952 resultados para PS II


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Neste artigo são apresentados alguns desafios e alternativas encontradas na organização de documentos referentes à imigração pós-Segunda Guerra Mundial, depositados no acervo do Memorial do Imigrante em São Paulo. A organização de um conjunto documental diversificado e disperso foi acompanhada da necessidade de inserção dos registros inscritos na documentação em uma base informatizada. Este artigo descreve ambos os momentos do trabalho de organização deste acervo, dando ênfase ao processo de informatização como elemento fundamental para disponibilizar as informações à pesquisa.

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通过实验我们证明Ca2+对叶绿体膜的流动性,对PS I和PS II叶绿素蛋白质复合物的相对含量,以及PS I和PS II的多肽均有影响。 Ca2+对叶绿体膜表层的流动性影响不大,但降低了叶绿体膜深层脂质分子的流动性。从另一个角度阐明了Ca2+抑制光能从PS IIPS I传递的机制。 Ca2+可使PS I的21,23,110KD的多肽转移至PS II,LHCP1和LHCP2中的CF1的两个亚基(55,60KD)转至CPa和LHCP3,从而增加了PS II的捕光截面,引起激发能在两个系统之间的分配的改变。 用免疫学方法可以证明CPIa2和LHCP2的Ab为复合抗体,CPIa1的Ab为单抗,我们可以推测向日葵的不同叶绿素蛋白质复合物具有同源性。

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高温胁迫是限制高等植物和藻类生长和产量的主要环境因子之一。光系统IIPSII)对环境胁迫的响应被认为是光合作用适应逆境过程中最重要的一个环节。高温胁迫对螺旋藻PSII的研究相对较少,对PSII受体侧的研究更加少了。我们借助热致发光及QA-再氧化动力学,这两种检测完整光合生物PSII供体侧和受体侧电子传递的有效、简单、无损伤的方法,为高温胁迫如何影响供体侧和受体侧的电子传递提供更直接的依据,获得高温胁迫对PSII功能影响的更精确的消息。另外,有关螺旋藻在高温胁迫下的能量传递过程研究较少,希望在荧光光谱研究的结果上探求其对高温胁迫的适应机理。主要研究结果如下: 1.高温胁迫抑制螺旋藻PS II的活性, PSII原初光能转化效率Fv/Fm随处理温度的提高而下降。高温去除后Fv/Fm可以得到部分恢复(5-15%)。 2.高温胁迫对闪光诱导的可变荧光衰减动力学有显著影响,分别代表QA-到QB 的直接电子传递和PQ分子扩散到空的QB位点后QA-到QB电子传递的快相(半衰期160 ms)和中相(半衰期2 ms)占整个可变荧光的比例,随处理温度的升高显著降低,而代表S2QA- 电荷重组的慢相(半衰期约4s)显著增加。显示高温导致QA到QB的电子传递以及PQ与QB位点的结合受阻,从而促进了QA-与放氧复合体S2态的重组过程。同时我们发现,经过5分钟的恢复,这些光系统II还原侧电子传递的功能抑制能够大部分得到恢复,显示高温胁迫对受体侧电子传递的影响具有可逆性。 3. 通过采用77K低温荧光光谱等手段,我们研究了高温胁迫对螺旋藻细胞光合能量传递的影响。研究显示,高温胁迫对580nm和436nm激发的低温荧光光谱都有显著影响。高温胁迫对PS I的发射峰F725和F751没有显著影响,显示高温没有影响藻胆体到光系统I的激发能传递。而高温胁迫引起了PBS对PS II荧光发射比值的上升,说明高温抑制了藻胆体到光系统II之间的激发能传递。但藻蓝蛋白的发射峰643nm在高温处理后基本没有变化,显示高温抑制PBS到PS II的能量传递不是由于藻蓝蛋白到别藻蓝蛋白之间的能量传递受阻造成的。结果还显示,高温胁迫对藻胆体到光系统II能量传递的抑制也不是由于藻胆体与光系统II发生分离,而是抑制了别藻蓝蛋白到CP43和CP47的能量传递,原因可能是由于藻胆体内部结构的改变引起的。 4.热致发光(TL)和荧光衰减动力学的测定和分析结果显示,高温胁迫改变了S2QA-和S2QB-重组体的稳定性,其中S2QA-的稳定性降低,S2QB-的稳定性升高。根据具有异质性的TL信号,我们推测有活性PSII中有可能存在对高温胁迫敏感度不同的两种亚基,它们具有不同的QB/QB-氧化还原势能。当高温胁迫造成相当数量的反应中心失活,QA到QB正常的电子传递受阻时,光系统有可能通过保存更多的具有较高能量的反应中心亚基,达到促进QA到QB的电子传递的目的。 5. OJIP荧光瞬态上升曲线在高温胁迫后出现标志性K峰,说明螺旋藻的放氧复合物受到伤害,放氧S态引起的多次闪光下的TL振荡,显示这个高温处理对S1→S2的转变没有影响,却抑制了S2→S3的转变,这同OJIP荧光瞬态上升曲线的结果相一致,说明高温对螺旋藻放氧复合体造成了伤害。

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Changes in growth, photosynthetic pigments, and photosystem II (PS II) photochemical efficiency as well as production of siderophores of Microcystis aeruginosa and Microcystis wesenbergii were determined in this experiment. Results showed growths of M. aeruginosa and M. wesenbergii, measured by means of optical density at 665 nm, were severely inhibited under an iron-limited condition, whereas they thrived under