全 文 ：安徽农学通报 , ,
缺镁胁迫对红叶石楠叶绿素荧光参数的影响
谈 凯 魏和平 许 远
安庆师范学院 ,安徽安庆
摘 要 通过设置 完全营养液与缺镁营养液 种培养处理 , 测定 了红叶石楠的老绿叶和新展开红叶的叶绿
素荧光诱导动力学参数。 主要测定 。 、 、 邝 、 、 、 中 这 个参数并比较其在绿叶和红叶中的差异 。 结
果表明 , 缺镁处理使红叶石楠叶片 关闭程度增加 、光能转换和电子传递效率降低 , 过剩的激发能增加 缺镁处
理对绿叶的 关闭程度更低 , 用于光化学反应 的能量更低 。
关键词 红叶石楠 缺镁胁迫 叶绿素荧光
中图分类号 文献标识码 文章编号 一 一 一
为 》 `
, ,
五 饰
, , 、阴 , 。 、 、 、 、 中
饰 脚
, ,
, ,
群
石日 阴 叩
红叶石楠 , , 石日 。 又名火焰红 、 千年红 , 为蔷薇
科石楠属杂交种的统称 , 常绿灌木至小乔木。 因其新梢和嫩
叶鲜红而得名 。 春季新叶红艳 , 夏季转绿 , 秋 、冬 、 春三季呈
现红色 , 景观效果美丽 , 适宜地区 华北大部 、华东 、 华南及西
南各省区 〔卜 〕。
镁除了是叶绿素的重要组分外 , 它对光合膜的垛叠 、 激
发能在 个光系统之间的分配 、 光合 电子传递速率 、 叶绿素
荧光 、原初光能转换效率以及一系列光合碳代谢等重要生理
过程都有明显的影响〔 〕。 本文以 种红叶石楠 红罗宾和红
唇 为材料 , 测定在不同施镁水平下其叶片的叶绿素荧光参
数 , 探讨缺镁胁迫对红叶石楠光能转化和利用的影响 , 以期
为镁元素在红叶石楠栽培中的作用研究提供理论基础和实
践依据。
材料与方法
实验材料 供试材料为安庆师范学院生物园内种植的
红叶石楠 红罗宾和红唇 。
材料处理 将 种红叶石楠的驯化期组培苗出瓶移植
进行水培处理 , 自然光照 。 营养液采用 基础配方 ,
通过设置 完全营养液与缺镁营养液 种培养处理 ,
各处理重复 次 , 随机排列 。 隔 换浇一次营养液 , 待红叶
石楠新发红叶后进行叶绿素荧光测定 。
测定项 目 测定 种红叶石楠的老绿叶 以下称 “ 绿
叶 ” 和新发红叶 以下称 “ 红叶 ” 的叶绿素 荧光参
数 , 每个处理选生长整齐一致的 株 。
叶绿素 荧光参数采用德国 公司生产的
便携式脉冲可调制式荧光测定仪测定 , 充分暗适应后
叶片的荧光诱导动力学参数 暗适应后的初始荧光 、 最
大荧光 和 最大量子产额 邝 日常光照条件下
的电子传递效率 、 非光化学碎灭系数 和光适应下
的实际光化学效率中 。 测定条件为 暗适应
后测定 , 日常光照选择晴天的 一 , 大气 浓度 士
四 左右 , 光合有效辐射 士 四 · 一 · 一 ,
温度 士 ℃困 。
结果与分析
缺镁胁迫对 红叶石楠叶片叶绿素荧光参数 的影
响 缺镁处理下 , 暗适应叶片的叶绿素荧光参数 有明显
升高 , 且对 种红叶石楠新老叶片的叶绿素荧光参数 影响
一致 。 的升高一般认为与 反应中心的 蛋 白的失
活或降解有关 。 缺镁处理后 , 绿叶的叶绿素荧光参数 。 与
红叶变化趋势相同 , 但绿叶上升趋势较为显著 , 说明红叶受
缺镁胁迫的影响较小 。
作者简介 谈凯 一 ,男 ,安徽安庆人 , 讲师 , 研究方向 植物细胞工程 。 收稿 日期 一 一
DOI :10.16377/j.cnki .issn1007-7731.2013.24.037
19 卷 期 谈 凯等 缺镁胁迫对红叶石楠叶绿素荧光参数的影响
表 缺镁胁迫对红叶石楠叶片叶绿素荧光参数 的影响
品种 处理 绿叶 红叶
一
红罗宾
一
一
红唇
一
缺镁胁迫对红叶石楠叶片叶绿素荧光参数 的影
响 叶绿素最大荧光 的大小直接反映光反应阶段通过
的电子传递情况 , 缺镁处理使暗适应下 种红叶石楠新
老叶片的叶绿素荧光参数 均有明显下降 , 而在 种红叶
