不同水分处理下草莓叶绿素荧光参数的变化

以草莓为实验材料,研究不同水分处理对叶片叶绿素荧光参数的影响.研究表明,随着施水量的增加,草莓叶片的叶绿素荧光参数存在着明显的差异,过多或过少的水分均降低了叶片的PSⅡ活性.总体看来,保持土壤含水量为田间最大持水量的80%(T8)时的最大荧光(Fm)、PS Ⅱ最大光化学效率(Fv/Fm)、PS Ⅱ实际光化学效率(Yie...     

温度胁迫对草莓叶绿素荧光参数的影响

采用日本丰香草莓品种进行实验,研究低温(-10℃和-5℃)和高温(35℃和40℃)胁迫对其叶片叶绿素荧光特性的影响.结果发现,温度胁迫后,草莓叶片的最大荧光(Fm)、PS Ⅱ原初光能转化效率(Fv/Fm)、PS Ⅱ光化学效率(Yield)、光化学猝灭系数(qP)均明显下降.可见,温度胁迫后,草莓叶片的光合作用能力明显低...     

静水高压处理对水稻植株生理特性的影响

 以75 MPa静水高压处理萌动的水稻种子12 h，成苗后移栽至大田，研究高压处理后植株剑叶光合特性的变化。结果显示，静水高压处理后，粤香占和粤丰占种子的发芽率分别降低了14.4% 和16.6%，成苗率分别降至对照的24.6%和21.9%，生长明显受抑制，幼苗的株高在35天左右才能追赶上对照。高压处理的粤香占剑叶在生育过程中的净光合速率（P_n）和表观量子效率（AQY）的总平均值分别比未处理的对照增加了9.2%和12.4%，而粤丰占则分别增加5.7%和17.4%。高压处理后两个品种的植株叶片不同生长时期的平均光合色素含量均高于未处理的对照，在生长后期的衰老过程中高压处理植株剑叶的色素含量和PSⅡ光化学效率F_v/F_m下降速率较各自的未处理对照缓慢。高压处理后两个水稻品种的生物量和单株产量分别比对照提高了8%~27%及7%~14%。提出高压处理可能作为一种新的选育品种的方法。     

增强的UV-B辐射对高粱幼苗光合和抗氧化系统的影响

由于臭氧层逐渐变薄,到达地球表面UV-B辐射不断增加,因UV-B辐射改变的太阳光谱将会对陆地植物造成不同程度的伤害。本试验以高粱龙杂5为材料,对二叶一心高粱进行四种剂量UV-B处理,恢复2 d采用光合仪测定光合参数,并取样测定抗氧化酶活性。随着UV-B剂量的升高,高粱叶片褐化损伤加重,植株矮化,鲜重和干重显著降低;花青素含量显著升高,叶绿素和类胡萝卜素含量显著减少,净光合速率和叶绿素荧光参数显著下降。同时,随UV-B剂量升高,高粱幼苗气孔导度、胞间CO₂浓度和蒸腾速率表现为“降-升-降”变化;POD和CAT活性呈现“降-升-降”变化;SOD和GR活性呈现“降-升”变化,APX和GPX呈现“升-降-升”变化。在供试的四种剂量中,UV-B处理6 h(相当2.4 J·m-2)的高粱幼苗净光合急剧下降,其他光合指标以及抗氧化酶活性也表现出明显转折。结果表明,增强的UV-B辐射直接导致高粱光合色素、净光合速率和叶绿素荧光参数的改变;高粱抗氧化系统对高、低剂量UV-B响应机制不同, 其中 ASA-GSH循环对低剂量UV-B反应更敏感,高剂量UV-B辐射不仅破坏高粱光合作用,而且启动植物酶促和非酶抗氧化系统,导致叶片褐化坏死,植株生物量累积减少、株高矮化,甚至死亡。     

高位振动态RbH(X1∑+,v″≧15)与CO2碰撞转移中的能量相关性

研究了高位振动态RbH(X1∑+,v″=15～21)与CO2碰撞转移过程.脉冲激光激发RbH至高位态,利用激光感应荧光光谱(LIF)得到RbH(X1∑+,v″)与CO2的猝灭速率系数kv″(CO2),kv″=21(CO2)=2.7kv″=15(CO2).利用激光泛频光谱技术,测量了CO2(0000,J)高转动态分布,得到了转动温度,从而获得了平均转动能＜Erot＞和转动能的变化＜△Erot＞,发现＜△Erot＞v″=21≈2.9＜△Erot＞v″=15.对于v″=16,证实了振动—振动能量转移的4-1近共振过程.在一次碰撞条件下,通过速率方程分析,得到RH(v″)-CO2振转速率系数.对于v″=15,J=32-48,速率系数在1.25-0.33×10-13 cm3 s-1.之间;对于v″=21,速率系数在2.47-1.53×10-13 cm3 s-1之间,其能量相关性是明显的.     

