全 文 ： 山 东 农 业 科 学 2009, 11:48 ～ 50 ShandongAgriculturalSciences
收稿日期:2009-09-22
基金项目:湖北省科技厅自然科学基金项目(2007ABA409)和湖北省荆州市科技攻关项目(2007B009B09)资助。
作者简介:朱桂才(1970-),男 ,湖北仙桃人 ,博士研究生 ,副教授,主要从事绿地生态学研究。
＊通讯作者 , E-mail:adsyzy@mail.syus.edu.cn
水分胁迫下李氏禾叶绿素含量变化研究
朱桂才 1, 2 ,杨中艺1＊
(1.中山大学生命科学学院 , 广东 广州 510275;2.长江大学园艺园林学院 , 湖北 荆州 434025)
摘 要:通过模拟水分胁迫条件 ,分析了李氏禾(Leersiaherxandra)在淹没和淹涝两种水位条件下 , 分别
经淹水 7、14、21、28、35、42、49 d后叶绿素的含量变化及组成比例。结果表明:李氏禾 Chla的含量高于 Chlb
的含量;随胁迫时间延长 ,淹没条件下李氏禾叶绿素含量较对照显著下降 ,维持在较低水平 ,而淹涝条件下 , 李
氏禾叶绿素含量在一定区域上下波动;淹涝条件下以及对照李氏禾 Chla/Chlb基本介于 3 ～ 4, 淹没后李氏禾
Chla/Chlb下降且小于 3。因此 ,长时间淹没可能使李氏禾的叶绿素遭到破坏。
关键词:水分胁迫;叶绿素;李氏禾
中图分类号:S543+.9;Q949.92 文献标识号:A 文章编号:1001-4942(2009)11-0048-03
VariationofChlorophylContentinLersiaherxandraunder
WaterStress
ZHUGui-cai1, 2 , YANGZhong-yi1＊
(1.ColegeofLifeScience, SunYatsenUniversity, Guangzhou510275, China;
2.ColegeofHorticultureandGardening, YangtzeUniversity, Jingzhou434025, China)
Abstract Bysimulatingtheconditionsofwaterstress, thechlorophylcontentandconstitutesofLersia
herxandrawasdeterminedafterstressedfor7, 14, 21, 28, 35, 42 and49 daysundersubmergedandwater-
loggedconditions.Theresultsshowedthatthecontentofchlorophylawashigherthanthatofchlorophylb.
Comparedwiththecheck, thechlorophylcontentundersubmergedconditiondeclinedtoarelativelowerlevel
withthetimeextensionofstress, whileitfluctuatedwithinacertainrangeunderwaterloggedcondition.The
Chla/ChlbvaluewasbetweenthreeandfourunderwaterloggedandCKconditions, whilethatdecreasedand
waslowerthanthreeundersubmergedcondition.Therefore, thechlorophylofLersiaherxandrawasprobably
destroyedbylongersubmerging.