an iron-replete condition. The contents of chlorophyll-a, carotenoid, phycocyanin, and allophycocyanin under an iron-limited condition were lower than those under an iron-replete condition, and they all reached maximal contents on day 4 under the iron-limited condition. PS II photochemical efficiencies (maximal PS II quantum yield), saturating light levels (I-k ) and maximal electron transport rates (ETRmax) of M. aeruginosa and M. wesenbergii declined sharply under the iron-limited condition. The PS II photochemical efficiency and ETRmax of M. aeruginosa rose , whereas in the strain of M. wesenbergii, they declined gradually under the iron-replete condition. In addition, I-k of M. aeruginosa and M. wesenbergii under the iron-replete condition did not change obviously. Siderophore production of M. aeruginosa was higher than that of M. wesenbergii under the iron-limited condition. It was concluded that M. aeruginosa requires higher iron concentration for physiological and biochemical processes compared with M. wesenbergii, but its tolerance against too high a concentration of iron is weaker than M. wesenbergii.

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During viral infection of Emiliania huxleyi, laboratory studies have shown that photo-system (PS) II efficiency declines during the days post-infection and is thought to be associated with viral-induced interruption of electron transport rates between photosystems. However,measuring the impact of viral infection on PSII function in E. huxleyi populations from natural,taxonomically diverse phytoplankton communities is difficult, and whether this phenomenon occurs in nature is presently unknown. Here, chlorophyll fluorescence analysis was used to assess changes in PSII efficiency throughout an E. huxleyi bloom during a mesocosm experiment off the coast of Norway. Specifically, we aimed to determine whether a measurable suppression of the efficiency of PSII photochemistry could be observed due to viral infection of the natural E. huxleyi populations. During the major infection period prior to bloom collapse, there was a significant reduction in PSII efficiency with an average decrease in maximum PSII photochemical efficiency (Fv/Fm) of 17% and a corresponding 75% increase in maximum PSII effective absorption cross section(σPSII); this was concurrent with a significant decrease in E. huxleyi growth rates and an increase in E. huxleyi virus (EhV) production. As E. huxleyi populations dominated the phytoplankton community and potentially contributed up to 100% of the chlorophyll a pool, we believe that the variable chlorophyll fluorescence signal measured during this period was derived predominantly from E. huxleyi and, thus, reflects changes occurring within E. huxleyi cells. This is the first demonstration of suppression of PSII photochemistry occurring during viral infection of natural coccolithophore populations.

