免费文献传递   相关文献

低温胁迫对彩叶草光合作用及叶绿素荧光的影响



全 文 :浙江农业学报 Acta Agriculturae Zhejiangensis,2015,27(1) :49 - 56 http:/ /www. zjnyxb. cn
王兆,刘晓曦,郑国华. 低温胁迫对彩叶草光合作用及叶绿素荧光的影响[J]. 浙江农业学报,2014,27(1) :49 - 56.
DOI:10. 3969 / j. issn. 1004 - 1524. 2015. 01. 10
收稿日期:2014-01-08
作者简介:王兆(1989—) ,女,硕士研究生,研究方向为花卉生理。E-mail:wangzhao451292811@ 163. com
* 通讯作者,郑国华,E-mail:fafuzgh@ 126. com
低温胁迫对彩叶草光合作用及叶绿素荧光的影响
王 兆,刘晓曦,郑国华*
(福建农林大学 园艺学院,福建 福州 350002)
摘 要:以 3 个彩叶草品种为试材,分别在 2℃和 5℃胁迫 4 d后转入 25℃进行恢复生长,研究不同低温胁迫
对彩叶草光合作用和叶绿素荧光动力学参数的影响。结果表明,低温加重了光合作用的光抑制。随着低温
胁迫处理时间的延长,3 个品种的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均随胁迫时间的延长而显
著下降,而胞间二氧化碳浓度(Ci)呈上升趋势,说明非气孔因素是导致光合作用下降的主要因素。3 个品种
规律一致,但 3 个品种间对低温胁迫的反应存在差异。玫红绿边的 Pn 下降幅度最小,说明受低温的影响相
对较小,而深红金边受到的影响最大。在叶绿素荧光参数方面,低温胁迫 4 d后,3 个品种的 PSII最大光化学
效率(Fv /Fm)、PSII实际光化学量子产量(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)均显著下降,而非光化学猝灭系数
(NPQ)呈上升趋势。恢复试验中,5℃组的植株仅少量存活,而 2℃组无一存活,表明 2 种低温胁迫所产生的
光抑制已经导致光系统 II结构短期内不可恢复的伤害或失活。
关键词:彩叶草;低温胁迫;光合作用;叶绿素荧光动力学参数
中图分类号:S 682. 36 文献标志码:A 文章编号:1004-1524(2014)01-0049-08
Effects of low temperature stress on the photosynthesis and chlorophyll fluorescence of Solen-
ostemon scutellarioides
WANG Zhao,LIU Xiao-xi,ZHENG Guo-hua*
(Horticulture College,Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou 350002,China)
Abstract:Three varieties were used for studing the effects of low temperature stress on the photosynthetic characteris-
tics and chlorophyll fluorescence of Solenostemon scutellarioides after 4 d stress under 2℃ and 5℃,and recovery in
25℃ . The results showed that low temperature increased the photo inhibitions of photosynthesis. With the extension
of low temperature treatment time,photosynthetic rate(Pn),transpiration rate (Tr)and stomatal conductance(Gs)
were decreased with the extension of low temperature treatment time,but intercellular CO2 concentration(Ci)was in-
creased with the extension of low temperature treatment time. The result suggested that non-stomatal limitations were
the key factors for the decrease of Pn during the 2℃ and 5℃ stress. Three varieties showed consistent rule,but the
difference could be found in the response of each cultivar to the same stress,the Pn of“Meihonglvbian”decreased
least while that of“Shenhongjinbian”decreased most. About the chlorophyll fluorescence,the maximal photochemical
yield(Fv /Fm)decreased,the actual photochemical efficiency of system II(ΦPSII)and photochemical quenching co-
efficient(qP)increased after 4 d stress,and the non-photochemical quenching coefficient(NPQ)showed increasing
trend. A small number could recover after the elimination of 5℃,while none could recover which endured 2℃,show
that the heavy photoinhibitions have led to non-recoverable harm or inactivation in the structure of PSII.
