全 文 ：植物学报 Chinese Bulletin of Botany 2010, 45 (1): 66–72, www.chinbullbotany.com
doi: 10.3969/j.issn.1674-3466.2010.01.009

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收稿日期: 2008-11-12; 接受日期: 2009-06-02
基金项目: 浙江省重大科技攻关项目(No.2005C12002-01)
* 通讯作者。E-mail: fwl@zjfc.edu.cn
不同剂量137Cs-γ辐射对毛竹幼苗叶片
叶绿素荧光参数的影响
桂仁意, 刘亚迪, 郭小勤, 季海宝, 贾月, 余明增, 方伟*
浙江林学院浙江省现代森林培育技术重点实验室, 临安 311300
摘要 利用不同剂量的137Cs-γ射线对毛竹(Phyllostachys heterocycla ‘Pubescens’)种子进行辐射, 测定实生苗叶片中的光
合色素含量和叶绿素荧光参数等指标, 探讨辐射对毛竹幼苗生长的影响, 为筛选有利的突变单株奠定良好基础。结果表明:
30或60 Gy的137Cs-γ射线辐射后, 毛竹幼苗的光合色素含量以及最大荧光强度(Fm)、可变荧光强度(Fv)、PSII最大光化学效
率(Fv/Fm)、PSII的潜在活性(Fv/Fo)、PSII实际光化学效率(Yield)和表观光合电子传递速率(ETR)等荧光参数值均高于90 Gy
辐射处理, 说明较低剂量辐射后PSII反应中心的能量捕获效率高, 且具有较强的光合能力; 而90 Gy的137Cs-γ射线辐射对
毛竹的影响则与之相反。不同处理剂量之间叶片光能耗散程度以及表观光合电子传递速率-光合有效辐射(ETR-PAR)响应曲
线的分析结果也进一步证实了以上结论。
关键词 叶绿素荧光参数, 137Cs-γ射线, 毛竹, 光合色素含量, 快速光响应曲线
桂仁意, 刘亚迪, 郭小勤, 季海宝, 贾月, 余明增, 方伟 (2010). 不同剂量137Cs-γ辐射对毛竹幼苗叶片叶绿素荧光参数的
影响. 植物学报 45, 66–72.
诱变育种是人为地利用物理和化学因素诱导植
物遗传性状发生变异, 并根据育种目标从变异后代中
选育新品种或获得有利用价值的种质资源的一项现
代育种技术(王元东等, 1999)。它可使突变率提高千
倍以上, 极大地提高了人们定向创造和筛选变异的可
能性。筛选出的突变体不但能够直接用于育种, 还可
以提高植物遗传和细胞生理生化的分析速度, 成为常
规育种技术的一种有力补充手段。
叶绿素荧光是植物光化学反应的指示物, 利用体
内叶绿素作为天然探针, 探测植物光合生理状况及各
种外界因子对植物光合作用的影响, 可以快速且无损
伤地测定植物活有机体内光合结构的功能。在测定叶
片光合作用的过程中, 光系统对光能的吸收、传递、
耗散和分配等有独特的作用, 与“表观性”的气体交换
指标相比, 叶绿素荧光参数更能反映“内在性”(赵丽英
等, 2005)。因此, 多种逆境因子对植物光合作用的影
响可以通过叶绿素荧光曲线及其参数的变化反映出
来(Krause and Weis, 1991)。诱变处理作为一种逆境
因子会对植株的光合性能产生一定的影响, 而通过测
定植株叶绿素荧光参数的变化, 可以很好地鉴定植株
所表现出的对这种胁迫环境的适应性。本研究通过检
测137Cs-γ射线辐射后毛竹(Phyllostachys heterocy-
cla ‘Pubescens’)幼苗叶片的光合色素含量和叶绿素
荧光参数等的变化来探讨毛竹对不同诱变处理所产
生的效应的差异, 以期为进一步研究人工诱变机理以
及筛选出有利用价值的毛竹诱变材料提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
供试毛竹(Phyllostachys heterocycla (Carr.) ‘Pubes-
cens’)种子为2006年在广西省桂林市采集的新种。种子
净度为91.08%, 千粒重为28.35 g, 含水率为12.1%。
采后存放于密封袋中, 并于4°C冰箱中保存备用。
1.2 方法
1.2.1 诱变处理
将毛竹种子剥去外面颖苞后装入塑料袋内, 在浙江省
·研究报告·
桂仁意等: 不同剂量 137Cs-γ辐射对毛竹幼苗叶片叶绿素荧光参数的影响 67
农业科学院作物与核技术利用研究所辐照中心进行
137Cs-γ辐照处理。辐射处理剂量分别为0、30、60、
90、120、150和180 Gy。辐射剂量率为1 Gy·min–1。
每个处理重复3次, 每次重复的种子数量为100粒。