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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

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Organo-clay complex of ligand-hexadecyltrimethylammonium with montmorillonite was made for the purpose of application as a preconcentration agent in a chemically modified carbon paste electrode for determination of mercury (II) in aqueous solution. It was found out that the adsorption of Hg(II) by organo-clay complex is independent of the pH of the solution. It was also found out that the adsorption of the remaining metals Cd(II), Ps(II), Cu(II), Zn(II), and Ni(II) was dependent on the changes in pH solutions and increased when it varies from 1 to 8. The resultant material was characterized by cyclic and differential pulse anodic voltammetry using a modified graphite paste electrode in different supporting electrolytes. The mercury response was evaluated with respect to pH, electrode composition, preconcentration time, mercury concentration, possible interferences and other variables.

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Electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy at 94 GHz is used to study the dark-stable tyrosine radical Y\documentclass[12pt]{minimal} \usepackage{amsmath} \usepackage{wasysym} \usepackage{amsfonts} \usepackage{amssymb} \usepackage{amsbsy} \usepackage{mathrsfs} \setlength{\oddsidemargin}{-69pt} \begin{document} \begin{equation*}{\mathrm{_{D}^{{\bullet}}}}\end{equation*}\end{document} in single crystals of photosystem II core complexes (cc) isolated from the thermophilic cyanobacterium Synechococcus elongatus. These complexes contain at least 17 subunits, including the water-oxidizing complex (WOC), and 32 chlorophyll a molecules/PS II; they are active in light-induced electron transfer and water oxidation. The crystals belong to the orthorhombic space group P212121, with four PS II dimers per unit cell. High-frequency EPR is used for enhancing the sensitivity of experiments performed on small single crystals as well as for increasing the spectral resolution of the g tensor components and of the different crystal sites. Magnitude and orientation of the g tensor of Y\documentclass[12pt]{minimal} \usepackage{amsmath} \usepackage{wasysym} \usepackage{amsfonts} \usepackage{amssymb} \usepackage{amsbsy} \usepackage{mathrsfs} \setlength{\oddsidemargin}{-69pt} \begin{document} \begin{equation*}{\mathrm{_{D}^{{\bullet}}}}\end{equation*}\end{document} and related information on several proton hyperfine tensors are deduced from analysis of angular-dependent EPR spectra. The precise orientation of tyrosine Y\documentclass[12pt]{minimal} \usepackage{amsmath} \usepackage{wasysym} \usepackage{amsfonts} \usepackage{amssymb} \usepackage{amsbsy} \usepackage{mathrsfs} \setlength{\oddsidemargin}{-69pt} \begin{document} \begin{equation*}{\mathrm{_{D}^{{\bullet}}}}\end{equation*}\end{document} in PS II is obtained as a first step in the EPR characterization of paramagnetic species in these single crystals.

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We consider a model of the photosystem II (PS II) reaction center in which its spectral properties result from weak (approximately 100 cm-1) excitonic interactions between the majority of reaction center chlorins. Such a model is consistent with a structure similar to that of the reaction center of purple bacteria but with a reduced coupling of the chlorophyll special pair. We find that this model is consistent with many experimental studies of PS II. The similarity in magnitude of the exciton coupling and energetic disorder in PS II results in the exciton states being structurally highly heterogeneous. This model suggests that P680, the primary electron donor of PS II, should not be considered a dimer but a multimer of several weakly coupled pigments, including the pheophytin electron acceptor. We thus conclude that even if the reaction center of PS II is structurally similar to that of purple bacteria, its spectroscopy and primary photochemistry may be very different.