Key words:Solenostemon scutellarioides;low temperature stress;photosynthesis;chlorophyll fluorescence
近年来,叶绿素荧光分析技术应用于光合作
用机理、植物抗逆生理等方面的研究已取得一定
进展,由于其可以快速、灵敏和无损伤地研究和
探测完整植株在胁迫下的光合作用,所以经常用
来探测植物的生长、病害及受胁迫的生理状
况[1]。光合作用是植物最重要的合成代谢途径
之一,是植物合成有机物和获取能源的根本途
径,直接关系着植物的生长状况和最终产量。而
低温胁迫对植物的光合作用产生多方面的影响,
也是植物受低温胁迫影响最明显的生理过程之
一[2]。研究植物在低温胁迫下的光合作用有助
于了解植物对低温的生理适应机制,可为育种、
引种和筛选耐低温品种提供科学依据,为抗性栽
培提供理论指导。
彩叶草(Solenostemon scutellarioides)又名洋
紫苏、老来少、五色草等,为唇形花科鞘蕊花属多
年生草本,色彩丰富,为优良观叶植物,可盆栽观
赏、配置花坛,也可用于庭院美化及家居装饰,枝
叶可作为切花材料 [3 - 6]。目前,关于低温对彩叶
草的光和特性及荧光特性的影响尚未见报道,本
试验以目前市场上最常见的天鹅绒红、玫红绿
边、深红金边 3 个品种为试验材料,检测低温胁
迫对彩叶草的光合及荧光参数的影响,研究彩叶
草对低温胁迫的生理适应机制,为其生长及栽培
提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 材料
试验材料为天鹅绒红、玫红绿边、深红金边
这 3 个品种。通过 3 个品种的种子进行繁殖,待
长至有 4 片叶子的健壮幼苗时便可移植到盆径
为 10 cm 左右的小盆中,待幼苗叶片盖住盆时,
可定植到盆径为 20 ~ 23 cm 的大盆内,然后选择
盆栽苗生长健壮无病虫害,长势一致的植株进行
试验。
1. 2 试验设计
采用人工模拟气候的方法,将买来的盆栽彩
叶草置于 25℃智能人工气候恒温箱下预处理 1
d,翌日从 25℃开始,以 2℃·h -1的降温速度降至
2℃和 5℃后,开始进行低温胁迫,光照强度为
3 000 lx,光周期为昼夜各 12 h,用加湿器使气候
箱内湿度保持在 90%左右[7],连续处理 4 d。为
减轻低温引起的水分胁迫伤害,每天低温处理前
后都进行补水保湿。每处理 5 株,重复 3 次,共
90 盒。每次测定在 10:00—12:00 进行[8]。低温
胁迫处理 4 d后,将试验组植株进行恢复生长。
1. 3 形态学指标的鉴定
在低温处理期间,每隔 1 d 记录植株的生长
状况,如长势(生长是否旺盛或是否受到抑制)、
叶片生长状况(叶色的变化、是否萎蔫、是否发新
叶)等。根据记录下来的生长情况,采用分级标
准进行综合评价[9]。Ⅰ级:生长旺盛,叶色正常;
Ⅱ级:生长一般,叶色基本正常,叶缘失水萎蔫;
Ⅲ级:生长一般,老叶色泽变暗,部分萎蔫变软,
新叶开始出现失水皱缩;Ⅳ级:生长受到抑制,1 /
3 叶片发黄,老叶枯萎脱落,新叶失水皱缩;Ⅴ级:
生长受到严重抑制,1 /2 叶片萎蔫发黄,老叶枯萎
脱落,新叶萎蔫干枯;Ⅵ级:植株整体萎蔫,呈半
致死状态;Ⅶ级:死亡状态。
1. 4 分析方法
1. 4. 1 光合指标的测定
采用 Lcpro +型便携式光合系统(英国 ADC
公司)测定叶片净光合速率(Pn),同时得到蒸腾
速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间 CO2 浓度(Ci)等
光合参数。每处理重复 3 次,选取生长部位相同
的展开叶,每片叶分别挂牌标记,每株测 5 片叶。
处理时 CO2 浓度为(360 ± 10)μmol·mol
-1,与室
内浓度一致,光照强度为(800 ± 10)μmol·m -2
·s - 1。
1. 4. 2 叶绿素荧光动力学参数的测定
采用 Imaging 荧光仪(WALZ,德国)于 9 ∶ 00
开始测定彩叶草叶绿素荧光参数。测量光强度
为 0. 1 μmol·m -2·s - 1,脉冲频率为 1 Hz,光化光
强度为 55 μmol·m -2·s - 1,强饱和脉冲光强度为
2 800 μmol·m -2·s - 1,脉冲光时间为 0. 8 s. 将叶
片暗适应 30 min 后,测定 PSII 最大光化学效率
(Fv /Fm)、非光化学猝灭系数(NPQ)、光化学猝
·05· 浙江农业学报 第 27 卷 第 1 期
灭系数(qP)、PSII 实际光化学量子产量(ΦPS
Ⅱ) ,每处理重复 3 次,每株测 5 片叶片。
1. 4. 3 测定项目及方法
选定植株的主要功能叶片进行光合作用及
叶绿素荧光参数的测定,25℃恒温预处理 1 d后,
先测定各参数作为初始值;低温胁迫处理后开始
每天进行各参数的测定。每株测 5 片颜色均匀
的叶片,每处理重复 3 次,取平均值作为观察值。
1. 5 数据分析
所有试验数据处理及相关分析、制图、制表
和显著性差异检验使用 Excel和 dps软件完成.
