強(qiáng)光下牡丹‘肉芙蓉’葉片兩光系統(tǒng)間激發(fā)能分配及光破壞防御機(jī)制.pdf

1、本文以早衰型牡丹品種‘肉芙蓉’（Paeoniasuffruticosacv.‘Roufurong’）為試驗(yàn)材料，通過(guò)測(cè)定氣體交換參數(shù)、葉綠素?zé)晒鈪?shù)等生理生化指標(biāo)，研究了夏季晴天條件下牡丹葉片光合進(jìn)程日變化;探討了不同光溫條件下牡丹葉片的光抑制特性;辨析了強(qiáng)光下高溫和低溫脅迫對(duì)牡丹葉片光能吸收、轉(zhuǎn)換、耗散及PSⅡ光化學(xué)活性的影響;應(yīng)用抑制劑法研究了葉黃素循環(huán)在牡丹葉片光破壞防御機(jī)制中的作用，旨在為改進(jìn)大田牡丹的栽培技術(shù)和新品種選育提供理

2、論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:
　　 1.夏季牡丹葉片Pn日變化表現(xiàn)為“雙峰型”，中午葉片出現(xiàn)了嚴(yán)重的光合“午休”現(xiàn)象，在Pn降低的同時(shí)，伴隨著Gs的持續(xù)下降和Ci的明顯上升，表明強(qiáng)光高溫的夏季，光合“午休”主要通過(guò)非氣孔限制實(shí)現(xiàn)。在夏季中午，光飽和凈光合速率和表觀量子效率(AQY)均急劇降低，造成過(guò)剩光能大量積累，引起光化學(xué)效率的降低。
　　 2.為了探討光溫交叉處理對(duì)光合特性的影響，以牡丹葉片為材料，研究了100、700

3、和1400μmol·m-2·s-1光強(qiáng)下不同溫度（15、20、25、30、35和40℃）交叉處理對(duì)牡丹葉片光合特性和葉綠素?zé)晒鈪?shù)變化的影響。結(jié)果表明:隨光強(qiáng)增加，葉片最大光化學(xué)效率（Fv/Fm）、PSⅡ?qū)嶋H光化學(xué)效率（ΦPSⅡ）、光下開放的PSⅡ反應(yīng)中心激發(fā)能捕獲效率（Fv'/Fm'）和光化學(xué)猝滅系數(shù)(qP)均顯著下降，其中強(qiáng)光1400μmol·m-2·s-1下最低。與室溫(25℃)處理的葉片相比，低溫(15℃)和高溫(40℃)處理葉

4、片F(xiàn)v/Fm、PSⅡ、Fv'/Fm'、qP急劇下降。同時(shí)，隨光強(qiáng)增加，PSⅠ激發(fā)能分配系數(shù)α顯著性降低，PSⅡ激發(fā)能分配系數(shù)β卻顯著性升高，激發(fā)能分配嚴(yán)重偏離平衡。強(qiáng)光高溫交叉脅迫下，雖然葉片熱耗散(NPQ)能力迅速增加，但是由于光化學(xué)效率的下降，光化學(xué)反應(yīng)對(duì)激發(fā)能的利用大幅度下降，同時(shí)，由于兩光系統(tǒng)激發(fā)能分配嚴(yán)重偏離平衡狀態(tài)，過(guò)多的激發(fā)能分配給PSⅡ，導(dǎo)致PSⅡ激發(fā)壓（1-qP）增大，加劇了PSⅡ傷害程度。
　　 3.以牡丹‘

5、肉芙蓉’葉片為試材，研究了強(qiáng)光（1400μmol·m-2·s-1）下高溫(40℃)和低溫(15℃)處理對(duì)牡丹葉片PSⅡ功能的影響。結(jié)果表明:強(qiáng)光下隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)，各處理葉片的PSⅡ最大光化學(xué)效率（Fv/Fm）、PSⅡ?qū)嶋H光量子效率（ΦPSⅡ）和光下開放的PSⅡ反應(yīng)中心激發(fā)能捕獲效率（Fv'/Fm'）均持續(xù)降低，其中高溫處理降低幅度最大。暗修復(fù)4h后，對(duì)照和低溫處理的Fv/Fm均基本上完全恢復(fù)，但高溫處理的僅恢復(fù)到處理前的75％，即使暗

6、修復(fù)15h也不能完全恢復(fù);強(qiáng)光下高溫處理葉片分配給PSⅠ激發(fā)能急劇下降，分配給PSⅡ激發(fā)能顯著提高，激發(fā)能分配嚴(yán)重偏離平衡狀態(tài)，而低溫處理與對(duì)照相比差異不顯著;強(qiáng)光下高溫脅迫抑制了抗氧化酶(SOD)活性，加劇了活性氧(O2-、H2O2)產(chǎn)生，導(dǎo)致葉綠素和可溶性蛋白含量不斷下降。據(jù)此推測(cè)強(qiáng)光下高溫脅迫對(duì)牡丹葉片光合機(jī)構(gòu)造成了不可逆的光破壞，影響了葉片的正常生長(zhǎng)，而低溫處理對(duì)光合機(jī)構(gòu)影響相對(duì)較弱。
　　 4.通過(guò)抑制劑法和葉綠素?zé)晒?/p>

7、測(cè)定技術(shù)研究了二硫蘇糖醇（1，4-dithiothreitol，DTT）對(duì)牡丹葉片光系統(tǒng)Ⅰ和光系統(tǒng)Ⅱ間激發(fā)能分配的影響。DTT處理沒(méi)有影響到葉片的最大光化學(xué)效率（Fv/Fm），但光下葉綠素?zé)晒饨档捅嚷剩≧fd）下降;強(qiáng)光下DTT處理葉片開放反應(yīng)中心激發(fā)能捕獲效率（Fv'/Fm'）比對(duì)照高10％-25％，而光化學(xué)猝滅系數(shù)(qP)比對(duì)照低24％左右;強(qiáng)光下DTT處理葉片分配給PSⅠ的激發(fā)能比對(duì)照低約12.8％，而分配給PSⅡ的激發(fā)能比對(duì)照高