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叶绿素突变泛指能导致叶绿素代谢失调的核基因或叶绿体基因突变。发生叶绿素突变的植物个体普遍表现为叶色的变化,目前已报道的多数叶绿素突变体为人工诱变产物。叶绿素缺失突变导致的叶结素代谢缺陷实际上反映了叶绿体发育过程的缺陷,研究叶绿素突变更重要的意义是在于阐明叶绿体发育过程。 本研究所用材料1103s是一类特殊的叶绿素突变体,为籼性光敏核不育水稻(Oryza sativa L.)8902s群体中发现的自发突变体。该突本所具有的失绿特性为特定温度条件下才表现出来的瞬时性状,在环境温度恢复后,失绿组织可复发。遗传分析表明该突变由隐性核基因控制。本文不1103s所具有的温度敏感和失绿复绿特性,在亚细胞水平和生理化水平进行了详细的探讨。 叶绿素含量的检测表明,诱导后表现失绿的叶片组织内叶绿素含量明显降低,叶绿素a/b比值升高,原脱植基叶绿素含量低于绿色组织。失绿组织中的这种原脱植基叶绿素在失绿组织中含量的减少是由两方面因素造成的,其一是叶绿素合成过程中原脱植基叶绿素合成之前的某一步过程反应受阻;其二是原脱植基叶绿素向叶绿素转化的过程是正常进行的。 对1103s叶绿体内部的超微结构观察表明:1.控制叶绿素缺失性状的是一多效基因。该基因在特定温度条件下表达时,不仅影响到叶绿体的发育,也对细胞质中的其他细胞器产生重要的影响,其结果是细胞质中的高度有序的内膜系统被大量形状不规则的泡状结构所取代。放大后发现,这类泡状结构由(1)线粒体(2)功能未知的泡状结构I,其内部含颗粒状物质泡结构被膜内还有数层不连续的膜残片(3)功能未知的泡状结构II,其内部含大颗粒状物质。2.该突变体表达失绿和复绿过程中,叶绿体内部膜结构的变化伴随叶绿素含量的变化也有退脂和恢复的过程,但与已报道的其他突体有两个明显的不同:首先,在退化细胞的叶绿体内未观察到前片层体的存在。前片层体是叶绿体发育过程中黄化体阶段常见的非常明显的特殊结构,在电镜下为有规律的晶格状结构。已有研究表明,前片层体的形成与原脱植基叶绿素的积累有密切关系。与组培白化苗中检测到的结果不同,失绿组织中原脱植基叶绿素的含量不但没有积累,反而少于绿色组织中的含量,而造成该突变体在失绿过程中质体内无前片层体形成。其次,1103s在叶绿体退化过程中类囊体膜的变化不同于其化温敏的转绿型叶绿素突变体,尤其是在失绿过程中,其类囊体膜不是以直接解体的方式减少而是以单类囊体膜紧靠为主要特征。 对野生型 8902s与1103s类囊体膜结构的冰冻蚀刻分析表明,1103s失绿叶片上的失绿组织和绿色组织中,EFs面的大颗粒结构均异常。其异常之处表现在每个颗粒明显解离成两个亚单位(上面观),而在野生型8902s中则无上述现象出现。亚单位的解离程度在失绿组织中更明显。有间接证据研究表明,EFs面上的大颗粒代表PS II。如果该推论正确,那么失绿叶片的失绿组织和绿色组织中,PS II都可能是异常的。 另外,通过对失绿组织和绿色组织全叶蛋白双向电泳图谱的比较,得到了一个特异缺失的叶蛋白组分,该蛋白的分子量为51kd。此蛋白在失绿叶片上的失绿组织和绿色组织之间存在组织差异性。通过对该蛋白在不同温度处理和不同遗传背景下的变化规律分析,发现该蛋白是一存在于许多水稻品系叶片中的高含量组分,此蛋白表达本身不受变温诱导过程的影响,而是受另一感温过程的调控。初步分析表明该蛋白为一失绿相关蛋白。 综上所述,1103s所具有的失绿和复绿特性是核基因多效表达的结果,有一感温过程调控下游蛋白表达的复杂过程。此外,该突变特性很可能与PS II的结构异常有关。