1.2.2 种植方法
2007年8月6日, 将辐照处理后的毛竹种子置于温水
(25–30°C)中浸种24小时, 然后放入铺有2层滤纸的
发芽盒中进行催芽, 催芽过程在人工气候箱(宁波莱
福科技有限公司)中进行, 保持人工气候箱的温度为
25°C, 湿度为95%。待胚根长至与种子等长时(180
Gy辐射剂量处理的毛竹种子胚根无法伸长), 将其用
盆栽的方式播入浙江省林学院的智能温室中, 盆栽所
用基质为蛭石、泥炭和珍珠岩(按体积比1:1:1混合),
种苗培育期间水分供给一致, 进行正常的栽培管理,
并在适宜时期及时换盆。

1.2.3 光合色素测定
2008年8月6日, 从1年生毛竹幼苗(150 Gy辐射剂量
处理的毛竹种子播种后没有长成完整植株)中每个剂
量任选5盆 , 每盆摘取顶部新长出的完全展开叶片
1–2枚, 剪成宽1–2 mm的细丝 (或小块 ), 混匀后放
入丙酮、乙醇和水(按4.5:4.5:1体积比)的混合液中浸
提, 至叶片无色时测定, 每个处理剂量重复3次。采用
UV-2550紫外可见分光光度计(日本岛津公司)检测波
长在663和645 nm下的吸光值。按照Lichtenthaler和
Wellburn(1983)对Arnon法的修正公式, 计算叶片的
光合色素含量。

1.2.4 叶绿素荧光参数测定
在2008年7月21日(晴天)上午8:00–11:00, 随机选取
智能温室中生长状况一致的3株1年生毛竹幼苗, 每
株选取新长出的2–4枚完全展开的叶片, 利用超便携
式调制叶绿素荧光仪(Mini-Pam, Walz, Germany)非
离体测定叶绿素荧光诱导动力学参数。测量时, 首先
用测量光(<0.1 μmol·m–2·s–1)激发叶绿素的本底荧光
(Ft), 而后用饱和脉冲光 (>10 000 μmol·m–2·s–1)照
射0.8秒, 测量最大荧光强度(F′m)。暗适应的最大荧光
强度(Fm)和初始荧光强度(Fo)在前一天的23: 00 (叶片
经过充分暗适应后)测得, 并根据记录参数计算PSII
最大光化学效率(Fv/Fm) (其中可变荧光(Fv)=Fm–Fo)、
PSII的潜在活性 (Fv/Fo)、表观光合电子传递速率
(ETR)(ETR=ΦPSII×PAR×0.5×0.84(Genty et al.,
1989)(其中PAR(photosynthetically active radiation)
为光合有效辐射))、PSII实际光化学效率(Yield)、光
化学荧光猝灭系数(qP)(qP=(Fm′–Ft)/(Fm′–Fo))和非光
化学荧光猝灭系数(qN)(qN=(Fm–Fm′)/(Fm–Fo)) (Schr-
eiber et al., 1986)。

