全 文 ：何会流． 增强 UV － B对凤仙花叶绿素含量和荧光特性的影响［J］． 江苏农业科学，2013，41(8):186 － 187．
增强 UV － B对凤仙花叶绿素含量和荧光特性的影响
何会流1，2
(1．重庆城市管理职业学院，重庆 401331;2．三峡库区生态环境与生物资源省部共建国家重点实验室，重庆 400715)
摘要:以凤仙花苗为材料，测定了不同强度 UV － B处理(0、0． 05、0． 10、0． 15、0． 20 W/m2)对叶绿素含量及荧光特
性的影响。结果表明:随着辐射强度增加，叶绿素含量逐渐降低，但在 0． 05 W/m2 处理条件下叶绿素含量显著高于
CK。光合荧光参数 Fo 先降后升，Fv /Fm、Yield、ETＲ、qP 值则逐渐降低，与 0． 20 W/m
2 处理组有显著差异。qN 先降后
升，处理间均无显著性差异。在适宜强度的 UV － B辐射下，凤仙花叶片可提高光合效率，过高则降低光合效率。
关键词:凤仙花;UV － B辐射;叶绿素;光合荧光参数
中图分类号:S681． 101 文献标志码:A 文章编号:1002 － 1302(2013)08 － 0186 － 02
收稿日期:2013 － 04 － 12
基金项目:三峡库区生态环境与生物资源省部共建国家重点实验室
基金项目(编号:SKL2012 － 01);重庆市教育科学规划课题(编号:
2012 － GX － 205)。
作者简介:何会流(1968—)，男，重庆人，硕士，副教授，主要从事园林
植物逆境生理研究。E － mail:45461035@ qq． com。
臭氧层变薄导致紫外线 B(UV － B，280 ～ 320 nm)辐射增
强，并有继续增强的趋势，增强 UV － B 辐射将直接或间接导
致植物形态结构、生理代谢、遗传特性、生长周期和生态结构
等方面发生变化［1］。凤仙花(Impatiens balsamina L．)，别称
急性子、指甲花;一年生草本;茎粗壮，叶互生，花单生或 2 ～ 3
朵簇生;我国各地庭园广泛栽培，为常见的观赏花卉［2］。增
强 UV － B对凤仙花的叶绿素以及荧光特性影响的相关研究
未见报道。本研究测定了不同强度 UV － B 对凤仙花叶绿素
含量及光合荧光参数的影响，为凤仙花科学栽培提供依据。
1 材料与方法
1． 1 材料
供试材料为洋凤仙(Impatiens holstii Engler et Warb．)，取
自于重庆城市管理职业学院白市驿草花基地的绿点花卉苗
圃。将带土的长势一致成苗移栽于盛有充分混匀的介质(珍
珠岩 ∶ 土壤 = 1 ∶ 3)的黑色营养袋(12 cm × 13 cm)中，放于西
南大学生命科学学院苗圃内培养，Hoagland 完全营养液每隔
4 d 浇 1 次，恢复生长后，将长势一致的凤仙花成苗，共设置 6
个处理，用不同强度 UV － B 处理(0、0． 05、0． 10、0． 15、
0． 20 W/m2)，对照自然光(CK)。紫外灯购于北京光电源研
究所，辐射强度用北京师范大学光学仪器厂生产的 UV － B 辐
照计(297 nm探头)测定。每组处理 20 株，以植株顶部强度
为准，自然光作补充，紫外辐照时间是每天 10:00—11:00，处
理时间 12 d。
1． 2 方法
1． 2． 1 光合色素含量的测定 随机取每组凤仙花相同位置
的功能叶片。准确称取 0． 2 g凤仙花叶片。剪碎混匀后浸泡
在 10 mL提取液(丙酮 ∶ 无水乙醇 ∶ 水 = 4． 5 ∶ 4． 5 ∶ 1)中，待
叶片发白后参照叶济宇的方法［3］测定凤仙花光合色素含量。
1． 2． 2 光合荧光参数的测定 随机取每组凤仙花苗相同位