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本文以复苏植物牛耳草Boea hygrometrica成熟植株的离体叶片为试材,对比非复苏植物烟叶唇苣苔Chirita heterotricha, 以光合作用在脱水-复水过程中的变化为切入点,从生理水平上探讨其脱水保护位点:应用mRNA差异显示技术,从分子水平上探讨其脱水保护机制。 光合放氧速率、快速荧光诱导动力学、慢速荧光诱导动力学、荧光发射光谱、荧光激发谱的结果表明,相对于烟叶唇柱苣苔,脱水对牛耳草净光合速率、PS IIPS I光化学活性、电子传递、光合磷酸化及CO_2固定的影响有一个共同的特点,即脱水时迅速降低,复水后恢复能力强。通过非变性绿胶的研究牛耳草叶片类囊体膜叶绿素-蛋白复合体在脱水-复水过程中保持高度稳定。色素含量分析表明牛耳草的叶绿素含量在脱水-复水过程中也相对稳定。这些特征可能是牛耳草叶片光合作用脱水保护机制的一部分。 SDS-PAGE和IEF电泳结果表明,牛耳草脱水复苏过程中蛋白质表达有差异,或增或减,并分别发现了一条(SDS-PAGE)和两条(IEF)在脱水过程中特异出现的蛋白质。 本文以银染法代替放射自显影用于mRNA差异显示,不但简化了实验步骤,缩短了实验周期,而且在不降低灵敏度的前提下避免了放射性危害,降低了实验成本。本文证明了mRNA差异银染显示法用于复苏植物牛耳草脱水-复水过程中基因表达变化的研究是可行的。 mRNA差异银染显示法揭示牛耳草耐脱水复苏机制涉及到基因表达的调控。脱水-复水过程中差异表达的基因有6种,其中脱水特异诱导表达的13个cDNA所相应的基因、脱水上调节的15个cDNA所相应的基因可能参与牛耳草叶片脱水保护机制,复水特异诱导的8个cDNA的所相应基因可能参与牛耳草复水后的修复机制。2个脱水特异诱导表达的cDNA片段进行了克隆和测序。

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1.羊草对土壤水分的响应与适应 羊草生物量随着土壤水分含量的降低逐渐降低,后期的降低幅度远远大于前期。干旱促进鞘分配增加,增加了在处理初期的根的分配,但到后期则使之减少,表明羊草在经历较长期的持续干旱后通过增加根部的比重来提高抗旱性的能力逐渐降低。轻度(LD)、中度干旱(MD)对羊草叶片相对含水量(RWC)、气孔密度、光合参数、荧光猝灭参数和群体日交换速率无显著影响,但严重土壤干旱使它们显著降低。 羊草叶片的可溶性蛋白质以中度干旱的最高,严重干旱(SD)特别是极严重干旱(VD)使之显著降低,游离氨基酸含量(FAA)的变化与之相似。随着土壤水分含量的降低硝酸还原酶(NR)活性逐渐下降,而谷氨酰胺酶合成酶(GS)的活性变化则是LD和MD使之分别增加了25.75%和12.22%,SD和VD则分别减少了8.21%和28.72%,说明了NR的活性变化对土壤干旱较敏感,而GS的活性则对适度的干旱有一定程度的适应性。LD处理没有增加天冬酰胺酶(AE)和内肽酶(EP)两种酶的活性,但MD、SD和VD使两种水解酶的活性显著增加,说明轻度土壤干旱对蛋白质和氨基酸的分解作用有稍降低作用,但随着土壤干旱程度的加剧,又极大地促进了这个分解过程。