石楠中绿叶的下降幅度均比红叶显著 , 表明缺镁胁迫对绿叶
光系统电子传递效率的影响更为明显 。
表 缺镁胁迫对红叶石楠叶片叶绿素荧光参数 的影响
品种 处理 绿叶 红叶
一
红罗宾 石
一
一
红唇 刀
一
缺镁胁迫对红叶石楠叶片叶绿素荧光参数 、 卜, 的影
响 缺镁处理使 种红叶石楠新老叶片叶绿素荧光参数
下降 , 邝 常用于度量 的潜在活性 , 反映了当所有
的光系统 反应中心均处于开放态时的量子产量 。 缺镁
处理下 邝 的下降表明缺镁胁迫下 的潜在活性和原
初光能转换效率减弱 。 同一处理下同种红叶石楠的红叶与
绿叶中 邝 变化差异不显著 , 缺镁胁迫对新老叶片 邝
的影响较为接近 。
表 缺镁胁迫对红叶石楠叶片叶绿素荧光参数 对 的影响
品种 处理 绿叶 红叶
红罗宾
一
一
红唇 石
一
缺镁胁迫对红叶石楠叶绿素 荧光参数 的影响
相对电子传递速率 是用于度量光化学反应导致碳固
定的电子传递情况 。 缺镁处理使 种红叶石楠新老叶片中
的电子传递速率 均有显著降低 , 光合效率明显下降。 同
一处理下 , 绿叶中的 下降趋势比红叶中的要显著 , 表明
缺镁胁迫 刊新 口十的影响更大 。
表 缺镁胁迫对红叶石楠叶片叶绿素荧光参数 的影响
品种 处理 绿叶 红叶
一
红罗宾
一 石
一
红唇 名
一 石
缺镁胁迫对红 叶石楠叶片叶绿素荧光参数 的影
响 缺镁处理使 种红叶石楠新老叶片叶绿素荧光参数
升高 , 表明红叶石楠叶片光合作用通过热耗散途径消耗过剩
光能的作用得 以加强 。 绿叶和红叶的 变化趋势相同 , 但
绿叶中的 上升较红叶更为显著 , 表明缺镁对新叶的影响
更为明显 。
表 缺镁胁迫对红叶石楠叶片叶绿素荧光参数的 影响
品种 处理
红罗宾
红唇
一
一
一
一
绿叶 红叶
马
缺镁胁迫对红叶石楠叶片叶绿素荧光参数巾 的影
响 缺镁胁迫使 种红叶石楠叶片叶绿素荧光参数中 降
低 , 中 实际光化学效率 反映了叶绿体吸收的光能中进
人 光化学过程的部分 , 缺镁处理使红叶石楠绿叶
的关闭程度显著加大 , 进人 光化学过程的激发能显著
减少 , 而通过 天线色素或其他途径耗散的激发能增
加 。 同一处理下绿叶的中 低于红叶 , 表明在同一处理
下 , 绿叶 的关闭程度更大 , 用于光化学反应的激发能更
少 , 较多的过剩光能通过其他耗散途径散失 , 这可能与叶片
衰老有关 。
表 缺镁胁迫对红叶石楠叶片叶绿素荧光参数中 的影响
品种 处理 绿叶 红叶
一
红罗宾
一 石
一
红唇
一
结论与讨论
植物镁素状况影响叶绿体的光能转换和利用 。 试验对
不同供镁处理的红叶石楠暗适应叶片叶绿素 荧光参数测
定结果表明 , 缺镁处理使红叶石楠叶片 、 和 邝 下
降 , 表明 的光能转换和电子传递效率降低 , 从而影响光
合效率 , 使光合作用下降 , 影响植物的生长发育 。 缺镁处理
使红叶石楠叶绿素 。 荧光诱导动力学参数中 、 下降
以及 升高 。 表明叶绿素吸收的光能用于光合作用的部分
减少 , 以荧光形式散发的能量增加 , 光合效率下降。
缺镁胁迫下 , 植物碳同化效率下降 , 光合机构 反应
中心很容易发生激发光能过剩。 试验表明 , 缺镁处理使红叶
石楠叶片 过度还原 , 关闭程度显著增加 , 激发光能
通过 进人光化学过程的量显著减少 , 光能转换和电子
传递效率降低 , 过剩激发能增加 。 植物在长期的进化过程
中 , 形成了多种耗能机制 , 以避免过剩光能对光合机构的破
坏 , 其中热耗散被认为是一种最灵活有效的手段 〔 〕。 热耗散
的耗能机制可能有跨类囊体膜质子梯度 、 叶黄 下转 页
3 6 安徽农学通报 , ,
一 、 一 一 、 年鉴 较对照降低 住 一 , 其 对照高的品种其穗下节长也较长 , 说明适宜长度的穗下节长