2 结果与分析
2. 1 低温胁迫对彩叶草形态指标的影响
如表 1 所示,不同低温处理对 3 个品种的
生长均产生一定的影响,但不同温度处理之间、
不同品种之间的形态变化存在一定差异。5℃
胁迫 2 d时,深红金边受到的影响最大,生长受
到严重抑制,1 /2 的叶片萎蔫发黄,老叶枯萎脱
落,新叶萎蔫干枯;天鹅绒红生长受到抑制,1 /3
的叶片发黄,老叶枯萎脱落,新叶失水皱缩;玫
红绿边生长一般,老叶色泽变暗,部分萎蔫变
软,新叶开始出现失水皱缩。2℃处理下,胁迫 4
d后,玫红绿边表现为Ⅴ级,生长受到严重抑
制,1 /2 的叶片萎蔫发黄,老叶枯萎脱落,新叶
萎蔫干枯;深红金边在胁迫 2 d 即表现为Ⅴ级,
胁迫 4 d后,个别表现为Ⅶ级,呈死亡状态;天鹅
绒红胁迫 4 d后,表现为Ⅵ级,植株整体萎蔫,呈
半致死状态。从植物生长状态可初步判断,彩
表 1 不同温度处理下彩叶草的生长形态
Table 1 Growth mophorlogy records of Solenostemon scutel-
larioides treated with different temperature
品种 温度 /℃ 低温胁迫时的表现级别
0 d 2 d 4 d
天鹅绒红 25 Ⅰ Ⅰ Ⅰ
5 Ⅰ Ⅲ-Ⅳ Ⅴ
2 Ⅰ Ⅳ Ⅵ
玫红绿边 25 Ⅰ Ⅰ Ⅰ
5 Ⅰ Ⅲ Ⅳ
2 Ⅰ Ⅲ-Ⅳ Ⅴ
深红金边 25 Ⅰ Ⅰ Ⅰ
5 Ⅰ Ⅳ-Ⅴ Ⅵ
2 Ⅰ Ⅴ Ⅵ-Ⅶ
叶草 3 个品种的抗寒性大小依次为玫红绿边 >
天鹅绒红 >深红金边。
2. 2 低温胁迫对彩叶草叶片光合作用的影响
2. 2. 1 对彩叶草叶片 Pn的影响
Pn是指单位时间内单位面积同化的二氧化
碳的量与叶片呼吸作用释放的 CO2 的量之差,表
示叶片在单位时间内所得的净光合产物[10]。
由图 1 可知,低温胁迫下,彩叶草叶片的 Pn
均呈下降趋势。随着低温胁迫时间的延长,3 个
品种的 Pn下降幅度增大,低温胁迫程度加剧,Pn
下降幅度也就越大,且各品种降低幅度不同。胁
迫 4 d 后,相比对照,2℃处理下,天鹅绒红、玫红
绿边、深红金边的叶片 Pn 分别下降 297. 1%,
283. 4%和 399. 6%,相比对照差异均显著(P <
0. 05),5℃处理下分别下降 226. 1%,222. 1%和
308. 0%,相比对照差异均显著(P < 0. 05),且 3
个品种间差异也显著(P < 0. 05) ;深红金边在 2
图 1 低温处理对彩叶草叶片 Pn的影响
Fig. 1 Effect of low temperature stress on Pn of Solenostemon scutellarioides
·15·王 兆,等. 低温胁迫对彩叶草光合作用及叶绿素荧光的影响
种低温处理下受到的影响最大,2℃和 5℃下,
Pn分别下降 308%和 400%;而玫红绿边则相
反,受到的影响最小,下降幅度分别为 297. 4%
和 226. 1%。
2. 2. 2 对彩叶草叶片 Tr的影响
低温胁迫下,3 个品种彩叶草的 Tr 均随胁迫
时间的延长呈下降趋势(图 2)。处理 4 d 后,相
比对照,2℃处理下,天鹅绒红、玫红绿边和深红
金边的 Tr 分别下降 72. 6%,70. 5%和 70. 5%,
相比对照差异均显著(P < 0. 05);5℃处理下,
分别下降 50. 3%,57. 3%和 59. 3%,相比对照
均差异显著(P < 0. 05);而天鹅绒红与另外 2
个品种间差异显著(P < 0. 05)。由图 2 可知,2
种温度处理下的天鹅绒红的 Tr 均显著高于其
他 2 个品种。
2. 2. 3 对彩叶草叶片 Gs的影响
图 2 低温处理对彩叶草叶片 Tr的影响
Fig. 2 Effect of low temperature stress on Tr of Solenostemon scutellarioides
