孙永江 作品数:26 被引量:302 H指数:11 供职机构: 山东农业大学园艺科学与工程学院 更多>> 发文基金: 长江学者和创新团队发展计划 国家现代农业产业技术体系建设项目 国家自然科学基金 更多>> 相关领域: 农业科学 生物学 更多>>
臭氧胁迫对葡萄叶片光系统活性的影响及D1蛋白周转的防御作用 被引量:3 2017年 为探究臭氧(O_3)胁迫对葡萄叶片光合电子传递的抑制,以‘赤霞珠’(Vitis vinifera L.cv.Cabernet Sauvigon)葡萄叶片为试材,利用Dual-PAM100荧光仪测定O_3胁迫对叶片PSⅠ及PSⅡ光系统活性的影响,同时配合Handy PEA测量葡萄叶片快速荧光,结合抑制剂引入分析D1蛋白周转的防御作用。结果表明:O_3胁迫可以显著降低叶绿素最大荧光F_m和最大光化学效率F_v/F_m值,但最大P_(700)信号P_m没有显著变化;荧光光响应曲线分析表明O_3胁迫下叶片PSⅡ实际光化学活性Y(Ⅱ)显著降低,但PSⅡ激发压(1–qP)及非光化学淬灭(NPQ)显著升高,同时O_3胁迫显著降低了葡萄PSⅡ反应中心吸收的光能用于电子传递的量子产额φEo和单位面积有活性的反应中心的数目RC/CSo;O_3胁迫也造成了葡萄叶片PSⅠ供体侧限制引起的非光化学能量耗散的量子产量Y(ND)显著升高,从而导致了PSⅠ实际光化学活性Y(Ⅰ)的降低。林可霉素(Lin)处理导致O_3胁迫下葡萄叶片F_v/F_m及Y(Ⅱ)进一步下降,与对照相比分别降低了28.8%和63.1%,但Y(Ⅰ)没有显著变化。由此可知,臭氧胁迫主要抑制了PSⅡ活性,并导致PSⅠ电子供体侧受到抑制;抑制D1蛋白周转可以使臭氧胁迫下葡萄叶片PSⅡ发生严重的破坏,但PSⅠ活性未受到影响。 邢浩 郝桂梅 陈钲文 孙永江 翟衡 杜远鹏关键词:葡萄 D1蛋白 电子传递 光抑制 光保护 根施褪黑素对NaCl胁迫下葡萄内源褪黑素及叶绿素荧光特性的影响 被引量:22 2018年 【目的】研究NaCl胁迫下内源褪黑素(melatonin,MT)及其关键代谢物的响应以及施加外源MT对NaCl胁迫下葡萄叶片的光抑制缓解作用,为MT的应用提供参考。【方法】以一年生盆栽‘威代尔’葡萄(Vitis vinifera cv.Vidal Blanc)为试材,进行100 nmol·L^(-1) NaCl和100 nmol·L^(-1) NaCl+MT处理,测定不同处理植株、不同器官内源MT、MT合成前体物质5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)和MT的主要代谢产物2-羟基褪黑素(2-Hydroxymelatonin,2-OHMel)的含量,分析根施MT对NaCl胁迫下叶片叶绿素荧光特性及内源MT代谢的影响。【结果】受NaCl胁迫后,植株不同器官的内源MT、5-HT及2-OHMel与清水对照相比有明显的时空变化,胁迫7 d时以根系的MT含量最高,其次是嫩梢,成叶中的最低;随着胁迫时间的延长,根系中的MT含量大幅度下降,而嫩梢中的5-HT含量增加。根施外源MT后与单纯的NaCl胁迫相比,显著提高了前期成叶中的5-HT含量以及后期新根中的MT含量,嫩梢和成叶中2-OHMel的含量。NaCl胁迫后快速叶绿素荧光曲线(OJIP)形状发生明显改变,最大荧光(Fm)及叶片最大光化学效率(Fv/Fm)显著下降了31.6%和11.6%,非光化学淬灭(NPQ)显著升高,光系统I(PSI)和光系统II(PSII)的线性电子传递速率ETR(I)和ETR(II)均显著下降;而根施MT后,叶片Fm和Fv/Fm的分别升高了12.9%和7.3%,OJIP曲线中K点和J点分别下降了23.6%和11.3%,增加了叶片对光能的利用效率,线性电子传递速率明显提高。