Keywords Waterstress;Chlorophyl;Lersiaherxandra
植物的光合作用对于有机物合成 、太阳能蓄
积和环境保护等都有很大的作用。叶绿体色素在
光合作用过程中不仅担负着光能吸收与转化的重
要功能 ,而且在环境变化过程中通过动态地调节
叶绿体色素之间的比例关系 ,恰当地分配和耗散
光能 ,保证光合系统的正常运转 。在正常条件下 ,
叶绿体色素与蛋白质结合在一起 ,但逆境胁迫导
致叶绿体色素含量不稳定 。许多研究表明 ,水分
胁迫可使植物叶绿素含量发生改变 ,使植物在逆
境下增强渗透调节能力[ 1, 2] 。在水分和盐分胁迫
下 ,植物叶绿素含量在轻度胁迫下呈现相对增加
趋势 ,在重度胁迫下明显下降[ 3, 4] 。但也有研究
表明 ,不同树种对水分胁迫下的叶绿素含量反应
不同[ 5, 6] 。因此 ,关于叶绿素含量及其组成比例
与逆境胁迫的关系虽有一些研究 ,但相对于不同
物种 ,结论不一致 。
李氏禾(Leersiahexandra)又名秕壳草 ,是多
年生野生型根茎类禾本科 C3植物 。李氏禾具有
较强的忍耐干旱和淹水的 “共耐性 ”特性 ,特别是
经历长时间淹没后能迅速返青 ,在消涨带植被恢
DOI :10.14083/j.issn.1001-4942.2009.11.005
复中有重要应用价值 [ 7, 8] ,关于其适应水分胁迫
逆境的机理研究文献报道较少 [ 9] 。植物适应逆
境的途径是复杂和多样化的 ,本研究通过探讨水
分胁迫下李氏禾的叶绿素含量及其组成比例的变
化规律 ,拟揭示其与逆境胁迫的关系 ,最终为合理
利用和保护该物种提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料与试验地概况
试验材料李氏禾 2004年定植于长江大学园
艺园林学院资源圃 ,常规水肥管理 。试验地位于
湖北省中南部 ,江汉平原腹地 ,荆江河段北岸 ,东
经 111°54～ 112°19,北纬 30°6～ 30°39,属亚热
带季风气候区 ,光能充足 、热量丰富 、无霜期长 ,年
日照时数 1 800 ～ 2 000 h,年平均气温 15.9 ～
16.6℃。
1.2 试验方法
试验从 2008年 5月开始 ,当李氏禾植株长至
40 cm时 ,选取生长相对一致的材料开始上盆(土
盆直径 30cm、高 40 cm),每盆 10株 。试验采用
盆栽后水池淹水的方法 ,人为控制水位高度。设
淹没(植株顶部被淹没在水面下 150 cm)、淹涝
(植株仅根颈部以下被淹)两种处理 ,以定植于大
田的李氏禾为对照 。分别在淹没和淹涝后第 7、
14、21、28、35、42 d以及 49 d测李氏禾的 Chla和
Chlb含量 。样品前处理和叶绿素含量测定参照
紫外分光法测定 [ 10] 。
1.3 统计分析
采用 SPSS12.0和 MicrosoftExcel软件进行数
据统计分析和绘图。叶绿素 a(Chla)和叶绿素 b
(Chlb)含量及叶绿素总含量计算参照如下公式:
Chla=12.7A663 -2.59A645
Chlb=22.9A645 -4.67A663
叶绿素总含量(mg/g)=(叶绿素浓度 ×提
取液体积 ×稀释倍数)/样品鲜重
2 结果与分析
2.1 淹水后 Chla和 Chlb的含量变化
试验结果表明 ,两种水分胁迫处理后 ,李氏禾
Chla的含量均高于 Chlb的含量 ,但是淹没与淹涝
处理后二者含量变化趋势存在差异(图 1,图 2)。
经淹没胁迫处理 , Chla和 Chlb的含量初期较对照
均略有上升 ,但 7 d后迅速下降 , 14d后显著低于
对照 ,并一直维持在较低的含量水平 。这一变化
趋势表明 ,淹没处理时 ,李氏禾前期有一应激反
应 ,后期则可能是胁迫加剧 , Chla和 Chlb大量分
解 。淹涝处理后 , 随胁迫时间延长 , Chla和 Chlb
的含量分别围绕 0.90 mg/g和 0.30 mg/g上下波
动 ,与对照比较 ,未下降或略有上升 。