低温胁迫下,3 个品种彩叶草的叶片 Gs均随
胁迫时间的延长呈下降趋势(图 3)。处理 4 d
后,相比对照组,2℃处理下,天鹅绒红、玫红绿边
和深红金边 Gs 分别下降 69. 2%,63. 8% 和
74. 2%,相比对照均差异显著(P < 0. 05);5℃处
理下,分别下降 61. 5%,55. 8%和 66. 6%,相比对
照均差异显著(P < 0. 05)。相比其余 2 个品种,
玫红绿边在 2 个低温处理的下降幅度均最小,说
明低温胁迫对玫红绿边 Gs的影响最小。
2. 2. 4 对彩叶草叶片 Ci的影响
Ci 是指细胞间未参与光合作用部分的 CO2
浓度,通常该值越大,说明被光合作用同化的
CO2 越少
[10]。从图 4 可以看出,低温胁迫下,3
个品种彩叶草叶片的 Ci 随处理时间的延长均显
著升高。胁迫 4 d后,相比对照组,2℃处理下,天
鹅绒红、玫红绿边和深红金边的 Ci 分别上升
49. 1%,47. 4%和 47. 5%,相比对照均差异显著
(P < 0. 05),且 3 个品种间差异显著(P < 0. 05) ;
5℃处理下,分别上升 37. 4%,36. 6%和 34. 8%,
相比对照均差异显著(P < 0. 05) ,且 3 个品种间
差异显著(P < 0. 05)。
2. 3 低温胁迫对彩叶草叶绿素荧光的影响
图 3 低温处理对彩叶草叶片 Gs的影响
Fig. 3 Effect of low temperature stress on Gs of Solenostemon scutellarioides
·25· 浙江农业学报 第 27 卷 第 1 期
图 4 低温处理对彩叶草叶片 Ci的影响
Fig. 4 Effect of low temperature stress on of Solenostemon scutellarioides
2. 3. 1 对彩叶草叶片 Fv /Fm的影响
Fv /Fm反映了 PSⅡ反应中心光能转化效率,
是 PSⅡ受到伤害的重要指标,对逆境胁迫较为敏
感[11],Fv /Fm下降越多,表明 PSⅡ损伤越大[12]。
Fv /Fm的变化可反映低温胁迫下 PSⅡ受伤害的
程度。
由图 5 可知,低温胁迫下,3 个品种的彩叶草
叶片的 Fv /Fm均下降,且随胁迫强度的加剧和胁
迫时间的延长,下降幅度均增大。相比未低温处
理组,胁迫 4 d 后,2℃处理下,天鹅绒红、玫红绿
边和深红金边的 Fv /Fm 分别下降 49. 1%,
37. 2%和 53. 3%,相比对照均差异显著(P <
0. 05);5℃处理下,3 个品种的 Fv /Fm 分别下降
30. 8%,20. 2%和 28. 9%,相比对照均差异显著
(P < 0. 05)。随着时间的延长,天鹅绒红和深红
金边的下降程度明显大于玫红绿边,温度越低,
下降的幅度越大,说明低温胁迫使光能转化率降
低,加剧了彩叶草叶片的光抑制,且 2℃组的光抑
制程度较 5℃大。
2. 3. 2 对彩叶草叶片 qP的影响
qP反映的是 PSⅡ天线色素吸收的光能用于
光化学电子传递的份额,要保持较高的光化学猝
灭,即要使 PSⅡ反应中心处于“开放”状态,所以
光化学猝灭又在一定程度上反映了 PSⅡ反应中
心的开放程度。qP 愈大,PSⅡ的电子传递活性
愈大[13]。
由图 6 可知,低温胁迫降低了彩叶草叶片的
qP。温度越低,qP 值下降幅度越大。结果表明,
相比对照组,胁迫 4 d 后,2℃处理下,天鹅绒红、
玫红绿边、深红金边的 qP 值分别下降 55. 3%,
35. 4%和 46. 4%,相比对照均差异显著(P <
0. 05),且 3 个品种间差异显著(P < 0. 05) ;5℃处
理下,qP值分别下降 39. 9%,32. 5%,43. 1%,相
比对照均差异显著(P < 0. 05)。天鹅绒红和深红
金边较玫红绿边受到低温的影响大。