叶绿素荧光分析技术在野生植物响应多环芳烃（菲）胁迫的应用研究

以叶绿素荧光分析为技术手段，通过研究土壤中多环芳烃（菲）胁迫对野生大豆叶绿素荧光特性以及光能分配参数的影响。结果表明：土壤菲胁迫降低了PSⅡ反应中心活性和电子传递能力，导致其光能利用能力降低。200 mg·kg-1菲胁迫促使F_v/F_m，q_P，ETR和NPQ的发生变化，降低了光合电子传递链上的电子传递能力和光合反应活性；在不同光强的调控下，土壤菲胁迫浓度的增大使得大豆幼苗叶片叶绿素荧光响应曲线Ф_PSⅡ和q_P参数呈现降低趋势，NPQ的上调启动了叶黄素循环途径耗散过剩的辐射激发能，以维持光合机构的正常生理功能。土壤菲胁迫下野生大豆叶片的F_m，F_v/F_m，F_v/Fo和PI_ABS等参数均随着菲含量的增加而降低，即土壤菲胁迫抑制了野生大豆叶片的PSⅡ光化学活性。通过对PSⅡ电子供体侧和受体侧的电子供应及传递能力的研究发现，土壤菲胁迫下野生大豆叶片OJIP曲线上0.3 ms时(即K点)的荧光强度增加，即放氧复合体(OEC)活性降低。土壤菲胁迫还导致OJIP曲线上J点和I点荧光强度的增加，说明土壤菲胁迫导致了野生大豆叶片PSⅡ受体侧电子接受能力的降低，使电子由Q_A向Q_B传递受阻。野生大豆叶片的光能吸收和分配参数也明显受到土壤菲胁迫的影响；随着土壤菲浓度的增加野生大豆叶片PSⅡ反应中心吸收光能用于Q-_A以后的电子传递能量比例和单位反应中心捕获用于电子传递的能量降低，即吸收的光能用于光化学反应的比例降低。因此，土壤菲胁迫下导致PSⅡ电子供体侧OEC的损伤和PSⅡ电子受体侧电子传递能力的降低，以及光能分配利用的改变均是导致其PSⅡ反应中心的活性降低的重要原因。研究结果表明，以叶绿素荧光分析技术可为环境中多环芳烃（菲）胁迫对植物光合作用的影响机理研究提供指导。     

基于荧光光谱法与深度信念网络的稻种发芽率检测方法研究

针对传统稻种发芽率检测效率低、精度差、专业化要求高等问题,通过荧光光谱法结合深度信念网络(DBN)建立稻种发芽率预测模型。首先,将连粳7号和武运粳均分别老化0~7 d后,以5 min为间隔在纯净水中分别浸泡5~30 min。然后用荧光光谱仪检测浸泡液的荧光光谱,光谱数据经中心化后用集合经验模态分解(EEMD)去噪,并通过主成分分析法提取441.5 nm的特征荧光波长。最后,利用偏最小二乘回归(PLSR),反向传播神经网络(BPNN),径向基函数神经网络(RBFNN)和深度信念网络(DBN)建立水稻种子发芽预测模型。比较后得出,DBN模型在少数据、弱信号情况下的预测精度最高,预测集相关系数Rp和均方根误差RMSEP最大可达0.979 2和0.101。同时,通过分析混合稻种荧光数据R_p的变化趋势,得到最佳浸泡时间为22.1 min,实际上,精确度超过0.95(R_p)需要5 min左右。研究结果表明,结合荧光光谱法和EEMD-DBN模型,非破坏性地预测水稻种子发芽率具有可行性和高准确性,并且适用于不同颜色和污染水平的水稻种子的检测。     

光化学反应中氩气对激发态锂原子猝灭速率研究

本文对光化学法分离中氩气对2P激发态锂原子的碰撞猝灭速率进行研究.在弱激光作用下,通过对不同氩气压强下的锂原子蒸气吸收光谱和激发态锂原子的荧光发射光谱进行测量,得到氩气对2P激发态锂原子的猝灭速率常数为(12.29±0.92)×10-18m3·s-1.实验结果表明:在光化学锂同位素分离研究中,氩气对锂原子2P激发态的猝灭速率远小于2P激发态锂原子的自发辐射速率,碰撞猝灭效应对分离选择性的影响非常小,可以忽略不计.     