1.2.5 快速光响应曲线的测定
在测定叶绿素荧光参数的当天, 利用超便携式调制叶
绿素荧光仪(同上)测定同一批样株叶片的ETR随光合
有效辐射变化的快速光响应曲线。
1.3 数据分析
不同辐射剂量处理所得到的数据均进行One-way
ANOVA方差分析和LSD多重比较 (SPSS 13.0 for
Windows软件)。快速光响应曲线采用最小二乘法
(STATIS- TICA 6.0软件)进行拟合。
2 结果与讨论
2.1 不同剂量137Cs-γ处理对毛竹叶片光合色素含
量的影响
光合色素含量是衡量植物光合性能的重要指标之
一, 它影响叶绿素对光能的吸收、传递以及在PSII
和PSI之间分配和转换合成ATP与NADPH的量(陈
屏昭等, 2004), 从而影响叶片的光合效率和有机养
分的积累(郑蓉等, 2008)。方差分析结果表明, 毛竹
幼苗光合色素含量与辐射处理剂量之间存在着显著
(或极显著)的相关性。从表1可以看出, 随着辐射剂
量的升高, 叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量均呈
先增加后降低的趋势。叶绿素a和总叶绿素含量在辐
射剂量为60 Gy时达到最高值, 而在高辐射剂量(90
Gy)时达到最低值; 叶绿素b的含量在辐射剂量为30
Gy时最高 , 而在高辐射剂量(120 Gy)时达到最低
值。叶绿素a/叶绿素b值在辐射剂量为30 Gy时最低。
一般认为, 叶绿素a/叶绿素b比值可以反映PSII聚光
复合体(LHCII)在所有含叶绿素的结构中所占的比
重, 该值降低是LHCII含量增加的主要特征(林世青
等, 1992; 冯永军等, 2003)。因此, 从表1可以看出
低剂量的辐射处理可以促进毛竹幼苗叶片中LHCII
含量增加, 从而保证叶片吸收更多的光能用于光合
作用。
68 植物学报 45(1) 2010
表1 不同辐射剂量处理下毛竹叶片光合色素含量的比较
Table 1 The comparison of photosynthetic pigment content of leaves of Phyllostachys heterocycla ‘Pubescens’ under different irradia-
tion doses
Irradiation dose
(Gy)
Chlorophyll a content
(mg·g–1 FW)
Chlorophyll b content
(mg·g–1 FW)
Chlorophyll a/ Chloro-
phyll b ratio
Total chlorophyll content
(mg·g–1 FW)
0 3.935±0.197 abcAB 1.077±0.040 bBC 3.650±0.048 abAB 5.012±0.236 bcAB
30 4.068±0.125 abAB 1.248±0.035 aAB 3.260±0.051 cBC 5.316±0.156 abAB
60 4.268±0.221 aA 1.174±0.353 aA 3.888±1.278 cC 5.577±0.341 aA
90 3.645±0.211 cB 1.058±0.065 bBC 3.445±0.021 bcABC 4.704±0.276 cB
120 3.788±0.088 bcAB 1.009±0.100 bc 3.773±0.313 aA 4.798±0.169 cB
不同小写字母表示差异显著(P<0.05); 不同大写字母表示差异极显著(P<0.01); n=3, 平均值±标准差。
Different small letters mean correlation between vigor indexes in significant level (P<0.05), and different capital letters mean
correlation between vigor indexes in extremely significant level (P<0.01); n=3, means±SD.


