高温干旱复合胁迫下日光诱导叶绿素荧光与作物光合作用的关联机制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41905100
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0515.应用气象学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The progress of photosynthesis suffers severe damage from high temperature usually accompanied with drought under the background of climate change. Carbon dioxide fixed through photosynthesis by green vegetation is known as gross primary production (GPP). Hence, the accurate estimation of GPP is of supreme importance for global food security and carbon cycle. As an accompanying product of photosynthesis, sun-induced chlorophyll fluorescence (SIF) is a direct indicator of actual photosynthesis progress. And the linear relationship between GPP and SIF offers a reliable method for GPP measurement by remote sensing. However, this linear relation will be broken under compound stress of heat and drought. Thus, current GPP-SIF model is not applicable under compound stress of heat and drought. Therefore, heat and drought stress simulation experiment is performed choosing winter wheat as the subject. Then, the optimum SIF algorithm is chosen for SIF calculation after comparing with various algorithms. Moreover, the leaf level and canopy level GPP are acquired by diurnal observation data set and SCOPE model simulation. The objects of this project are to reveal mechanistic of the relationship between GPP and SIF at different spatial and temporal scales under compound stress of heat and drought, and to build a new and applicable GPP-SIF model.
在全球气候变化背景下,高温和干旱在作物生长发育过程中常相伴出现,对植物的光合作用进程造成严重破坏。总初级生产力(GPP)反应了绿色植物通过光合作用所固定的有机碳总量,精确估算GPP对世界粮食安全、全球碳循环研究有着重要意义。日光诱导叶绿素荧光(SIF)作为光合作用的伴生产物,能直接反应光合作用的动态变化。GPP和SIF之间存在着的线性关系为遥感估算GPP提供了可靠的方法。然而,在高温干旱复合胁迫下,该线性关系将存在极大的不确定性,故该状态下基于SIF的GPP估算模型仍有待进一步研究。本项目以冬小麦为研究对象,对其进行高温干旱复合胁迫田间试验,对比多种SIF算法,选择最优算法提取叶片和冠层SIF信息,结合日变化观测数据集和SCOPE模型获取叶片和冠层GPP,进而揭示高温干旱复合胁迫下不同季节和不同空间尺度GPP-SIF的关联机制,最终建立适用于胁迫状态下的GPP-SIF估算模型。

结项摘要

本项目在田间实验的基础上针对SIF和光合作用关系在高温干旱复合胁迫下存在不确定性这一科学问题开展了研究,探明了不同季节尺度和不同空间尺度下SIF和光合作用的关联机制和变化规律,并建立了适用于不同尺度、不同胁迫类型的SIF与GPP以及其他光合参数的监测模型。研究表明:高温和干旱胁迫均会对冬小麦株高、叶绿素含量、叶片含水率、产量构成因素和光合参数造成抑制,重度胁迫影响程度大于轻度胁迫,高温干旱复合胁迫影响程度大于单一胁迫;温度是影响作物最大羧化效率的主要因素。叶片和冠层SIF对高温干旱胁迫的敏感性随着胁迫的加剧而上升;叶片SIF对冬小麦胁迫状态的捕捉能力要优于冠层SIF,而就整个生育期而言,冠层SIF则更能反映出胁迫的影响结果。高温干旱复合胁迫下叶片SIF-Pn的相关性小于冠层SIF-GPP的相关性;在高温干旱复合胁迫的影响下,冠层尺度经典的SIF-GPP线性关系将不再适用,对比无胁迫情况,胁迫会影响SIF与光合作用参数的相关性。高温和PAR较高或较低时会影响SIF监测光合作用的准确性,而VPD较高时则利于采用SIF进行光合作用的监测。本项目产出中英文学术论文共8篇,其中已发表SCI论文2篇、北大核心论文3篇,其余3篇正在审稿中;培养硕士研究生4名,其中2名已毕业,另外2名将于2023年6月毕业;培养本科生7名,其中一名学生的毕业论文被评为优秀;孵化校级大学生创新创业训练计划项目2项。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Monitoring 2019 Drought and Assessing Its Effects on Vegetation Using Solar-Induced Chlorophyll Fluorescence and Vegetation Indexes in the Middle and Lower Reaches of Yangtze River, China
利用光致叶绿素荧光和植被指数监测中国长江中下游2019年干旱并评估其对植被的影响
  • DOI:
    10.3390/rs14112569
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Remote Sensing
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Meng Li;Ronghao Chu;Xiuzhu Sha;Pengfei Xie;Feng Ni;Chao Wang;Yuelin Jiang;Shuanghe Shen;Abu Reza Md. Towfiqul Islam
  • 通讯作者:
    Abu Reza Md. Towfiqul Islam
Hyperspectral Characteristics and Scale Effects of Leaf and Canopy of Summer Maize under Continuous Water Stresses
连续水分胁迫下夏玉米叶片和冠层的高光谱特征及尺度效应
  • DOI:
    10.3390/agriculture11121180
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    AGRICULTURE-BASEL
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Meng Li;Ronghao Chu;Xiuzhu Sha;Feng Ni;Pengfei Xie;Shuanghe Shen;Abu Reza Md. Towfiqul Islam
  • 通讯作者:
    Abu Reza Md. Towfiqul Islam
利用日光诱导叶绿素荧光估算高温干旱复合胁迫下夏玉米生理生态参数
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1000-4440.2022.03.002
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    江苏农业学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    倪锋;谢鹏飞;褚荣浩;李萌;沙修竹;彭金龙;申双和
  • 通讯作者:
    申双和
日光诱导叶绿素荧光反演及其在植被环境胁迫监测中的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    江苏农业科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    彭金龙;李萌;褚荣浩;倪锋;谢鹏飞;蒋跃林;申双和
  • 通讯作者:
    申双和
高温干旱复合胁迫下夏玉米冠层日光诱导叶绿素荧光与光合参数的关联机制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    江苏农业科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    谢鹏飞;倪锋;褚荣浩;李萌;彭金龙;申双和
  • 通讯作者:
    申双和

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

坝基面受力状态的有限元计算误差影响分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    南水北调与水利科技
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    程帅;李守义;司政;杜占科;李萌;郝晓飞
  • 通讯作者:
    郝晓飞
动态交通分配下潮汐车道方案设置研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    综合运输
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李萌;张品超;陈婕妤
  • 通讯作者:
    陈婕妤
Conceptual configuration synthesis and topology structure analysis of double-layer hoop deployable antenna unit
双层环向可展开天线单元概念构型综合及拓扑结构分析
  • DOI:
    10.1021/acs.jpclett.3c02750
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Mechanism and Machine Theory
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    史创;郭宏伟;郑志刚;李萌;刘荣强;邓宗全
  • 通讯作者:
    邓宗全
“血-脉-心-神”四位一体理论下动脉粥样硬化性疾病血管稳态维系初探
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中华中医药杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    漆仲文;张军平;李萌;王晓景
  • 通讯作者:
    王晓景
一种新型抗纤维化小肽AcSDKP的构建及活性初步研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    生物技术通讯
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵薇;李萌;张伟;张英起
  • 通讯作者:
    张英起

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码