温度对CrIS热红外卫星资料反演臭氧廓线的影响分析

臭氧是地球大气中一种重要的痕量气体,在光化学反应和气候变化中都扮演着非常重要的角色。高光谱红外卫星可以观测到较高垂直分辨率的大气臭氧信息,但是由于热红外受大气温度影响较大,臭氧反演精度会有所下降。为此详细讨论和分析了温度对臭氧吸收光谱和权重函数的敏感性,以及对臭氧反演精度的影响。首先利用逐线积分辐射传输模型LBLRTM,分别模拟计算了六种不同标准大气模式下,1K的随机温度误差对大气透过率和辐射值的影响,发现1 K温度随机误差和臭氧浓度5%～6%的变化引起的辐射值变化量一致。接着利用CRTM辐射传输模型,针对搭载于美国对地观测卫星Suomi NPP(National Polar-orbiting Partnership)平台上的CrIS(Cross-track Infrared Sounder)红外高光谱观测数据,计算了1K的随机温度误差对大气臭氧权重函数的影响,并计算了由1K温度误差所导致的热红外高光谱资料大气臭氧廓线反演误差,结果显示CrIS对于臭氧的敏感区位于10～100 hPa之间,且1 K的温度误差和6%的臭氧浓度变化引起的权重函数变化量相当。最后以CrIS作为实验数据,在最优估计法框架下,通过特征向量统计法获取臭氧廓线的先验知识,并将大气温度廓线和大气臭氧廓线都作为未知量,进行同步迭代反演。将反演结果和配对的世界臭氧紫外数据中心WOUDC的站点数据进行比较,发现在反演中加入大气温度廓线进行同步迭代后,反演结果有显著提高,尤其在平流层与真值几乎一致,最大相对误差不超过20%,在对流层反演结果相对较差,最大相对误差不超过50%,优于欧洲中期天气预报中心ECMWF(European Center for Medium-range Weather Forecasting)臭氧模式数据集ERA-Interim。     

CsH(X1∑+,v≥15)与CO2碰撞中的振动-转动能量转移

研究了高位振动激发态CsH(v"=15～21)与CO2振动-转动碰撞转移过程.脉冲激光激发CsH至高振动态,利用激光感生荧光光谱(LIF)得到CsH(v")与CO2的猝灭速率系数kv"(CO2),kv"＝21(CO2)＝7kv"＝15(CO2).研究了CsH(v")+H2的弛豫过程,有kv"(H2)＞kv"(CQ),碰撞弛豫速率系数的质量效应明显.利用激光泛频光谱技术,测量了CO2(00°0)的转动态分布.对于CO2与CsH(v"=15)碰撞,CQ2有转动温度Trot=(605±50)K;对于v"=21,Trot=(780±70)K.基于转动温度,得到CO2的平均转动能〈Erot〉和转动能的变化〈ΔErot〉,发现〈ΔErot〉v"=21～2.7〈△Erot〉v"=15.由对CO2转动能级受激吸收线轮廓测量,得到J=36～48各能级的平均平动能〈Etel〉,对于v"＝15,〈Erel〉＝600～972 cm-1;对于v"=21,〈Erel〉=972～1351cm-1.低J值有低平动能.外推平动能到初始平动能520 cm-1(池温500 K的平动能)对于v"＝15和v"＝21,分别得到阈值Jth =34和24.大于初始平动能的转动态均处于Jth值之上.     

