全 文 ： 油桐叶成熟过程中光系统结构
和功能的变化及其对 SO2的抗性
廖飞勇 1 ,何　平 2
( 1.中南林学院环境艺术设计学院 ,湖南 长沙 410004; 2.中国国际工程咨询公司 , 北京 100044)
[摘　要 ] 对油桐叶片成熟过程中光系统结构和功能及其对 SO2的抗性进行了测定。结果表明:第 4、 5、 6、 7、 8对叶片 PSII光能转换
效率、潜在活性和 PSI光能转换效率、潜在活性最为敏感。叶片成熟过程中 C18: 3、 UFA、 IUFA和 C18: 3 /IU FA的变化及其对 SO2的抗
性表明:叶 4～ 6的变化比较稳定 ,即叶位 4～ 6的叶片对于 SO2的抗性比较稳定。
[关键词 ] 油桐 ; 光系统 ;结构 ;功能 ; SO2抗性
[中图分类号 ] S794. 3　　　　　 [文献标识码 ] A　　　　　 [文章编号 ] 1003- 8981( 2005) 01- 0004- 03
The PSII Structure and Functional Change in Maturing Tungoiltree Leaves and
Their Resistance to SO2 Fumigation
LIAO Fei-Yong1 , HE Ping2
( 1. Environment and Art Design Col lege of CSFU, Changsha 410004,Hunan, China;
2. International Project Consultation Corporation of China, Beijing 100044, China)
Abstract: The PSII str uctur e and functional changes in leaves of Vernicia fordii and their resistance to SO2 fumigation
in the cour se o f ma turity w ere tested. Th e r esults show ed that the pair of the fourth, fif th , six th , sev enth and eigh th
leaves w ere sensitiv e to the PSII and PSI pho to energ y conserv ing efficiency and potentia l ac tiv ities. The changes o f
C18: 3 , UFA, IUFA and C18: 3 /IU FA show ed tha t the changes o f the pair of the four th to the six th leaves we re stable.
Key words: Vernicia f ordii ; pho tosy stem; str uc ture; function; SO2 resistance
SO2是主要的大气污染因子之一 ,以往的研究中偏重于用短时间和超过伤害阈值的 SO2浓度处理的实验
方法 [ 1～ 6 ] ,这种方法的不足之处在于: 1)不能准确反映自然条件下植物所受 SO2长期低浓度的影响 ; 2)高浓度
SO2对叶绿体有极强的化学破坏作用 ,且难以了解 SO2对光合机制的真实影响 ,看到的多是叶绿体结构破坏后
的结果。前期实验中笔者观察到 , 0. 3 mg· g- 1 SO2熏气 2 h即引起油桐叶片失水和脱落。关于长期低于伤害阈
值的 SO2浓度对植物的影响报道很少 [7 ]。
笔者采用与自然条件相近的野外开顶式熏气装置 ,用 0. 3 mg· g- 1的低浓度 SO2长期处理油桐苗木 ,用近
期发展起来的、对植物无伤害作用的荧光 [8 ]和叶红外 820 nm吸收测定技术 [9 ] ,研究了 SO2对油桐叶片的影响。
由于植物叶片在成熟过程中其生理功能存在差异 ,因而不同叶位的叶片对于研究结果具较大的影响 ,笔者
对不同叶位的叶片光系统的结构和功能及其对 SO2的抗性进行了测定 ,以确定最佳测定叶片 ,为进一步的研
究打下基础。
1　材料和方法
经济林研究　 2005, 23 ( 1): 4-6
Nonwood　Forest　Research 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
[收稿日期 ] 2004-10-16
[基金项目 ] 国家自然科学基金资助项目 ,项目批准号: 39670599。
[作者简介 ] 廖飞勇 ( 1973- ) ,男 ,湖南安化人 ,副教授 ,博士 ,主要从植物生理生态和园艺学的研究。
DOI : 10. 14067 /j . cnki . 1003 -8981. 2005. 01. 002
1. 1　实验材料