2. 3. 3 对彩叶草叶片 NPQ的影响
NPQ是指 PSⅡ天线色素吸收的光能不能用
于光合电子传递而以热能的形式耗散掉的光能部
图 5 低温处理对彩叶草叶片 Fv /Fm的影响
Fig. 5 Effect of low temperature stress on Fv /Fm of Solenostemon scutellarioides
·35·王 兆,等. 低温胁迫对彩叶草光合作用及叶绿素荧光的影响
图 6 低温处理对彩叶草叶片 qP的影响
Fig. 6 Effect of low temperature stress on qP of Solenostemon scutellarioides
分,是一种自我保护机制,对光合系统起一定的
保护作用[14]。
如图 7 所示,随着低温胁迫时间的延长,不
同品种彩叶草叶片的 NPQ 整体呈上升趋势。相
比对照组,胁迫 4 d 后,2℃处理下,天鹅绒红、玫
红绿边和深红金边的 NPQ 值分别上升 166. 3%,
226. 5%和 205. 5%,相比对照均差异显著(P <
0. 05),且 3 个品种间差异显著(P < 0. 05) ;5℃处
理下,NPQ值分别上升 152%,194%和 163%,相
比对照均差异显著(P < 0. 05)。在 2℃时,玫红
绿边和深红金边上升的幅度明显大于天鹅绒红;
在 5℃时,相比其他 2 个品种,玫红绿边的上升幅
度较大,但天鹅绒红和深红金边差异不明显。说
明低温胁迫使彩叶草 PSⅡ反应中心潜在热耗能
力增强,从而避免植物因吸收过多的光能而造成
伤害。
2. 3. 4 对彩叶草叶片 ΦPSⅡ的影响
ΦPSⅡ表示 PSⅡ反应中心在部分关闭状态
下的实际光化学效率,可作为植物光合电子传递
速率快慢的指标[15]。由图 8 可知,低温胁迫降低
图 7 低温处理对彩叶草叶片 NPQ的影响
Fig. 7 Effect of low temperature stress on NPQ of Solenostemon scutellarioides
图 8 低温处理对彩叶草叶片 ΦPSⅡ的影响
Fig. 8 Effect of low temperature stress on ΦPSⅡ of Solenostemon scutellarioides
·45· 浙江农业学报 第 27 卷 第 1 期
了彩叶草叶片的 ΦPSⅡ。3 个品种随着低温胁迫
时间的延长,ΦPSⅡ持续下降,且温度越低,下降
幅度越大。相比对照组,2℃处理胁迫 4 d 后,天
鹅绒红、玫红绿边和深红金边 3 个品种的 ΦPSⅡ
值分别下降 39. 1%,34. 1%和 40. 2%,相比对照
均差异显著(P < 0. 05);5℃处理下,各品种降低
的幅度相差不多,分别下降 30. 9%,32. 3% 和
34. 9%,相比对照均差异显著(P < 0. 05),但 3 个
品种间差异不显著(P > 0. 05)。结果表明,低温
胁迫损害了彩叶草叶片的光合系统,因此导致植
物光合电子传递效率显著下降。
3 讨论
逆境条件对植物最直接的影响就是引起其
形态特征的变化,故最能反映植株受伤害的程
度[16 - 17]。彩叶草性喜阳光,喜温暖湿润的环境,
夏季盆土勿干旱,以防落叶。不耐寒,5℃即受
冻。表 1 表明,2 种低温胁迫下,3 个品种的彩叶
草均受到严重伤害,这与彩叶草对低温的适应性
是一致的;但 3 个品种间的抗寒力表现出一定差
异。仅从生长形态上来看,深红金边受害严重,
最不耐寒;而玫红绿边的抗寒性相对较好;2℃较
5℃低温胁迫造成的伤害速度及程度更大。
光合作用是植物生长发育的基础,可为植物
提供所需的能量和有机物质,进而反映植株长势
和抗性强弱。本研究中,2 个低温胁迫下(图 1),
彩叶草各品种的光合速率均降低,说明低温抑制
了植物的光合作用,且随着胁迫时间的延长和胁
迫的加剧而呈加重趋势,这在叶绿素荧光参数的