【结论】NaCl胁迫严重抑制葡萄叶片光系统活性,但促进了植株中褪黑素的合成;根施MT缓解了光系统活性的抑制程度,促进MT在植株各器官中的代谢和分配,缓解NaCl胁迫对葡萄叶片光合作用的伤害程度。 卞凤娥 肖秋红 郝桂梅 孙永江 陆文利 杜远鹏 翟衡关键词:NACL胁迫 葡萄 叶绿素荧光 褪黑素 遮阴对臭氧胁迫下‘赤霞珠’葡萄叶片光合功能及活性氧代谢的影响 被引量:8 2016年 【目的】探讨臭氧(O3)与光照协同作用对葡萄叶片造成的危害机制。【方法】利用开放式气室在高浓度臭氧(105 n L·L-1)胁迫时,测定不同遮阴程度下‘赤霞珠’盆栽苗叶片光合性能及活性氧代谢的变化。【结果】与室外全光照无臭氧胁迫的对照相比,T1(O3+全光照)处理的Pn和Fv/Fm分别下降了87.1%和48.1%;而降低光照的遮阴处理如T3(O3+60%遮阴),分别下降了62.3%和8.6%。与T1相比,T2(O3+30%遮阴)和T3(O3+60%遮阴)处理后缓解了O3胁迫对叶片净光合速率(Pn)与最大光化学效率(Fv/Fm)的抑制程度,Pn分别增加了38.2%和176.3%,Fv/Fm分别增加了36.4%和76.1%,不同遮阴处理后提高了体内抗氧化酶活性,减少了活性氧和丙二醛(MDA)的积累,MDA含量分别减少了5.1%和12%。【结论】光强影响了O3胁迫对葡萄叶片光合系统的抑制程度。在无法改变环境O3浓度的条件下,遮阴可以缓解光下O3对葡萄叶片的胁迫作用。 王金欢 耿庆伟 邢浩 孙永江 王杨 翟衡 杜远鹏关键词:葡萄 光抑制 遮阴 光合功能 活性氧代谢 外源褪黑素对干旱胁迫下葡萄内源褪黑素及叶绿素荧光特性的影响 被引量:18 2018年 以‘赤霞珠’葡萄一年生植株为试材,通过测定植株各器官的内源褪黑素(MT)、MT合成前体物质5-羟色胺(5-HT)和MT的主要代谢产物2-羟基褪黑素(2-OHMel)含量、叶片快速叶绿素荧光动力学曲线,结合叶绿素荧光淬灭分析,探讨了外源MT对干旱胁迫下葡萄内源MT及其关键代谢物的响应以及叶片光抑制的缓解作用。结果表明:干旱胁迫后,植株不同器官的内源MT、5-HT及2-OHMel含量有明显的时空变化,诱导了嫰梢和成叶中MT的积累。与干旱胁迫相比,干旱+喷施MT和干旱+浇灌MT处理均显著提高了植株地上部MT的含量及部分器官中5-HT和2-OHMel的含量。干旱胁迫后,快速叶绿素荧光曲线(OJIP)形状发生明显改变,最大荧光(Fm)、叶片最大光化学效率(Fv/Fm)、光系统线性电子传递速率ETR(I)和ETR(II)均显著下降,非光化学淬灭(NPQ)显著升高,喷施和浇灌MT处理均使叶片Fm值升高,增强了叶片对光能的利用效率,线性电子传递速率明显提高。综上,干旱胁迫导致‘赤霞珠’葡萄叶片光系统活性发生较严重的抑制,但促进了植株中褪黑素的合成。外源MT缓解了光系统活性的抑制程度,促进MT在植株各器官中的代谢和分配,缓解干旱胁迫对葡萄叶片光合作用的伤害程度。 卞凤娥 唐翠花 邢浩 徐玉涵 黄丽鹏 张雪 陆文利 杜远鹏 翟衡 孙永江关键词:干旱胁迫 葡萄 叶绿素荧光 褪黑素 葡萄光系统Ⅱ及光合碳同化对高温强光的响应机理 葡萄作为起源于森林内蔓生性攀援生长的浆果类树种,其光合作用对温光变化敏感。