严重和极严重土壤干旱显著降低了叶片的总核酸含量和RNA的含量,暗示严重程度的土壤水分胁追限制了核酸的合成代谢,加强了其分解代谢,严重土壤干旱还显著增加了丙二醛(MDA)的含量,说明提高了羊草叶片叶肉细胞的膜质过氧化水平。 2.羊草对土壤干旱和复水的响应与适应 羊草受到适当的干旱驯化可促进生长,但过长时间的干旱处理,复水后未能补偿损失的生物量和叶面积。羊草叶片的气孔密度以中度干旱持续期(Mtd)处理的最高,其次是短期干旱持续期( Std),二者分别比没有经过土壤干旱的处理(对照)增加了14.90%和3.61%,但长期干旱持续期(Ltd)却使之减少了27.19%,气孔指数亦有类似的趋势。复水增加羊草叶片的光合速率、气孔导度、蒸腾速率,近期复水的激发效应明显大于前期,而对夜晚的呼吸作用影响不显著。水分利用率( WUE)的日变化动态呈“M”字型曲线,以Mtd的WUE值的峰值最大,以三次曲线拟合WUE的24小时日进程最佳。叶绿素荧光动力学的分析结果表明,复水,特别是最近的复水可显著改善羊草叶片的PS II性能,增加叶绿素a,b的含量及其比值,提高碳酸酐酶的活性。 羊草含氮量以叶片的最高(4.40%),根部的最低(1.99%),枯叶、茎鞘和根茎的含量差异较小(2.26~4.40%)。所有器官的含氨量对土壤水分处理的响应基本一致,以对照处理的最低,Std的最高。各器官的碳氮比都是以对照的最高,而其它土壤水分处理相差不显著,给于一定时间的土壤干旱处理可使羊草获得较强的氨代谢能力。Std的氮素总拥有量最多,和对照相比,绿叶、枯叶、茎鞘、根茎和根分别提高了35.58、26.88、23.49、31.66、40.75%,而Ltd的含氨总量呈下降趋势,说明短时间的土壤水分干旱处理可明显促进羊草各器官和植株的氮素积累,而较长时间的土壤干旱则不利于氮素的积累。羊草各器官氮素绝对量占整株的百分比从大到小依次为:绿叶(42.42-44.00%)、根茎(20.13—23.69%)、根(15.43~17.18%)、枯叶(10.07~11.30%)和茎鞘(7.27~8.67%),表明叶片的氮素存量占植株的一半以上。Mtd处理增加了叶片的氮素贡献率,减少了茎鞘和根茎的贡献率,有利于加强叶片的光合性能。 以中度干旱持续期(Mtd)处理的叶片可溶性蛋白质含量、谷氨酰胺合成酶(GS)活性、RNA含量为最高,但中长期的土壤干旱处理再复水后则显著降低了羊草叶片内肽酶(EP)的活性和MDA的含量,说明给于一定时间的土壤干旱处理可使羊草叶片保持较高的蛋白质代谢水平,降低膜脂过氧化水平。 3.羊草对昼夜温差与土壤水分交互作用响应与适应 昼夜温差减少使单株羊草的生物量降低21.3%,分蘖和根的生物量减少,而鞘的生物量稍增加,显著降低了严重和极严重条件下的生物量。温差缩小降低了分蘖和根的投资比例,减少植株的地下部分生物量,而增加新叶、鞘和分蘖光合产物的比例,表明温差的减少将抑制光台产物向地下部分的转移。温差减少对充足土壤水分和轻度干旱处理的放射性比强影响较小,但减少了其它3种干旱处理的放射性比强。其原因主要是减少了植株鞘、根和根茎的放射性比强,显著增加了饲喂叶和心叶的放射性比强,表明温差的缩小阻止了“源”的光合产物向“库”的转移,降低对分蘖和根的投资,不利于羊草对干旱逆境的适应。 