置长势一致的叶片做好标记，在 12 d 时将植株充分暗适应
2 h 后(光合中心处于开放状态)，用 PAM － 2100(Walz，德
国)便携式脉冲调制式叶绿素荧光仪测定各标记叶片的初始
荧光(Fo)、PSⅡ原初光能转化效率(Fv /Fm)、电子传递速率
(ETＲ)、实际光合效率(Yield)，PSⅡ光化学猝灭系数(qP)、PS
Ⅱ非光化学猝灭系数(qN)。
所有指标均重复测定 3 次，采用 SPSS 11． 5 进行数据统
计分析和方差检验。
2 结果与分析
2． 1 增强 UV － B对凤仙花光合色素含量的影响
不同 UV － B辐射强度导致凤仙花叶片中叶绿素含量发
生了不同程度的变化。随着辐射强度增加，叶绿素含量不断
降低。在 0． 05 W/m2 强度下，叶绿素 a(Chla)和类胡萝卜素
(Car)含量显著高于 CK，叶绿素 b(Chlb)增加了 3． 236%。在
0． 20 W/m2 强度下，叶绿素和类胡萝卜素含量最低，显著低于
CK。说明低强度下可使植物增加叶绿素含量来抵抗逆境，高
强度 UV － B 辐射则破坏了叶绿素分子，对 Chla 破坏更为明
显。Chla /Chlb在 0． 05 W/m2 处理时增加了 2． 597%，其余 3
组均显著低于 CK。叶片中 Car /Chl 可以反映出光能吸收与
光保护的关系，0． 05 W/m2 处理组显著高于 CK，说明在一定
UV － B 辐射条件下，凤仙花叶片可以通过提高类胡萝卜素相
对含量来抵御 UV － B辐射的伤害(表 1)。
2． 2 增强 UV － B对凤仙花光合荧光参数的影响
Fo 代表初始荧光，是 PSⅡ反应中心处于完全开放时的
荧光产量［4］。随着 UV － B 辐射强度的增加 Fo 增高，且
0． 20 W/m2 处理组与 CK比增加显著，但 0． 05 W/m2 处理组
与 CK比下降了 6． 373%。Fv /Fm 代表了 PSⅡ的原初光能转
化效率［4］。随着 UV － B辐射强度的增加，各处理组 Fv /Fm 呈
现逐渐降低的趋势，在 0． 20 W/m2 条件下显著低于 CK。ETＲ
表示电子传递速率，随着 UV － B 辐射强度的增加而逐渐降
低，辐射强度 ＞ 0． 05 W/m2 后显著下降。Yield表示实际光合
效率，反映叶片用于光合电子传递的能量占所吸收光能的比
例［5］，变化情况同 ETＲ(表 2)。
qP 表示光化学猝灭系数，代表 PSⅡ反应中心开放部分的
—681— 江苏农业科学 2013 年第 41 卷第 8 期
DOI:10.15889/j.issn.1002-1302.2013.08.134
表 1 增强 UV － B对凤仙花叶绿素含量的影响
UV － B
(W/m2)
叶绿素含量(mg /g)
Chla Chlb Car Chla /Chlb Car /Chl
CK 12． 634 ± 0． 043b 7． 292 ± 0． 083a 1． 918 ± 0． 028b 1． 733 ± 0． 023a 0． 096 ± 0． 001b
0． 05 13． 380 ± 0． 216a 7． 528 ± 0． 197a 2． 355 ± 0． 135a 1． 778 ± 0． 018a 0． 113 ± 0． 004a
0． 10 10． 550 ± 0． 027c 6． 775 ± 0． 064b 1． 640 ± 0． 065c 1． 557 ± 0． 012b 0． 095 ± 0． 003b
0． 15 9． 349 ± 0． 118d 6． 297 ± 0． 109c 1． 013 ± 0． 061d 1． 458 ± 0． 007c 0． 065 ± 0． 003c