3年生油桐 Vernicia fordii ,生长于高 45 cm、直径 35 cm装满腐殖土的大塑料桶中。从树顶端完全开展的
叶片向下依次取样 ,叶位序号为 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10,对照和处理各重复 3次。
1. 2　熏气浓度和熏气方法
SO2熏气浓度为 0. 3 mg· g- 1 , 采用开顶式熏气 ,处理 62 d; SO2浓度用盐酸副玫瑰苯胺法 [10 ]进行测定。
1. 3　测定方法
叶绿素含量根据廖飞勇 [11, 12 ]进行测定 ;叶绿素荧光性状的测定根据廖飞勇 [13 ]进行测定 ,用 Sharkey的方
法进行分析 [14 ]。 PSI活性用叶红外 820 nm吸收仪进行测定 ,按廖飞勇 [15 ]的方法分析 ; 叶片细胞膜脂肪酸含量
按廖飞勇 [16～ 20 ]测定。
图 1　叶片 F0的变化及对 SO2的抗性
2　结果与分析
2. 1　不同叶位叶片 F0的变化及其对 SO2的抗性
F0代表了吸收光能中不参与光化学反应的能量。不同叶
位叶片 F0的变化及其对 SO2的抗性如图 1。图 1表明 ,对照叶 3
～ 8 F0的值比较稳定 ,这说明叶 3已基本成熟了 ,而叶 9、 10则
相对衰老了。 SO2熏气处理 62 d后 ,所有叶片的 F0值均升高 ,
随着叶位增加 , F0增加的程度也越来越大 ,而叶 1、 2、 9、 10增加
的程度相对较小。 叶 3至叶 6增加的程度相对较稳定。
F0的变化说明 ,叶 3至叶 8的能量转换相对稳定 ,其结构和功能相差不大。经 SO2熏气处理 62 d后 ,它的增
加说明了 SO2熏气引起了吸收光能中不参与光化学反应的能量增加 ,其中叶 3至叶 6增加的程度相对比较稳定。
2. 2　不同叶位叶片 Fv /Fm的变化及其对 SO2的抗性
Fv /Fm反映 PSII的光能转换效率。不同叶位叶片 Fv /Fm的变化及其对 SO2的抗性如图 2。图 2表明 , SO2
熏气处理以后 Fv /Fm值下降 ,不同叶位 Fv /Fm的值波动较大 ,其中叶 8的值最小。叶 1至叶 6、叶 9 Fv /Fm值下
降的程度相差不大 ;而叶 7、 8下降的程度相对较大。 Fv /Fm的下降说明 SO2熏气处理以后 PSII光能转换效率
的下降 ,并且对不同叶位光能转换效率的影响存在较大差异。
图 2　叶片 Fv /Fm的变化及其对 SO2的抗性 图 3　叶片 Fv /F0的变化及其对 SO2的抗性
2. 3　不同叶位叶片 Fv /F0的变化及其对 SO2的抗性
Fv /F0反映了 PSII的潜在活性。不同叶位叶片 Fv /F0的变化及其对 SO2的抗性如图 3。图 3表明 ,Fv /F0
的变化基本同 Fv /Fm的变化。 SO2熏气处理以后 Fv /F0值下降。说明 PSII潜在活性也下降。
从 PSII光能转换效率和潜在活性的变化情况来看 ,叶 7、 8、 9最为敏感。其它叶位的变化相差不大 ,也就是
其它叶位叶片中 PSII的功能受 SO2熏气以后其潜在活性变化程度相差不大。从不同叶位叶片荧光性状的变化
来看 ,较嫩叶片所受 SO2的影响较小 ,而越靠下部的叶片受 SO2的影响较小。
2. 4　叶片成熟过程中 PSI性状的变化及其对 SO2的抗性
Iv /Im反映了 PSI的光能转换效率。 Iv /I0反映了 PSI的光能潜在活性。叶片成熟过程中 PSI性状的变化及
对 SO2的抗性如图 4和图 5。
5第 1期 　　　　　　　廖飞勇等: 油桐叶成熟过程中光系统结构和功能的变化及其对 SO2的抗性　　　　　　　　
图 4　叶片 Iv /Im的变化及其对 SO2的抗性 　　图 5　叶片 Iv /I 0的变化及其对 SO2的抗性
图 4表明 ,叶片成熟过程中 Iv /Im变化程度较大 ,叶 4～ 8的值相对稳定。 SO2熏气处理后 ,除叶 1以外 ,其
它叶位的 Iv /Im均下降 ,但程度各不相同 ;叶位 4～ 9的变化程度相差不大。 Iv /Im的下降说明 SO2熏气以后引
起 PSI的光能转换效率的下降 ,且叶 4～ 9变化比较稳定 ,能较好地反映这种变化。
图 5表明 , Iv /I0的变化与 Iv /Im的变化相一致。 它的下降说明受 SO2熏气以后引起 PSI的潜在活性的下
降 ,且叶 4～ 6变化比较稳定 ,能较好地反映这种变化。
从叶片成熟过程中 PSI性状的变化来看 ,较嫩叶片所受 SO2的影响较大 ,而成熟叶片所受的影响相对较
小 ,这与 PSII的变化相反。
2. 5　叶片成熟过程中叶片细胞膜脂肪酸组成的变化及对 SO2的抗性
叶片成熟过程中叶片细胞膜脂肪酸组成的变化及对 SO2的抗性如表 1。
表 1　叶片中细胞膜脂肪酸组成的变化及其对 SO2的抗性†
指标 是否处理 叶 1 叶 2 叶 3 叶 4 叶 5 叶 6 叶 7 叶 8 叶 9 叶 10
C18: 3
对照 42. 49 48. 32 40. 57 43. 98 44. 83 49. 47 47. 88 40. 35 37. 27 39. 39