昼夜温差缩小使羊草叶片的气孔密度降低4.01%,而且减少了土壤干旱对气孔密度的影响。较高的昼夜温差和较低的昼夜温差相比,羊草叶片的光合速率和WUE分别增加了7.37%和20.09%;而气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率分别降低了14.03%、2.57%和10.80%。昼夜温差减少降低了土壤干旱的δ13C值,说明可能减少处在干旱条件下的植株WUE,暗示减小昼夜温差不利于增大羊草叶片对土壤水分亏缺的耐性。昼夜温差的缩小主要影响了下午羊草群体的CO2交换速率,增加了对照、LD和MD处理的夜间呼吸速率,降低了尤其是显著降低了在土壤缺水条件下的CO2昼夜净交换量,而在两个昼夜温差条件下都是以LD的最高。 昼夜温差缩小影响氮素含量在羊草各器官中的氮素分配,降低了叶片和茎鞘中的氮素百分比含量,但增加了根茎和根中的氮素含量。在较小的昼夜温差条件下,LD显著增加了叶片的氮素含量,但其它土壤水分处理影响不显著,在较大的昼夜温差条件下,亦是LD显著增加了叶片的氮素含量,但MD也使其显著增加。昼夜温差缩小增加了叶片和茎鞘的碳氮比,降低了根茎和根的碳氮比,使叶片在中度和严重土壤水分胁迫时无变化,降低了响应于土壤水分变化的调节弹性。 昼夜温差缩小使羊草叶片可溶性蛋白质降低了16.14%。LD和MD显著促进叶片可溶性蛋白质含量增加,SD和VD都显著地降低了羊草叶片的可溶性蛋白质含量。昼夜温差缩小有使羊草叶片游离氨基酸降低的趋势,主要是降低土壤干旱条件下的游离氨基酸含量,虽然昼夜温差缩小稍增加了可溶性耱的含量(4.68%),但使土壤干旱激发效应变得不显著,表明温差的缩小降低了叶片中渗透调节物质的积累,不利于羊草抗旱性的提高。昼夜温差缩小显著降低了羊草叶片的NR、GS和谷氨酸脱氢酶(GDH)的活性,在较小昼夜温差条件下几乎看不出土壤水分降低的激发效应,而在高温差下则明显看出LD的激发效应。昼夜温差减少加强土壤干旱对天冬酰胺酶和内肽酶活性的影响,加强了蛋白质和关键氨基酸的分解作用,提高了叶片的膜脂过氧化水平,不利于羊草对干旱的适应性响应。 在土壤水分充足条件下,昼夜温差缩减对羊草叶片气孔形态的影响不明显,但可以看出温差较大时有较多的星状蜡质覆于气孔表面及其周围,这可能是由于夜间温度升高后植物为了减少水分的散失而采取的一种适应性策略。在本实验条件下,中度和严重土壤水分胁迫使气孔变得更加凹陷,气孔更加坚挺,体现了对土壤干旱的适应性反应。对羊草叶片叶肉细胞超微结构的观察表明,昼夜温差对土壤水分充足时的超微结构影响不显著,但在严重土壤干旱条件下,昼夜温差缩减似乎减少了叶绿体中的淀粉粒,加速了叶绿体和线粒体膜的裂解,表明昼夜温差缩减加大了严重土壤干旱对羊草叶片叶肉细胞超微结构的负面影响。 4.羊草对温度和土壤水分交互作用的响应与适应 温度升高使羊草叶片气孔导度和蒸腾速率增加,使光合速率(A)和水分利用率( WUE)降低。土壤干旱和高温均导致最大光化学效率、量子产额和光化学荧光猝灭系数降低,使非光化学荧光猝灭系数升高。土壤干旱减少了羊草幼苗的生物量,却显著增加了根的贡献率和根冠比,而高温使二者显著地降低。在本实验条件下,直到极端干旱才显著降低了羊草叶片的A和WUE,而其他的水分处理影响不显著。土壤干旱使得叶片中的含氮量显著降低:温度对叶片氮含量无显著影响,但却显著地降低了根中的氮含量,尤其显著增加根与叶片氮含量的比率。