基于藻类光合作用抑制效应的敌草隆毒性响应参数研究

藻类作为单细胞生物,其个体小、易培养、对毒物敏感、且能够观察细胞水平上的中毒症状,是快速检测水质生物毒性的理想受试生物。“藻类生长抑制试验”依赖于藻类细胞的繁殖代谢过程,测量周期长,无法满足生物毒性快速检测的需求。藻类光合作用过程对污染物毒性的响应速度和灵敏度显著优于“藻类生长抑制试验”,以藻类光合作用状态为毒性测试指标可大幅缩短毒性检测时间。现有“光合作用抑制实验”多采用可变荧光Fv或最大光化学量子产量Fv/Fm作为生物毒性反应终点,缺乏对多个光合荧光参数响应敏感性的对比分析,造成生物毒性定量检测的灵敏度不高。以蛋白核小球藻为受试对象,以叶绿素荧光作为藻类光合作用状态快速无损探针,采用荧光动力学手段测量藻类光合荧光参数,对典型除草剂DCMU抑制下的多个光合荧光参数的毒性响应敏感性进行对比分析,得到适用于快速、定量评价DCMU胁迫效应的关键光合参数,提高DCMU生物毒性检测的速度和灵敏度。结果显示：(1)DCMU对光合荧光参数F₀,Fm,σ_PSⅡ,τ_QA,Fv,Fv/Fm, Yield,rP,NPQ,α响应显著,其中参数α,rP,Fv/Fm,yield和NPQ在5 min即呈现出类似时长（96 h）的响应效应;(2)参数α,rP,Fv/Fm,yield和NPQ的5 min抑制程度对DCMU浓度具有良好的剂量效应关系。其中,参数NPQ的相关系数和EC_{50-5 min}分别为0.998 5和2.41 μg·L-1,显著优于其他四个参数,且优于96 h的测量结果。采用光合荧光参数NPQ作为5 min定量测量DCMU生物毒性的反应终点,可极大缩短DCMU生物毒性的检测时间（从96 h缩短至5 min）,并显著提高检测灵敏度（与光合抑制方法常规参数Fv/Fm相比,EC₅₀降低了81.4%）。实验结果为基于藻类光合抑制效应的DCMU生物毒性定量检测提供了基础数据,研究方法也为其他污染物胁迫下的藻类光合荧光参数筛选提供了参考。     

增强UV-B辐射、NaCl胁迫及其复合处理对小麦幼苗光合作用及黄酮代谢的影响

依据增强UV-B辐射、NaCl胁迫及其复合处理不同天数，分别测定各处理小麦幼苗第一片真叶的净光合速率、气孔导度、叶肉细胞间隙二氧化碳浓度、叶绿素含量、黄酮含量和苯丙氨酸裂解酶活性.发现NaCl胁迫和增强UV-B辐射均明显降低小麦幼苗的净光合速率、气孔导度和叶肉细胞间隙CO2浓度;和NaCl胁迫相较， NaCl+UV-B辐射对小麦幼苗上述指标无进一步降低效应.增强UV-B辐射、NaCl胁迫及其复合处理均促进苯丙氨酸裂解酶活性和黄酮含量提高.说明了增强UV-B辐射降低小麦幼苗净光合速率的主要原因是气孔限制，而NaCl胁迫减轻了增强UV-B辐射对小麦幼苗光合作用的降低效应.     

纳米氧化锌对细叶蜈蚣草(Egeria najas)光合作用的影响

采用细叶蜈蚣草(Egeria najas)作为受试植物,分别用不同浓度的ZnO NPs处理细叶蜈蚣草六天,通过OJIP荧光动力学曲线和脉冲瞬态荧光动力学曲线评估暴露在不同浓度的ZnO NPs悬浮液中的细叶蜈蚣草的光合性能。当细叶蜈蚣草暴露在ZnO NPs悬浮液中,光系统Ⅱ关闭的净速率（M_O）、J点的相对可变荧光强度（V_J）和单位反应中心用于热能耗散的能量（DI₀/RC）有明显的下降趋势（p<0.05）,最大光化学量子效率（Φ_P0）、捕获的激子中用来推动电子传递的效率（Ψ₀）、电子传递的量子产额（Φ_E0）、实际光化学量子效率（′_PSⅡ）有上升的趋势（p<0.05）。表明ZnO NPs增强了光系统Ⅱ反应中心之间的连通性、促进了光系统Ⅱ受体侧的电子传递和光能的利用,即ZnO NPs在某些方面促进了细叶蜈蚣草的光合作用。用相应浓度的Zn2+溶液来处理细叶蜈蚣草,当细叶蜈蚣草暴露在Zn2+溶液中,光系统Ⅱ关闭的净速率、J点的相对可变荧光强度和单位反应中心用于热能耗散的能量有明显的上升趋势（p<0.05）,最大光化学量子效率、捕获的激子中用来推动电子传递的效率、电子传递的量子产额、实际光化学量子效率有下降的趋势（p<0.05）,单位反应中心吸收的光能（ABS/RC）、捕获的光能（TR₀/RC）和非调节性能量耗散量子产量（′_NO）有明显的上升趋势（p<0.05）,即Zn2+降低了光系统Ⅱ反应中心之间的连通性、抑制了光系统Ⅱ受体侧的电子传递和光能的利用并使反应中心失活,即Zn2+抑制了细叶蜈蚣草的光合作用。在ZnO NPs处理细叶蜈蚣草的实验中并没有发现光合作用受抑制情况,表明ZnO NPs的促进作用强于其释放的游离Zn2+的抑制作用。     