随着全球变暖,高温、强光等极端天气出现的频率增大,生产实践中,高温和强光导致的葡萄叶片和果实日灼现象越来越常见,严重影响了葡萄的生长发育。因此研究... 孙永江关键词:葡萄种植 高温胁迫 作物生理学 高温胁迫下根施褪黑素对葡萄叶片叶绿素荧光特性的影响 被引量:30 2017年 本文以盆栽‘威代尔’葡萄为试验材料,通过测定叶绿素荧光快速诱导动力学曲线、叶绿素荧光淬灭并结合气体交换,分析了高温胁迫下根施褪黑素(melatonin,MT)对葡萄叶片叶绿素荧光特性的影响。结果表明,高温胁迫下,与对照(CK)相比,葡萄叶片净光合速率(P_n)及叶片最大光化学效率(F_v/F_m)均显著下降,OJIP曲线形状发生明显改变,非光化学淬灭(NPQ)显著升高;而根施褪黑素显著缓解了叶片P_n和Fv/F_m的下降,明显降低了高温胁迫下OJIP曲线中K点和J点上升的幅度,增加了叶片对光能的利用效率。上述结果表明,高温胁迫导致葡萄叶片光系统II(PSII)发生较严重的伤害,根施褪黑素能够缓解PSII活性和光合速率的下降程度,改善高温胁迫下葡萄叶片的能量分配。 卞凤娥 孙永江 牛彦杰 杜远鹏 翟衡关键词:高温胁迫 褪黑素 葡萄 叶绿素荧光 盐胁迫对葡萄砧木‘3309C’叶片光抑制的影响 被引量:1 2020年 探讨氯化钠盐胁迫对葡萄砧木‘3309C’叶片光系统Ⅰ(PSI)和光系统Ⅱ(PSII)活性的影响,为滨海盐碱地葡萄栽培提供理论参考。以1年生葡萄砧木‘3309C’为试材,通过同时测定葡萄叶片叶绿素荧光快速诱导动力学曲线和P700^+再还原动力学曲线,结合叶绿素荧光淬灭分析,探讨了持续盐胁迫(100 mmol/L)对葡萄砧木叶片PSI和PSII活性的影响。随着盐处理时间的延长,PSII最大光化学效率逐渐降低,PSII放氧复合体受破坏的程度和反应中心电子传递受阻程度均明显增大,最大荧光显著降低,盐胁迫导致葡萄叶片PSII与PSI间激发能分配严重偏离平衡,最大光氧化P700显著降低,且发生降低时间明显早于PSII最大光化学效率。P700^+再还原动力学曲线分析表明持续盐胁迫下葡萄叶片P700^+再还原半衰期逐渐增大,环式电子传递受阻。持续盐胁迫导致葡萄砧木叶片2个光系统激发能分配严重偏离平衡状态,抑制了光系统活性,更多的能量被用来进行热耗散,而围绕PSI的环式电子传递活性的降低则进一步加剧了葡萄叶片光系统的光抑制程度。 高玉录 仝亚军 张成超 孙永江 杜远鹏 翟衡关键词:盐胁迫 葡萄砧木 叶绿素荧光 番茄LBD基因家族的全基因组序列鉴定及其进化和表达分析 被引量:36 2013年 【目的】从番茄全基因组中鉴定LBD基因,并进行基因进化、基因结构、染色体定位以及组织表达和诱导表达分析,为番茄LBD基因的功能研究与利用奠定基础。【方法】利用番茄基因组数据库,通过生物信息学手段,鉴定番茄LBD家族成员;采用MEGA5软件进行系统进化树分析;通过perl程序、MapDRAW及GSDS工具进行基因结构及染色体定位分析;利用已有的番茄芯片数据进行组织表达谱和基因表达响应分析。【结果】系统分析鉴定了46个番茄LBD家族基因,根据基因结构及系统进化分析将其分成class I与class II两类,细分为5个亚家族(Ia、Ib、Ic、Id与II)。基因定位表明,12条染色体中的10条均有LBD基因,该基因家族的分布具有广泛性。各个发育阶段表达谱的分析结果表明,LBD家族基因具有不同的组织表达模式,在各个发育时期均有LBD基因的表达。基因响应分析发现,不同LBD基因响应不同的外界信号。