中以 一 一 最短 , 为 , 其产量较对照减少 。 小穗 可以提高产量 。 其中粒色 一 、 一 及对照定西
数 , 一 、 一 一 一 、 一 、 一 较对照增加 号为 白色 , 其余的 个均为 白色 。 粒质除 一 一 一 、
住 一 石个 , 其中以 一 一 一 最高 , 为 个 , 其余的 一 一 及 年鉴 为角质 , 其它的均为半角质 。 饱满
一 一 、 一 、 一 一 、 年鉴 较对照减少 度 一 一 为 级 , 一 一 、 一 及对照定西 号
一 巧 个 , 其中以 一 一 最低 , 为 个。 穗下节长 为 级 , 其余的均为 级。
均高于对照 , 其中以 巧 一 一 一 最长 , 为 , 产量较
表 会宁县旱地春小麦品种的主要经济性状比较
品种名称 成穗数万
小穗数
个
穗下节长 粒色 粒质 饱满度
半角白红一
一 一 一
一
一 一
一
一 一
一
年鉴
定西 号
穗长 穗粒重 千粒重 穗粒数
粒
半角白红
井
参试春小麦品种的产量比较 试验结果表明 见表 ,
一 、 一 一 、 一 的产量均高于定西 号 ,
增产幅度为住 一 , 其中 一 折合产量最高为
留 , 较对照增产 , 一 次之 , 折合产量为
八 , 较对照增产 , 一 一 居第三位 。 其
他品种产量均低于 , 减产幅度为住 一 。 一 、
一 一 、 一 株高均在 一 , 茎粗较粗 , 叶面积
较大。 可见 , 茎粗与叶面积有一定的正相关性 。 一 、
一 一 、 一 穗粒重均高于对照 , 其穗粒数也均高于
对照 , 低于对照产量的品种穗粒重 、 穗粒数也得出相同的结
果 。 因此 , 穗粒重与穗粒数呈正相关 。 单位面积有效穗数
一 一 高于对照 , 一 、 一 较对照低 , 但
、 一 株高为 左右 , 叶面积较大 , 二者协调水平较
高 , 充分利用光能 , 同样获得了高产 。 说明 , 单位面积有效穗
数 、株高 、 叶面积同样存在着相关性。
表 会宁县旱地春小麦区试参试品种试验产量结果
名称 小区产量 较
士
一
一 一 一
一
一 一
一
一 一
一
年鉴
定西 号
刀
名
折合单产
一
一
石
一
一
一
综上所述 , 一 、 一 一 、 一 与当地种植的
定西 号比较 , 株高适中 , 茎粗较粗 , 叶面积较大 , 穗粒重
高 , 穗粒数多 , 并且 一 、 一 单位面积有效穗数 、 株
高 、 叶面积具有高的协调性 。 说明 一 、 一 、
一 具有增加产量 , 增加农民收人的优势 , 适宜在该地区
种植 。
小结与讨论
〔 〕等研究认为 , 过去 里 , 英国小麦品种株高从
降低到 左右 , 收获指数由 提高到 , 估计
还可以继续提高到 。 刘广田 〔 〕等认为 , 降低株高可使品
种耐肥 , 抗倒和提高收获指数 , 但株高不是越矮越好 , 矮秆基
因往往与不 良性状连锁 , 并提出理想小麦株高为
。 但 巧 一 一 一 株高与 和刘广 田等提出的株
高差距较大 , 这些可能导致产量降低 。 小麦的抗倒力与茎秆
的粗度有关 , 茎秆越粗 , 干重越高 , 机械组织发达 , 可防止倒
伏〔 〕。 本试验结果表明 , 各品种的茎秆粗度在 个生育时期
差异不显著 , 所以对产量的影响不大 , 但 个品种的茎秆都
较粗 , 机械组织比较发达 , 所以试验的 个品种在整个生育
时期都没有发生倒伏现象 。 杨文雄川指出 , 旱地春小麦叶面
积指数从分粟期开始迅速增长 , 在开花期达到最高 , 随后又
急速降低 。 一 一 一 的叶面积抽穗期至灌浆期变化特
别显 著 , 降低 了 耐 , 相 对于对照产量 明显 降低的
一 、 年鉴 叶面积的变化也 比较明显 。 高产小麦群
体对太阳光吸收或透射率高 , 受光状态好 , 光合能力强 , 净光
合生产率高 。 这种高光效群体 , 除要求合理的茎数和叶面积
之外 , 还要求植株个体健壮 , 叶片主体分布合理 , 挺而上举 ,