, 2008 ; 杜宁等, 2011 ; 王满莲等, 2015 ), 而关于短期剧烈变化的异质光环境对植物的影响研究较少. ...
林下与全光下地枫皮叶片形态和光合特性的比较.
1
2010
... 光是植物光合作用的唯一能量来源.Murchie和Horton (1998)依据植物对光照强度需求的不同将植物分为阳生植物、阴生植物和中间型植物3种类型.然而, 由于受到地理环境、气象因素和生态环境的影响, 植物常生长于异质光环境中.为了提高光能利用效率或避免强光伤害, 植物通过形态和生理的可塑性响应其生存的异质光环境(段宝利等, 2005 ).弱光环境下植物通过比叶面积增大、比叶重和叶片厚度降低等形态上的变化, 以及叶绿素(Chl)含量和表观量子效率增加、Chl a/b和光补偿点下降等生理变化增强对弱光的吸收利用能力(Aleric & Kirkman, 2005 ; 胡启鹏等, 2008 ; 薛伟等, 2011 ).强光环境下的植物则具有相对较高的光合电子传递速率、碳同化能力、热耗散能力和光饱和点, 以增强叶片对强光的利用和耗散能力, 防止强光下光抑制的发生(Demmig-Adams, 1998 ; Urban et al ., 2007 ; 唐辉等, 2010 ).植物对异质光环境具有一定的适应性, 适应性强弱决定了物种的分布特性及其在群落演替过程中的地位(冯玉龙等, 2002 ; 管铭等, 2014 ).对植物而言, 异质光环境包括两方面: 一是植物长期处于不适宜其生长的异质光环境, 一是植物在生长过程中所遭遇到的短期剧烈变化的光环境.目前, 有关植物对异质光环境变化的响应及其适应性的研究主要集中于长期稳定的异质光环境方面(齐欣等, 2004 ; 段宝利等, 2005 ; Wyka et al ., 2007 ; 胡启鹏等, 2008 ; 杜宁等, 2011 ; 王满莲等, 2015 ), 而关于短期剧烈变化的异质光环境对植物的影响研究较少. ...
Induction of photosynthesis and importance of limitations during the induction phase in sun and shade leaves of five ecologically contrasting tree species from the temperate zone.
1
2007
... 光是植物光合作用的唯一能量来源.Murchie和Horton (1998)依据植物对光照强度需求的不同将植物分为阳生植物、阴生植物和中间型植物3种类型.然而, 由于受到地理环境、气象因素和生态环境的影响, 植物常生长于异质光环境中.为了提高光能利用效率或避免强光伤害, 植物通过形态和生理的可塑性响应其生存的异质光环境(段宝利等, 2005 ).弱光环境下植物通过比叶面积增大、比叶重和叶片厚度降低等形态上的变化, 以及叶绿素(Chl)含量和表观量子效率增加、Chl a/b和光补偿点下降等生理变化增强对弱光的吸收利用能力(Aleric & Kirkman, 2005 ; 胡启鹏等, 2008 ; 薛伟等, 2011 ).强光环境下的植物则具有相对较高的光合电子传递速率、碳同化能力、热耗散能力和光饱和点, 以增强叶片对强光的利用和耗散能力, 防止强光下光抑制的发生(Demmig-Adams, 1998 ; Urban et al ., 2007 ; 唐辉等, 2010 ).植物对异质光环境具有一定的适应性, 适应性强弱决定了物种的分布特性及其在群落演替过程中的地位(冯玉龙等, 2002 ; 管铭等, 2014 ).对植物而言, 异质光环境包括两方面: 一是植物长期处于不适宜其生长的异质光环境, 一是植物在生长过程中所遭遇到的短期剧烈变化的光环境.目前, 有关植物对异质光环境变化的响应及其适应性的研究主要集中于长期稳定的异质光环境方面(齐欣等, 2004 ; 段宝利等, 2005 ; Wyka et al ., 2007 ; 胡启鹏等, 2008 ; 杜宁等, 2011 ; 王满莲等, 2015 ), 而关于短期剧烈变化的异质光环境对植物的影响研究较少. ...
两种热带雨林树苗对环境光强变化的生理响应和适应机制.
2
2012
... 李志真等(2014)的研究表明, 阴生植物玉簮(Hosta spp.)如果长期生长于全光照下, 其叶片会发育形成适应强光的形态特征和光合生理特征, 强光并未造成光抑制; 但阴生下的玉簮由弱光转入强光后会导致光系统II (PSII)的不可逆失活.由此可见, 植物对环境光强骤变, 尤其是由阴生环境突然转入强光环境的适应能力可能是植物对异质光环境适应的关键.事实上, 当长期生长于荫蔽环境中的植物突然暴露在强光照射下时常会遭受严重光抑制伤害, 但不同类型植物所受到的伤害程度并不一样(王博轶等, 2012 ; Way & Pearcy, 2012 ).而且, 短期光环境变化并不能引起植物形态上的快速响应, 在这种情况下, 植物更多的是从生理尤其是光合生理上对光环境变化产生快速响应和适应.我们推测: 相对于阴生植物而言, 中间型植物由弱光环境转入到全光照后, 其叶片对光能的吸收、利用和耗散能力可随着光环境的转换而快速适应, 既维持了其在弱光下较强的弱光利用能力, 同时也保护了植物免受强光伤害. ...
... 植物在长期的进化适应过程中形成了多种防御强光光抑制的光保护机制, 对光环境变化的光保护机制存在种间差异(陈婕等, 2008 ; 王博轶等, 2012 ; 胡文海等, 2014 ; 李志真等, 2014 ).NPQ 反映了PSII天线色素吸收光能通过热的形式耗散, 是植物光合机构的主要光保护机制之一(Demmig-Adams & Adams, 1992 ; Heraud & Beardall, 2000 ).我们的研究结果表明, 遮阴下比利时杜鹃NPQ 明显低于杜鹃(图2 ), 这说明处于遮阴弱光下生长的杜鹃具有较比利时杜鹃更强的热耗散能力, 这与遮阴下杜鹃具有较比利时杜鹃更高的Y (NPQ )的结果相一致.杜鹃具有较强的热耗散能力, 为其防御强光光抑制奠定了内在的生理基础.进一步分析全光照处理后这两种植物NPQ 的变化, 发现全光照处理显著降低了比利时杜鹃的NPQ , 但对杜鹃的NPQ 影响不大(图2 ), 该结果也与上述全光照下比利时杜鹃Y (NPQ )显著下降而杜鹃Y (NPQ )变化不大的结果相互对应(图3 ).由此可见, 在剧烈的光环境转换过程中, 全光照强光降低了比利时杜鹃热耗散能力, 吸收光能难以通过热耗散等保护途径安全耗散, 从而对PSII反应中心造成伤害. ...
