国家自然科学基金(30960033)
- 作品数：6 被引量：262H指数：6
- 相关作者：韩路王海珍徐雅丽牛建龙于军更多>>
- 相关机构：塔里木大学新疆生产建设兵团塔里木盆地生物资源保护利用重点实验室中国农业大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国科学院西部之光基金国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：农业科学生物学更多>>
- 塔里木河上游胡杨与灰杨光合水分生理特性被引量：34
- 2009年
- 在自然条件下对塔里木河上游优势树种—胡杨、灰杨的光合水分生理特性进行比较研究。结果表明,整个生长季胡杨、灰杨的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr,除8月份)日进程均为单峰曲线,水分利用效率(WUE)变化无明显规律性。胡杨与灰杨12:00后Pn的下降主要取决于非气孔因素限制。胡杨Pn、WUE高于灰杨,而Tr低于灰杨,表明胡杨属高光合、低蒸腾、高WUE型树种,灰杨属低光合、高蒸腾、低WUE型树种。胡杨、灰杨枝水势(Ψw)、清晨与正午水势日进程均呈"V"字型曲线,胡杨水势日变幅、正午水势月变幅均小于灰杨,但两树种水势间无显著差异。胡杨与灰杨具有较强的水分吸收和减少水分丧失的能力,但胡杨调节气孔导度(Gs)控制蒸腾失水的能力较强,对干旱环境表现出更强的生态适应性,从而导致两树种产生了种群地理分化。
- 王海珍韩路李志军彭杰马春晖
- 关键词：灰杨气体交换水分利用效率水势
- 胡杨异形叶光合作用对光强与CO_2浓度的响应被引量：64
- 2014年
- 胡杨(Populus euphratica)叶形多变,随个体生长发育,植株出现条形、卵形和锯齿阔卵形叶。在新疆塔里木河上游人工胡杨林内选择具有此3种叶形的成年标准株,将枝条拉至同一高度,通过活体测定,比较其光合作用-光与CO2响应及叶绿素荧光响应特征。结果表明:胡杨异形叶光合速率对光强/CO2浓度与电子传递速率对光强的响应曲线均可用直角双曲线修正模型来拟合,得出的主要光合参数与实测值较吻合。胡杨卵形叶、锯齿阔卵形叶光合速率-光响应参数与生化参数及快速光响应参数与条形叶差异显著,而光合速率-CO2响应参数则无显著差异。胡杨异形叶CO2饱和浓度下的最大净光合速率(Pnmax)较饱和光强下的Pnmax高,表明胡杨强光下光合速率在很大程度上受CO2供应和1,5-二磷酸核酮糖(RuBP)再生能力的限制。卵形叶、锯齿阔卵形叶的初始量子效率(α)、初始羧化效率(CE)、Pnmax、光合能力(Amax)与最大羧化速率(Vcmax)均显著高于条形叶;锯齿叶光饱和点(LSP)、最大电子传递速率(ETRmax)与光呼吸速率(Rp)高于卵形叶,条形叶光补偿点(LCP)与LSP、α、CE最低。表明荒漠干旱环境下胡杨锯齿叶最耐强光,高Rp可能是其耗散过剩光能、保护光合机构免于强光破坏的重要途径;卵形叶高的α、CE、磷酸丙糖利用效率(TPU)、PSII实际光化学效率(ΦPSII)与低LCP及叶氮分配策略是其保持高光合速率的原因;条形叶ΦPSII、ETR、Pn低,因其制造光合产物不足而难以满足树体生长逐渐减少并处于树冠下部。可见,胡杨条形叶光合效率低、抗逆性差,主要以维持生长为主;随着树体长大,条形叶难以适应荒漠环境来维系其生长,出现了卵形叶;卵形叶光合效率高,易于快速积累光合产物而加快树体生长,但其LSP低和耐光抑制能力弱,逐渐被更耐强光、高温与大气干旱的锯齿叶所取代,从而使胡杨在极端逆境下得以生存,�
- 王海珍韩路徐雅丽牛建龙