测定中也得到证实。从图 1 可以看出,低温胁迫
下,各品种间所受的光抑制存在差异,其中玫红
绿边受低温影响较小,在 2℃和 5℃胁迫 4 d 后,
Pn在 3 个品种中下降幅度均最小,该结果与低温
胁迫下形态观察的结果一致。通常低温胁迫下,
多数植物叶片的 Pn 均呈下降趋势。导致 Pn 下
降的因素,既有气孔因素,也有非气孔因素。其
中,当 Gs和 Pn 下降,而 Ci 上升时,Pn 下降主要
是由非气孔限制因素引起。本研究中,低温条件
下,彩叶草叶片的 Pn、Gs 和 Tr 均呈下降趋势,而
Ci随胁迫时间的延长呈增加趋势。由此表明,在
低温胁迫下,彩叶草叶片的 Pn 下降的原因是非
气孔限制因素。PSII 反应中心是光合系统的重
要组成部分,在光合作用的光能转化过程中起重
要作用,因此 Pn 下降可能与 PSII 活性下降有
关系。
可变荧光与最大荧光的比值(Fv /Fm)反映
了 PSII反应中心的最大光化学效率。在低温胁
迫下,Fv /Fm会明显下降,因此可作为低温胁迫
程度的指针和探针[18];ΦPSII 表示的是 PSII 反
应中心的实际光化学效率,常用来表示植物光
合作用中电子传递的量子产额,可用来表明电
子传递速度的快慢[19]。本研究中,2 种低温胁
迫下,3 个彩叶草品种的 Fv /Fm 和 ΦPSII 均有
不同程度下降,即产生了光抑制,说明 PSII 的结
构受到低温胁迫的伤害。在恢复生长过程中,
2℃下无植株存活,5℃有少量存活,说明 3 个品
种受伤害程度为 2℃ > 5℃。关于 Fv /Fm 下降
的原因,可能是低温胁迫下,叶片同化 CO2 的能
力下降,导致植物对叶绿体中的 ATP 和 NADPH
的需求量下降,引发对 PSII 反馈氧化还原作用
的发生,进而导致光能过剩,引起 Fv /Fm 下降;
而 ΦPSII下降可能与 →QA QB 的电子传递过
程受到抑制有关。
低温胁迫引起叶绿素荧光猝灭系数的变化
包括 qP 和 NPQ。qP 在一定程度上反映了 PSII
反应中心的开放程度[20]。在 2 种低温胁迫下,3
个品种的 qP都降低,说明 PSII 开放的反应中心
比例和参与 CO2 固定的电子减少。NPQ 反映的
是 PSII天线色素吸收的光能不能用于光合电子
传递而以热的形式耗散的光能部分,当 PSII反应
中心天线色素吸收了过量光能不能及时耗散,则
会造成光合系统失活或破坏[21]。本研究中,在 2
种低温胁迫下,3 个品种 NPQ 均上升,表明植物
的非化学能量耗散加强,暗示植物已启动了光保
护反应来避免过量的光伤害,也说明 NPQ的升高
是植物抵御过量光能伤害的一种重要机制,即一
种自我保护的机制。该结果也表明植物在低温
胁迫下有一种自我保护机制,部分失活的 PSII仍
有启动热耗散保护机制的功能。低温处理下的
玫红绿边 qP 的下降幅度较另外 2 个品种小,而
NPQ上升的幅度比另外 2 个品种大,说明低温胁
迫对玫红绿边光合系统影响较小。
·55·王 兆,等. 低温胁迫对彩叶草光合作用及叶绿素荧光的影响
4 小结
随着低温胁迫时间的延长,3 个品种的彩叶
草光合作用参数变化一致,Pn,Gs,Tr,Fv /Fm,qP
和 ΦPSⅡ呈下降趋势,而 Ci 和 NPQ 则随低温胁
迫时间的延长呈上升趋势,但对彩叶草 3 个品种
的影响程度存在差异。
低温胁迫降低光合速率,PSⅡ反应中心受到
损伤,植株通过调节自身的 Gs,Tr,Ci 和增加
NPQ的自我保护机制进行自我调控。研究结果
表明,在低温胁迫下,3 个彩叶草品种的光合指标
和叶绿素荧光指标的变化均有一定规律,且具相
似性,但品种间差异显著。此结论对彩叶草新品
种的培育和抗逆栽培都有一定的意义。
参考文献:
[1] 李晓,冯伟,曾晓春. 叶绿素荧光分析技术及应用进展
[J]. 西北植物学报,2006,26(10) :2186 - 2196.
