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施氮和大气CO_2浓度升高对小麦旗叶光合电子传递和分配的影响
  • ISSN号:1001-9332
  • 期刊名称:《应用生态学报》
  • 时间:0
  • 分类:Q945.11[生物学—植物学]
  • 作者机构:[1]甘肃省农业科学院农业部西北作物抗旱栽培与耕作重点开放实验室,兰州730070, [2]中国农业大学资源环境学院,北京100094
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(30800668)资助
中文摘要:

采用开顶式气室盆栽培养小麦,设计2个大气CO2浓度(正常:400μmol.mol-1;高:760μmol.mol-1)、2个氮素水平(0和200 mg.kg-1土)的组合处理,通过测定小麦抽穗期旗叶氮素和叶绿素浓度、光合速率(Pn)-胞间CO2浓度(Ci)响应曲线及荧光动力学参数,来测算小麦叶片光合电子传递速率等,研究了高大气CO2浓度下施氮对小麦旗叶光合能量分配的影响.结果表明:与正常大气CO2浓度相比,高大气CO2浓度下小麦叶片氮浓度和叶绿素浓度降低,高氮处理的小麦叶片叶绿素a/b升高.施氮后小麦叶片PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ反应中心最大量子产额(Fv'/Fm')、PSⅡ反应中心的开放比例(qP)和PSⅡ反应中心实际光化学效率(ΦPSⅡ)在大气CO2浓度升高后无明显变化,虽然叶片非光化学猝灭系数(NPQ)显著降低,但PSⅡ总电子传递速率(JF)无明显增加;不施氮处理的Fv'/Fm'、ΦPSⅡ和NPQ在高大气CO2浓度下显著降低,尽管Fv/Fm和qP无明显变化,JF仍显著下降.施氮后小麦叶片JF增加,参与光化学反应的非环式电子流传递速率(JC)明显升高.大气CO2浓度升高使参与光呼吸的非环式电子流传递速率(J0)、Rubisco氧化速率(V0)、光合电子的光呼吸/光化学传递速率比(J0/JC)和Rubisco氧化/羧化比(V0/VC)降低,但使JC和Rubisco羧化速率(VC)增加.因此,高大气CO2浓度下小麦叶片氮浓度和叶绿素浓度降低,而增施氮素使通过PSⅡ反应中心的电子流速率显著增加,促进了光合电子流向光化学方向的传递,使更多的电子进入Rubisco羧化过程,Pn显著升高.

英文摘要:

Wheat(Triticum aestivum) plants were pot-cultured in open top chambers at the nitrogen application rate of 0 and 200 mg·kg-1 soil and the atmospheric CO2 concentration of 400 and 760 μmol·mol-1.Through the determination of flag leaf nitrogen and chlorophyll contents,photosynthetic rate(Pn)-intercellar CO2 concentration(Ci) response curve,and chlorophyll fluorescence parameters at heading stage,the photosynthetic electron transport rate and others were calculated,aimed to investigate the effects of nitrogen application and elevated atmospheric CO2 concentration on the photosynthetic energy partitioning in wheat flag leaves.Elevated atmospheric CO2 concentration decreased the leaf nitrogen and chlorophyll contents,compared with the ambient one,and the chlorophyll a/b ratio increased at the nitrogen application rate of 200 mg·kg-1.With the application of nitrogen,no evident variations were observed in the maximal photochemical efficiency(Fv/Fm),maximal quantum yield under irradiance(Fv′/Fm′) of PSⅡ reaction center,photochemical fluorescence quenching coefficient(qP),and actual PSⅡ efficiency under irradiance(ΦPSⅡ) at elevated atmospheric CO2 concentration,and the total photosynthetic electron transport rate(JF) of PSⅡ reaction center had no evident increase,though the non-photochemical fluorescence quenching coefficient(NPQ) decreased significantly.With no nitrogen application,the Fv′/ Fm′,ΦPSⅡ,and NPQ at elevated atmospheric CO2 concentration decreased significantly,and the JF had a significant decrease though the Fv/Fm and qP did not vary remarkably.Nitrogen application increased the JF and photochemical electron transport rate(JC);while elevated atmospheric CO2 concentration decreased the photorespiration electron transport rate(J0),Rubisco oxidation rate(V0),ratio of photorespiration to photochemical electron transport rate(J0/JC),and Rubisco oxidation/carboxylation rate(V0/VC),but increased the photochemical electron transport rate?

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期刊信息
  • 《应用生态学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国生态学学会 中国科学院沈阳应用生态研究所
  • 主编:沈善敏
  • 地址:沈阳市文化路72号
  • 邮编:110016
  • 邮箱:
  • 电话:024-83970393
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-9332
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1253/Q
  • 邮发代号:8-98
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,中国科学院优秀期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰地学数据库,荷兰文摘与引文数据库,美国生物医学检索系统,美国生物科学数据库,英国动物学记录,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:98742