0． 20 8． 929 ± 0． 074e 6． 116 ± 0． 111c 0． 971 ± 0． 034d 1． 460 ± 0． 025c 0． 065 ± 0． 002c
注:同列数据后不同的小写字母表示差异显著(P ＜ 0． 05)。(表 2 同)。
表 2 增强 UV － B对凤仙花光合荧光参数的影响
UV － B
(W/m2)
光合荧光参数
Fo Fv /Fm ETＲ Yield qP qN
CK 0． 204 ± 0． 007b 0． 831 ± 0． 006a 31． 422 ± 1． 333a 0． 571 ± 0． 024a 0． 729 ± 0． 027a 0． 292 ± 0． 002a
0． 05 0． 191 ± 0． 000b 0． 827 ± 0． 010ab 28． 267 ± 1． 555ab 0． 522 ± 0． 029ab 0． 671 ± 0． 032ab 0． 275 ± 0． 018a
0． 10 0． 243 ± 0． 013ab 0． 742 ± 0． 050ab 24． 3 ± 0． 821bc 0． 427 ± 0． 031bc 0． 659 ± 0． 010ab 0． 367 ± 0． 067a
0． 15 0． 249 ± 0． 020ab 0． 736 ± 0． 015ab 22． 911 ± 1． 666bc 0． 457 ± 0． 014bc 0． 638 ± 0． 003b 0． 359 ± 0． 058a
0． 20 0． 274 ± 0． 036a 0． 722 ± 0． 045b 21． 789 ± 3． 010c 0． 405 ± 0． 056c 0． 599 ± 0． 032b 0． 365 ± 0． 031a
比例，是对 PSⅡ原初电子受体 QA 氧化态的一种量度［6］。qP
随着辐射强度增加而下降，处理组辐射强度 ＞ 0． 10 W/m2 时
显著低于 CK。qN表示非光化学猝灭系数，反映 PSⅡ天线色
素吸收的光能以热的形式耗散掉的光能部分［7］，0． 05 W/m2
处理组比 CK下降了 5． 822%，其他组则有明显增加，但均不
显著(表 2)。
3 讨论
本试验中，凤仙花成苗在 UV － B 胁迫下叶片变黄发黑，
高辐射强度下叶片脱落。在 0． 05 W/m2 处理组中，叶绿素含
量有显著增加，Fo、Fv /Fm、ETＲ、Yield、qP、qN 都有下降。叶绿
素含量随着辐射强度增加而下降，高强度 UV － B辐射对 Chla
破坏更明显，与张扬欢等的研究结果［7］一致。表明 UV － B 在
适当辐射强度下能够使叶绿素含量增加以抵御 UV － B 辐射，
而在高强度辐射下则会破坏叶绿素及光合结构，叶绿素含量
显著下降［8］。0． 20 W/m2 处理组 Fo 显著上升，Fo 的变化反
映了植物逆境条件下受伤害程度，Fo 上升表明 PSⅡ反应中心
失活［9］;Fv /Fm、ETＲ、Yield 显著下降，与叶绿素含量降低有
关［4］，表明 PSⅡ已受到 UV － B 胁迫的损伤。凤仙花苗 Fo 显
著上升，说明 Fv /Fm、ETＲ、Yield、qP 降低是因为 UV － B 胁迫
导致 PSⅡ反应中心失活的结果。qN 随辐射强度增加而升高，
说明凤仙花叶片通过耗散过剩的光能来抵御 UV － B 过强的
辐射。
在适宜强度的 UV － B辐射下，凤仙花叶片通过增加叶绿
素含量，增加电子库容量以及增强热耗散能力，提高光合效
率，以抵御胁迫反应。而高强度 UV － B 辐射会损害光合结
构，使光合效率降低。
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