[2] 王玉珏,付秋实,郑禾,等. 干旱胁迫对黄瓜幼苗生长、光
合生理及气孔特征的影响[J]. 中国农业大学学报,2010,
15(5) :12 - 18.
[3] 刘义,蔡汉. 彩叶草常规栽培方法[J]. 中国花卉园艺,
2007,15(2) :36 - 38.
[4] 杨运英,廖伟平,梁建遴. 彩叶草及其在园林中的应用
[J]. 广东农业科学,2005,(6) :45 - 47.
[5] 骆会欣. 彩叶草观叶植物花样精彩[N]. 中国花卉报,2008-
10-09(08).
[6] 李良. 天女巧织彩叶草[J]. 植物杂志,2003,(3) :26 - 26.
[7] 李海云,刘素琴. 彩叶草的繁殖技术研究[J]. 北方园艺,
2007,(2) :115 - 117.
[8] 许大全. 光合作用测定及研究中一些值得注意的问题
[J]. 植物生理学通讯,2006,42(6) :1163 - 1167.
[9] 陈文志. 药物处理对报春花抗热性的影响研究[D]. 雅
安:四川农业大学,2007.
[10] 郑宇,何天友,陈凌艳,等. 高温胁迫对西洋杜鹃光合作
用和叶绿素荧光动力学参数的影响[J]. 福建农林大学
学报:自然科学版,2012,41(6) :608 - 615.
[11] Jiang CD,Gao HY,Zhou Q. Characteristics of the photosyn-
thetic apparatus in Mn-starved leaves[J]. Photosynthetica,
2002,40:209 - 213.
[12] Guo YP,Zhou HF,Zhang L C. Photosynthetic characteristics
and protective mechanisms against photooxidation during high
temperature stress in two citrus species[J]. Scientia Horticul-
ture,2006,108:260 - 267.
[13] 冯建灿,胡秀丽,毛训甲. 叶绿素荧光动力学在研究植物
逆境生理中的应用[J]. 经济林研究,2002,20(4) ,14
- 18.
[14] 陈建明,俞晓平,程家安. 叶绿素荧光动力学及其在植物
抗逆生理研究中的应用[J].浙江农业学报,2006,8(1) :
51 - 55.
[15] SUN ZY,JI KS. Effects of drought stress on chlorophyll fluo-
rescence of four hybrid tulip clones[J]. North-West for Uni-
versity,2010,25(4) :35 - 39.
[16] 喻方圆,徐锡增,Guy RD. 水分和热胁迫对 5 种苗木生长
及生物量的影响[J]. 南京林业大学学报:自然科学版,
2003,27(4) :10 - 14.
[17] 高惠兰,柳振誉,沈庆法,等. 温度对火鹤花生长发育的影
响[J]. 亚热带植物科学,2002,31(9) :65 - 68.
[18] Onstant S,Perewoska I,Allbnso MP,et al. Expression of the
psbA gene during photoinhibition and recovery in Synechocys-
tis PCC67 1 4:inhibition and damage of transcriptional and
translational machinery prevent the restoration of potosystem II
activity[J]. Plant Molecular Biology,1997,34:1 - 13.
[19] 郑毅. 温度胁迫对草莓叶片光合作用的影响[D]. 合肥:
安徽农业大学,2005.
[20] Maxwell K,Johnson G N. hlorophyll fluorescence a practical
guide[J]. Journal of Experimental Botany,2000,51(345) :
659 - 668.
[21] Ogren E. Prediction of photoinhibition of photosynthesis from
measurements of fluorescence quenching components[J].
Planta,1991,184:538 - 544.
(责任编辑 张瑞麟)
·65· 浙江农业学报 第 27 卷 第 1 期