- 关键词：光合作用
- 胡杨异形叶叶绿素荧光特性对高温的响应被引量：41
- 2011年
- 胡杨(Populus euphratica Oliv)是塔里木极端干旱荒漠区优势乔木树种,由于其生长在荒漠环境中,极端高温远高于其它地区,因此研究胡杨对高温胁迫的响应特征对于解释胡杨的抗逆机理与生态适应策略具有极为重要的意义。以胡杨3种典型的异形叶为材料,研究不同温度对其叶绿素荧光特性和能量分配的影响。结果表明,25—45℃温度下胡杨异形叶的F0、Fm、Fv/Fm与Fv/F0变化不大,尤其Fv/Fm仍能保持在0.78左右,光合反应正常;高温胁迫下(>45℃)Fm、Fv/F0、Fv/Fm、F′v/F′m、qP、ΦPSⅡ、P和ETR均大幅降低;F0、qN、E显著上升,而D先上升后下降,说明高温抑制了PSⅡ的功能,使PSⅡ反应中心活性下降,QA-的还原速率加快,光化学电子传递速率降低,某些能量耗散途径受阻,影响了PSⅠ和PSⅡ激发能的平衡分配,最终导致光合机构受损、光合速率降低。胡杨3种异形叶的叶绿素荧光参数随温度升高变幅不同,高温处理下锯齿阔卵形叶各参数均高于卵形叶与条形叶,表明锯齿阔卵形叶比卵形叶和条形叶具有更强的高温耐受能力。用模糊数学的隶属度函数对胡杨3种异形叶的耐热性进行综合评价,锯齿阔卵形叶的耐热性最强。
- 王海珍韩路徐雅丽王琳贾文锁
- 关键词：高温胁迫叶绿素荧光特性耐热性
- 土壤水分梯度对灰胡杨光合作用与抗逆性的影响被引量：46
- 2017年
- 以塔里木盆地珍稀渐危种灰胡杨(Populus pruinosa Schrenk)幼苗为材料,采用盆栽方法研究土壤水分梯度对灰胡杨光合特征及抗逆性的影响。结果表明:(1)灰胡杨净光合速率(P_n)、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO_2浓度和光能利用率均随土壤水分递减而降低,重度干旱比适宜水分依次降低了35.53%、25.32%、48.18%、15.62%和40.92%;而光合午休程度则明显增强,P_n下降主要是由非气孔因素限制造成。轻度干旱能够提高灰胡杨水分利用效率(WUE)3.05%,维持相对较高的P_n和WUE。(2)随土壤水分递降,灰胡杨光照生态幅缩窄,CO_2补偿点升高,RuBP再生受限,光与CO_2利用效率、Rubisco活性和光合效率降低。与适宜水分相比,中度与重度干旱下最大净光合速率(P_(nmax))、表观量子效率、光饱和点、羧化效率、光合能力(A_(max))、光呼吸速率、最大羧化效率、最大电子传递速率和磷酸丙糖利用率均显著降低(P<0.05),其中P_(nmax)、A_(max)和生化参数分别降低了42.65%、38.26%、57.10%;63.01%、65.88%、73.43%。(3)土壤干旱显著降低了灰胡杨的枝水势和光合色素含量(P<0.01),并且改变了光系统反应中心色素的组成比例,膜脂过氧化程度显著增强(P<0.01)。灰胡杨主要通过积累大量脯氨酸和可溶性蛋白质参与渗透调节来减轻土壤干旱对光合机构的损伤。重度干旱对灰胡杨叶片光合系统造成了不可逆的伤害,严重抑制了其正常生长和光合作用。综上所述,塔里木干旱荒漠区灰胡杨生长适宜的土壤相对含水量为60%—65%符合极端干旱区植被恢复与高效节水的管理原则。
- 王海珍韩路徐雅丽牛建龙于军
- 关键词：气体交换渗透调节物质
- 胡杨异形叶光合系统Ⅱ叶绿素荧光特性被引量：10
- 2019年