处理 35. 94 47. 18 38. 52 39. 12 39. 76 41. 26 46. 03 32. 60 44. 06 45. 41
UFA
对照 61. 25 67. 79 60. 39 61. 78 62. 53 66. 96 64. 82 57. 63 54. 20 57. 68
处理 60. 02 69. 11 49. 55 59. 55 58. 78 60. 99 62. 67 49. 81 62. 05 62. 98
IUFA
对照 156. 64 176. 60 152. 18 159. 55 163. 76 175. 68 170. 74 147. 79 137. 22 145. 78
处理 148. 02 178. 75 127. 99 149. 86 147. 42 154. 46 163. 45 124. 41 161. 27 163. 08
C18: 3 /IU FA
对照 81. 38 81. 85 79. 90 82. 70 82. 13 84. 49 84. 13 81. 90 81. 47 81. 06
处理 72. 84 79. 19 90. 29 78. 31 80. 92 80. 15 84. 49 78. 62 81. 96 83. 54〗
　　　　† UFA= C16: 1cis+ C16: 1t rans+ C18: 1+ C18: 2+ C18: 3 ,为不饱和脂肪酸占脂肪酸总量的比例 ;
IUFA= C16: 1cis× 1+ C16: 1t rans+ C18: 1× 1+ C18: 2× 2+ C18: 3× 3,为不饱和脂肪酸指数。
表 1的结果表明 ,对 C18: 3而言 ,不同叶位中叶片不同饱和脂肪酸含量相差较大 ,以叶 4、叶 5的含量最接近
所有叶片的平均值 43. 46。叶 1至 7经 SO2熏气处理 62 d后 , 饱和脂肪酸含量降低 ;而叶 9、 10处理则比对照
要高。对 U FA和 IU FA而言 ,叶 3～ 8的含量相对比较稳定 ; SO2熏气处理后 ,处理要比对照低 ,叶 2、叶 9和叶
10处理比对照高。对 C18: 3 /IU FA而言 ,不同叶片中的值变化不是很大 ,但是 SO2熏气处理后叶 1和叶 2、叶 4～
6、叶 8的值下降 ,而叶 3、 7、叶 9和叶 10的值则升高。
从不同叶位叶片 C18: 3、 U FA、 IU FA和 C18: 3 / IU FA的变化可以看到 ,叶片中脂肪酸含量变化的规律性没有
PSII和 PSI那么明显 ;叶 4～ 6的变化比较稳定 ,从野外观察的结果也表明叶 4～ 6已完全成熟。
3　结　论
( 1)叶片成熟过程中 , Fv /F0、Fv /Fm的变化及其对 SO2的抗性表明:叶 4、 5、 6、 7、 8最为敏感。 其它叶位的
变化率相差不大 ,也就是其它叶位叶片中 PSII的功能受 SO2熏气以后变化程度相差不大。
( 2) 叶片成熟过程中 PSI光能转换效率和潜在活性的变化及其对 SO2的抗性来看 ,叶 4、 5、 6、 7、 8最为稳
定。其它叶位的变化率相差不大。
( 3) 叶片成熟过程中 C18: 3、 U FA、 IU FA和 C18: 3 / IUFA的变化及其对 SO2的抗性表明 ,叶 4～ 6的变化比
较稳定 ,从野外观察的结果也表明叶 4～ 6已完全成熟。 (下转第 46页 )
6　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　经　　济　　林　　研　　究　　　　　 　　　　　　　　　　　第 23卷　
( 2)套袋前喷药 ,葡萄套袋前 ,必须细致、周到地喷 1次广谱性杀菌剂 ,重点喷布果穗。可减少病果的出现
率。
( 3)适时套袋 ,在葡萄落花后 15～ 25 d后 ,果粒长到黄豆粒大小时进行套袋。套袋时避开高温 , 28度以上时
不宜套袋 ,躲过高温后再套袋。 同时雨后及时打开果袋底部通口 ,及时放出雨水 ,减少烂果的出现率。
( 4)选用标准的果袋 ,目前生产果袋的厂家较多 ,有的厂家生产一些不合格的产品 ,如透光性不好、防水不
好、规格大小不一等问题。 因此 ,一定要使用有国家技术部门鉴定。申请国家专利或注册合格后的果袋。
( 5)适时除袋 ,如果是单层袋 ,可在果实成熟前 7～ 15 d解除果袋 , ,如果是双层袋 ,可在果实成熟前 20 d左
右解除外袋 ,过 5～ 10 d再解除内层。果袋解早或解晚对果实着色都不利。
[参　考　文　献 ]
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(上接第 6页 )
( 4)叶位 4～ 6的叶片对于 SO2的反应稳定 ,用它们作为取样是可靠的。
[参　考　文　献 ]
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