【结论】通过全基因组分析,番茄LBD家族基因包括46个成员,在进化上分为两大类,5个亚家族,分布于10条染色体上,组织表达模式及基因响应具有多样性。这些信息为番茄LBD基因家族的功能分析奠定了基础。 王小非 刘鑫 苏玲 孙永江 张世忠 郝玉金 由春香关键词:番茄 系统进化 基因表达 两种叶幕类型‘摩尔多瓦’葡萄套袋果实花色苷代谢的差异 被引量:9 2018年 为了研究水平叶幕和直立叶幕所构成的微域环境对套袋葡萄果实花色苷代谢的影响,分别以棚架、篱架代表水平叶幕和直立叶幕,连续两年对棚架和篱架的‘摩尔多瓦’葡萄进行套袋,于果实膨大期开始实时监控果穗袋内微环境的温度和湿度;从转色期至果实成熟,测定不同发育阶段浆果果皮花色苷单体组分与含量,以及果皮花色苷代谢途径相关基因表达量与酶活性,分析果实品质差异。结果表明,2015年、2016年棚架水平叶幕下套袋果实袋内的高温极值及高温比例和湿度波动幅度与篱架直立叶幕套袋相比均有明显降低;连续两年成熟果实还原糖含量分别比篱架套袋的高18.33%和15.41%,且棚架的果实酸度较低;2015年测定棚架套袋果实的单宁及花色苷含量分别比篱架套袋的提高22.32%和35.29%,果实果皮红色度显著提高,而2016年夏季较冷凉,棚架套袋果实的总酚、黄烷醇、类黄酮含量分别比篱架套袋降低10.72%、10.97%和45.04%。2015年花后77 d,棚架套袋果实的花色苷单体含量较高,但到花后91 d时,篱架套袋果实花色苷单体含量补偿性增加。成熟果实果皮中均检测到21种花色苷单体,棚架套袋葡萄花色苷双糖苷化、甲基化及总修饰度均高于篱架套袋果实,但有19种花色苷单体含量低于篱架套袋果实。花后63~105 d,除Vv OMT外,棚架与篱架套袋葡萄花色苷代谢途径中Vv UFGT、Vv LDOX、Vv5GT和Vv PPO基因表达变化趋势一致,但相关酶活性差异较大。由此可见,水平叶幕可降低果实微域环境的温湿度,增加套袋果实品质及花色苷单体修饰程度,但降低花色苷单体含量,并影响花色苷代谢途径中相关酶基因的表达量及活性。 刘笑宏 肖秋红 孙永江 杜远鹏 翟衡关键词:葡萄 套袋 花色苷 盐胁迫对葡萄种间杂交砧木F_1株系光合特性的影响 被引量:8 2017年 以目前生产上耐盐性较强的葡萄(Vitis sp.)砧木‘1103P’为参照品种,对‘左山一’בSO_4’杂交砧木F1代的6个株系(A15、A17、A34、A35、A38和A48)和‘左山一’ב101-1’杂交F_1代2个株系(B24和B26)的一年生盆栽扦插苗进行100 mmol·L^(-1)NaCl胁迫处理,胁迫20 d后根据表观症状进行盐害分级,并挑选F_1代杂交株系中耐盐性较强的A34、耐盐性中等的A38和耐盐性较弱的B26测定NaCl处理下葡萄叶片叶绿素含量、光合气体交换参数、叶绿素荧光参数等指标,探讨葡萄种间杂交砧木F1代株系的盐响应机制。结果表明,100 mmol·L^(-1) NaCl胁迫下,各株系的净光合速率和气孔导度均降低,而胞间CO_2浓度表现出升高趋势,说明光合作用的下降是由非气孔限制引起的。与‘1103P’相比,盐胁迫20 d后耐盐性较强的A34叶绿素含量、光系统II(PSII)最大光化学效率、光合性能指数以及实际光化学效率等降幅较小,PSI和PSII之间激发能分配平衡偏离系数变化较小,说明葡萄种间杂交F1代中耐盐性较强的株系在盐胁迫下能够维持较高的叶绿素含量,降低PSII激发压,从而维持光系统之间激发能的平衡,缓解叶片PSII光抑制程度。 付晴晴 孙永江 翟衡 杜远鹏关键词:葡萄砧木 盐胁迫 荧光特性