低强度微波电磁场作用下菠菜和烟草光合细胞叶绿素荧光动力学过程及光合色素系统的差异

在300MHz低强度微波电磁场作用下,菠菜和烟草叶片光合细胞叶绿素荧光动力学过程和光合色素呈现不同的变化.菠菜的荧光动力学参量F0和FVI/FV减小,FV/F0、ΔFV/T和FV/Fm升高;烟草的荧光动力学参量F0升高,FVI/FV没有明显变化,FV/F0、ΔFV/T和FV/Fm降低.在微波作用下,菠菜和烟草叶片的光合色素系统的变化也有差异,菠菜和烟草的叶绿素含量均降低,但菠菜的类胡萝卜素含量明显升高.这些结果表明,低强度微波电磁场使烟草叶片光合机构受到抑制,光合色素系统受到破坏,因而光合作用下降;菠菜则通过光合细胞的光合机构中PSⅡ活性中心异质性的转变和光合色素中类胡萝卜素含量的升高来适应微波辐射的环境,使光合作用维持在较高水平.     

高浓度CO2气氛下燃煤氮、硫污染物的释放特性

采用污染物在线分析仪、气相便携红外分析仪研究了程序升温条件下改变氧化介质时煤中氮,硫的释放特性以及含硫物相的浓度变化规律,探讨了不同气氛,CO2浓度与O2浓度单独变化时对NO、SO2析出特性的影响机理.结果表明:O2/CO2燃烧气氛下NO、SO2排放峰值及总量均低于O2/N2气氛.CO2气氛下烟气中存在大量的CO,有利于NO的降解,同时也促进了烟气中其他含硫物相的形成,随着CO2浓度的增加,特别是在燃烧后期,NO、SO2的排放显著降低.O2浓度改变对NO和SO2的释放影响不同:O2浓度升高促进了SO2的析出;但是O2浓度在一定范围内增加对NO的排放并无明显影响,随着O2浓度进一步增加,NO的释放峰向低温区迁移,同时排放量降低.     

温度对光系统Ⅱ中色素分子取向的影响

利用类囊体溶液的激发光谱和偏振荧光光谱,研究了温度对光系统Ⅱ(photosystemⅡ, PSⅡ)中色素分子取向的影响。激发光谱表明在15～45 ℃范围内,随着温度的升高,叶绿素a对应的吸收峰发生红移,激发谱强度在35 ℃达到最大,65和75 ℃时大大减弱。类囊体溶液的偏振荧光光谱中,荧光峰位在15～45 ℃范围内始终保持不变,计算得到的荧光偏振度随着温度的升高而增加。分析表明温度通过影响光系统Ⅱ内色素之间以及色素蛋白之间的相互作用,改变色素排列方向,调节光合作用效率。结果可为研究光合过程能量吸收与传递、光合保护以及太阳能电池材料等方面提供参考。     

藻类叶绿素荧光对除草剂生物毒性响应特性的研究

以蛋白核小球藻、铜绿微囊藻、斜生栅藻为敏感藻,研究了莠去津、敌稗、敌草隆、灭草松四种除草剂及其混合剂对藻类光合特性的影响规律,实验同时确定了三种微藻荧光对除草剂的最佳响应时间。实验结果表明,除草剂显著降低了藻细胞类囊体膜中光系统Ⅱ的最大光合效率(Fv/Fm)、实际光合效率(Y(Ⅱ))、绝对电子传递速率(ETR)和光化学猝灭系数(qP),而非光化学猝灭系数(qN)呈现上升趋势,400 μg·L-1敌草隆使蛋白核小球藻Fv/Fm参数值下降了41%。实验选用的三种实验藻在四种除草剂单独和混合胁迫下均发生了不同程度的光抑制效应,表现出光合效率、电子传递速率、光合活性的降低和光保护能力的增强,藻类自身具有一定的光保护机制可以降低除草剂的影响。除草剂能够影响藻细胞叶绿素荧光强度,其中灭草松对蛋白核小球藻的影响最为显著,在400 μg·L-1灭草松影响下蛋白核小球藻的叶绿素荧光强度下降了44%。