高温加强了干旱对光合性能的影响,表明高温降低了羊草对干旱的适应能力。 温度过低或过高都对叶片保持高水平的可溶性蛋白质不利,温度过高还削弱了土壤水分亏缺对叶片中游离氨基酸的激发作用。水分梯度对20℃时的GS活性无显著影响,但LD促使26℃和29'C下的GS活性增加,MD以上强度的土壤干旱都显著降低了23℃以上温度尤其是29℃和32℃时的GS活性,表明高温和干旱的协同效应对谷氨酰胺的合成不利。高温增加了AE和EP的活性,加强了土壤干旱对羊草叶片蛋白质和氨基酸分解的促进作用,在一定的土壤水分条件下,高温对RNA的合成作用增强,认为这是对高温胁迫的一种适应性响应。 随着温度的升高羊草叶片中的可溶性糖含量逐渐增加,土壤干旱亦增加了其可溶性糖的含量,但至极端干旱时则使之降低。在20℃下,土壤水分对羊草叶片的可溶性糖的含量无显著影响,在23—32℃温度条件下则是土壤干旱增加了其值,但至VD时则使之显著降低。不同温度条件下,土壤水分对羊草叶片的MDA影响不同,在20℃下,无显著影响,在23和26℃下,SD和VD使MDA稍升高,但在29和32℃条件下使之显著增加,说明温度升高加强了土壤干旱所引发的增加叶片膜质过氧化水平的负面影响。 5.柠条和杨柴对CO2浓度倍增和土壤水分交互作用的响应与适应 土壤干旱使拧条和杨柴的生物量在倍增CO2浓度条件下比在正常浓度条件下降低幅度更大。CO2浓度倍增较大地促进了充足水分条件下的植物生长,而对干旱条件下的生长促进作用则较小。无论在中度条件下还是在严重干旱条件下,两种优势植物均是在倍增CO2浓度条件下增加的根冠比幅度较大;无论在中度条件下还是在严重干旱条件下,且无论正常CO2浓度条件下还是在倍增CO2浓度条件下均是杨柴增加的幅度大。CO2浓度倍增主要增加了水分充足和MD的单位叶面积质量(LMA),但反而降低了严重干旱的LMA。 CO2倍增使δ13C降低,但土壤干旱使之增加。用“库”(根)中的δ13C值对“源”(叶片)中的δ13C作图,可以用以评价碳分配以及“库”中新增生物量,两种沙生灌木叶片与根部的δ13C值呈极显著线性关系,杨柴的斜率大于柠条的,表明前者叶片与根部在光合产物分配上具有较高的可塑性,这和干旱条件下杨柴的根冠比增加相关联。杨柴的“源库”调节特性反映了对逆境具有较高的耐性。 CO2倍增使柠条和杨柴叶片含氮量分别降低了10.40%和5.06%,土壤干旱有使柠条叶片含氮量增加的趋势,但中度干旱没有增加羊柴叶片的含氮量。CO2倍增使叶片的碳氮比显著增加,而干旱使之降低。CO2浓度倍增降低叶肉细胞质膜的过氧化产物MDA的含量,干旱亦使叶片的MDA含量增加。叶片含氮量与MDA呈显著正相关,表明CO2倍增有保护叶片免受土壤干旱的作用,但干旱的负面影响是CO2倍增效应所难以弥补的。 CO2倍增降低了柠条叶片的可溶性蛋白质的含量,但在干旱条件下降低幅度较小,说明CO2浓度升高条件下可减轻干旱影响叶片中可溶性蛋白质的强度,体现了CO2浓度倍增对植物的抗旱性有利的一面。CO2浓度倍增使土壤水分充足条件下的柠条叶片中游离氨基酸含量降低17.24%,却使SD条件下增加10.78%,表明土壤干旱导致的叶片游离氨基酸含量的增加平衡了CO2升高造成的降低。在充足土壤水分和MD条件下,CO2浓度倍增对核酸总含量和RNA含量有稀释效应,但严重干旱条件下,CO2倍增提高了核酸总含量和RNA的含量。