- 以塔里木盆地胡杨3种典型异形叶(条形叶、卵形叶与锯齿阔卵形叶)为材料,利用光合与叶绿素荧光测定技术测量胡杨异形叶气体交换与叶绿素荧光动力学参数,探讨异形叶光合机构对太阳辐射光能的利用、能量分配与耗散特性及影响其光合能力的主要因素,揭示胡杨异形叶光合生理功能的差异与生理生态适应机制。结果表明:(1)晴天正午胡杨异形叶净光合速率(Pn)、PSⅡ有效光化学量子效率(Fv′/Fm′)、实际光化学量子效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)显著降低,而PSⅡ激发能压力(1-qP)、光合功能相对限制(LPFD)则显著增大,至傍晚Fv′/Fm′、ΦPSⅡ、qP与光化学反应能量(P)恢复,表明荒漠强太阳辐射导致正午胡杨异形叶光合作用发生了光抑制,但并未造成PSⅡ反应中心的不可逆破坏。(2)3种异形叶采取了不同的适应方式来适应荒漠强光环境。卵形叶通过提高光能捕获与转化效率、光化学反应能量来保持叶片高光合能力以消耗多余能量、降低过剩激发能对光合机构的影响;锯齿叶通过保持高光合电子传递能力来缓解光合膜上的还原态压力并以热耗散清除过剩激发能,二者协同保护光合机构免受强光损伤从而维持较高的Pn;条形叶不耐强光,但可以通过降低光能捕获与转化效率并将吸收的光能更多用于热能和荧光辐射耗散过剩激发能来适应强光环境。(3)逐步回归分析表明,锯齿叶光合能力主要受PSⅡ反应中心光合电子传递速率和非光化学猝灭过程中的非辐射能量耗散的影响;卵形叶、条形叶分别受PSⅡ反应中心光能捕获与转化效率和非光化学猝灭过程中的过剩激发能耗散的影响。综上所述,胡杨异形叶在生长发育过程中采取了不同的生态策略来适应荒漠环境。
- 王海珍韩路徐雅丽刘艳萍王琳
- 关键词：叶绿素荧光特性光抑制
- 干旱胁迫下胡杨光合光响应过程模拟与模型比较被引量：83
- 2017年
- 以塔里木干旱荒漠区2年生胡杨幼苗为试材,盆栽模拟荒漠生境5种水分梯度,利用Li-6400便携式光合作用系统测定胡杨在干旱胁迫下光合作用的光响应过程,并采用4种光响应模型对其进行拟合与比较,以期优选出适用于干旱荒漠环境的光响应模型,阐明胡杨光合作用对干旱胁迫的响应规律与适应机制。结果表明:胡杨净光合速率(P_n)随干旱胁迫加剧呈下降趋势,同一光强(PAR)下P_n降幅增大。中度干旱胁迫以下(土壤相对含水量,RSWC>45%)胡杨在高PAR下仍能维持相对较高P_n,光抑制程度轻;直角双曲线、非直角双曲线和指数模型均可较好地模拟P_n-PAR响应过程,但最大净光合速率(P_(nmax))、光饱和点(LSP)拟合值与实测值差异极显著(P<0.01)。中度干旱胁迫以上(RSWC<45%)胡杨P_n随PAR升高而显著下降,LSP与P_(nmax)极显著降低,光抑制现象明显;仅直角双曲线修正模型拟合的胡杨光响应过程、光响应参数与实际情况较吻合。4种模型模拟效果顺序:直角双曲线修正模型>指数模型>非直角双曲线模型>直角双曲线模型。4种光响应模型对干旱胁迫具有不同的适应性,直角双曲线修正模型适用于各种水分条件,尤其适用于干旱荒漠生境,其它3种模型适用于水分条件较好的生境。光响应特征参数对干旱胁迫的响应阈值不同。随干旱胁迫加剧,胡杨表观量子效率(AQY)、P_n、LSP与P_(nmax)持续降低,严重干旱胁迫下暗呼吸速率(R_d)、LCP反而明显增大。RSWC>45%胡杨仍能保持较高的AQY、P_(nmax)、LSP,RSWC<45%其P_(nmax)、LSP显著降低,干旱胁迫显著抑制了胡杨光合进程和光强耐受范围,降低了光合效率,严重干旱胁迫严重影响胡杨苗木的正常生长和光合作用。干旱荒漠环境下,胡杨采取缩窄光照生态幅、降低光能利用率和减少呼吸消耗来积极抵御荒漠干旱逆境伤害的生态对策。因此,从极端干旱荒漠区种群保护与植被�
- 王海珍韩路徐雅丽牛建龙于军
- 关键词：干旱胁迫光响应模型光合参数