图 1 淹没条件下李氏禾 Chla和 Chlb的含量
图 2 淹涝条件下李氏禾 Chla和 Chlb的含量
2.2 叶绿素总含量
淹没条件下 ,李氏禾叶绿素总含量变化趋势
与 Chla和 Chlb的含量变化趋势一致 ,初期较对
照略有上升 , 7 d后迅速下降 ,淹没 14 d后 ,显著
低于对照 ,之后一直保持较低的含量水平(图 3)。
淹涝状态下 ,李氏禾叶绿素总含量高于对照 ,随淹
水时间延长 ,但其变化趋势没有表现为直线上升 ,
在 1.0 ～ 2.5mg/g区域波动(图 4)。叶绿素含量
图 3 淹没条件下李氏禾叶绿素的总含量
图 4 淹涝条件下李氏禾叶绿素总含量
49 第 11期 朱桂才等:水分胁迫下李氏禾叶绿素含量变化研究
与其生长动态有一定联系 ,叶绿素含量高 ,光合作
用强 ,碳水化合物形成多。因此 ,在淹涝状态下 ,
李氏禾保持着较高的生理活性 。
2.3 Chla和 Chlb的比值(Rab)分析
正常情况下 ,高等植物的 Chla/Chlb比值一
般为 3∶1,阳生植物的高于阴生植物 ,李氏禾对
照处理的 Rab符合这一规律 。淹涝胁迫下 ,李氏
禾 Chla/Chlb也基本符合此规律 ,而且随淹涝时
间延长 ,李氏禾 Chla/Chlb基本不变 (见表 1)。
淹没条件下 ,李氏禾 Chla/Chlb比对照小 ,均小于
3.0(除 42 d处理外),可能是 Chla发生了分解 ,
或 Chla分解程度远大于 Chlb。上述结果与王丽
燕(2005年)[ 11]关于逆境胁迫会导致植物 Chla/
Chlb比值增大的结论不完全一致。
表 1 水分胁迫下李氏禾 Chla/Chlb
(平均值 ±标准误 , n=3)
处理 CK 7d 14d 21d
淹涝 3.27±0.01 3.82±0.49 3.40±0.06 3.45±0.17
淹没 3.27±0.01 2.83±0.22 2.54±0.13 2.32±0.47
处理 28d 35d 42d 49d
淹涝 1.89±0.20 3.47±0.08 3.23±0.14 4.07±0.53
淹没 2.32±0.17 2.46±1.20 5.36±1.55 2.02±0.11
3 结论与讨论
3.1 李氏禾具有很强的忍耐淹水的能力 ,但是淹
涝与淹没对李氏禾 Chla、Chlb以及叶绿素总含量
的影响存在差异 。淹没条件下 ,随处理时间延长 ,
李氏禾 Chla、Chlb以及叶绿素总含量总体表现为
下降趋势 ,并维持在较低水平。而淹涝时 ,其各项
指标保持基本不变或上升 。因此 ,从叶绿素含量
与胁迫关系来看 ,淹没可能对李氏禾是重度胁迫 ,
淹涝对李氏禾胁迫程度较轻 ,或者李氏禾更适合
生长于淹涝的湿生环境。
3.2 一般认为 ,逆境胁迫会导致植物叶片叶绿素
含量降低 , Chla/Chlb比值增大 , Chla相对增多 ,或
Chlb相对减少 , Chla/Chlb比值的增大是植物对
胁迫的一种防御性适应[ 11] 。本试验表明 ,淹没后
李氏禾 Chla和 Chlb的含量在第 7天较对照(CK)
明显上升 ,之后又下降为比较低的水平 ,但李氏禾
Chla和 Chlb比值(Rab)却小于对照 。由此说明 ,
在淹没逆境下 , Chla、Chlb相对减少 ,或 Chla减少
幅度大于 Chlb。对本试验而言 ,除了由于淹没 、
淹涝可能导致土壤氧化还原电位 、土壤中可利用
养分浓度的差异外 ,是否还存在其它影响李氏禾
叶绿素含量差异的原因有待进一步研究。
3.3 在长期淹没条件下李氏禾体内叶绿素没有
完全分解 ,仍能保持一定含量 ,有可能利用水中的
弱光进行光合作用。但是 ,植物体内叶绿素含量
的多少对光合速率的高低有直接影响 ,淹没逆境
胁迫下李氏禾叶片不完全失绿 ,只能在一定程度
上揭示了其逆境的适应性 ,还应从其它的代谢活
动层面开展研究 ,才能对李氏禾植株适应水分胁
迫作出科学合理的解释。
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