2.2 不同剂量137Cs-γ处理对毛竹叶片叶绿素荧光
参数的影响
Fv可以作为PSII反应中心活性大小的相对指标(张杰
等, 2005); Fm值则反映PSII的电子传递状况(周蕴薇
等, 2006); Fv/Fm是PSII的最大光量子产量, 是PSII中
心全部开放时的光量子效率(吴楚等, 2005); 而Fv/Fo
反映的是PSII潜在的光化学活性, 与有活性的PSII反
应中心数量呈正比(张守仁, 1999); Yield是PSII的有
效量子产量, 是植物叶片光合电子传递速率的相对指
标(Krause and Weis, 1984); ETR也是光合速率的一
种表达方式, 这些叶绿素荧光参数均是反映叶片光合
性能的重要指标。从表2和表3可以看出, 不同辐射剂
量处理对毛竹幼苗叶绿素荧光参数均有显著影响。经
辐射处理后, 叶绿素荧光参数值几乎均有不同程度的
升高, 说明辐射处理后叶片中的荧光量有所增加。在
经60 Gy的辐射处理后, 叶片的Fm、Fv、Fv/Fm、Fv/Fo、
Yield和ETR均达到最高值, 说明当辐射剂量为60 Gy
时, 叶片中光活化酶的催化作用最强, PSII反应中心
的能量捕获效率最高, 此时叶片具有最强的光合能
力。随着辐射剂量的升高, 叶绿素荧光参数值又呈降
低的趋势, 说明高剂量辐射使光合电子传递速率下
降, 光合作用强度减弱, 从而影响了质子梯度的建立
及激发能在2个光系统间的分配(戴云玲等, 1988; 卢
从明等, 1994)。
2.3 不同剂量137Cs-γ处理对毛竹叶片光化学猝灭
和非光化学猝灭系数的影响
光化学猝灭系数(qP)反映的是PSII吸收光能用于光化
学电子传递的份额, 在一定程度上反映了PSII反应中
心的开放程度; 非光化学猝灭系数(qN)则反映PSII吸
收的光能中不能用于光合电子传递而以热能的形式
耗散掉的部分, 热耗散是植物保护PSII的重要机制
(Long et al., 1994)。由表3可以看出, 不同的辐射剂
量处理, qP和qN的值也有所不同, 反映出辐射程度
影响毛竹幼苗对光能的利用和耗散程度。随着辐射剂
量的增加, qP值依次升高, 表明幼苗经辐射处理后
PSII的电子传递活性依次增加, 辐射剂量越大, 增加
的程度也越大; 同时, 辐射也使PSII反应中心开放的
比例依次增大, 为光合碳同化提供更多的能量(ATP)
和还原力(NADPH), 形成更多的光合产物。qN值在辐
射剂量为120 Gy时最高, 在30和60 Gy时均较低, 且
低于对照水平, 这说明低剂量辐射时幼苗吸收的光能
主要用于光化学电子传递, 而高剂量(120 Gy)辐射时
幼苗吸收的光能除了用于光合电子传递以外, 还有相
当一部分通过热能的形式耗散掉, 表现出了植物的自
我保护能力。
2.4 叶绿素荧光参数与叶绿素a/叶绿素b的相关性
叶绿体是光能吸收、传递和转化的主要场所, 叶绿素
在这一过程中起着非常重要的作用。辐射后的毛竹种
子繁殖成的幼苗叶片中的叶绿素a/叶绿素b与叶绿素
荧光参数具有一定的相关性(表4): 叶绿素a/叶绿素b
与qN值呈显著的正相关, 与表观光合电子传递速率
(ETR)呈显著的负相关。在辐射胁迫条件下, 植物叶绿
素的含量会降低或产生脱镁叶绿素, 叶绿体类囊体膜
上光系统反应中心色素和聚光色素的组成比例也会因
此改变, 从而影响其光合能力。表现在叶绿素荧光参
数上, qP值理论上应该与叶绿素a/叶绿素b值存在一
定的相关性, 而实验结果却表明二者不存在相关性,
这可能与诱变机理以及植物发育阶段的不同有关。
桂仁意等: 不同剂量 137Cs-γ辐射对毛竹幼苗叶片叶绿素荧光参数的影响 69
表2 不同辐射剂量处理下毛竹叶片叶绿素荧光参数的比较
Table 2 The comparison of chlorophyll fluorescence parameters of leaves of Phyllostachys heterocycla ‘Pubescens’ under different
irradiation doses
Irradiation
dose (Gy)
Fo Fm Ft Fv Fv / Fm Fv / Fo
0 0.343±0.024 b 1.480±0.111 bB 0.520±0.077 aAB 1.137±0.095 bB 0.768±0.013 b 3.317±0.236 b
30 0.352±0.015 ab 1.550±0.072 bAB 0.521±0.089 aAB 1.198±0.069 bAB 0.773±0.012 ab 3.413±0.231 ab
60 0.360±0.028 ab 1.654±0.060 aA 0.543±0.068 aA 1.293±0.052 aA 0.782±0.014 a 3.606±0.286 a
90 0.346±0.023 b 1.500±0.170 bB 0.458±0.050 bB 1.154±0.157 bB 0.768±0.020 b 3.332±0.378 b
120 0.366±0.013 a 1.648±0.113 aA 0.498±0.088 abAB 1.282±0.106 aA 0.777±0.012 ab 3.504±0.256 ab
Fo: 初始荧光强度; Fm: 最大荧光; Ft: 本底荧光; Fv: 可变荧光; Fv/Fm: 最大光化学效率; Fv/Fo: PSII的潜在活性。不同小写字母表示
差异显著(P<0.05); 不同大写字母表示差异极显著(P<0.01); n=3, 平均值±标准差。
Fo: Initial fluorescence; Fm: Maximum fluorescence; Ft: Background fluorescence; Fv: Variable fluorescence; Fv/Fm: Maximal
photochemical efficiency; Fv/Fo: Potential activity of photosystem II. Different small letters mean correlation between vigor in-
dexes in significant level (P<0.05), and different capital letters mean correlation between vigor indexes in extremely significant
level (P<0.01); n=3, means±SD.


表3 不同辐射剂量处理下毛竹叶片光化学猝灭和非光化学猝灭系数的比较
Table 3 The comparison of photochemical quenching (qP) and non-photochemical quenching (qN) of leaves of Phyllostachys hetero-
cycla ‘Pubescens’ under different irradiation doses
Irradiation dose (Gy) qP qN Yield ETR (μmol·m–2·s–1)
0 0.721±0.090 b 0.440±0.108 a 0.465±0.066 b 26.382±4.934 b
30 0.773±0.119 ab 0.387±0.104 a 0.518±0.070 ab 31.434±5.798 ab
60 0.777±0.101 ab 0.379±0.098 a 0.531±0.062 a 32.643±9.501 a
90 0.817±0.060 a 0.448±0.180 a 0.517±0.089 ab 27.807±6.955 ab
120 0.819±0.099 a 0.457±0.113 a 0.530±0.054 a 27.335±8.067 ab
qP: 光化学荧光猝灭系数; qN: 非光化学荧光猝灭系数; Yield: PSII实际光化学效率; ETR: 表观光合电子传递速率。不同小写字母表
示差异显著(P<0.05), 不同大写字母表示差异极显著(P<0.01); n=3, 平均值±标准差。
qP: Photochemical quenching; qN: Non-photochemical quenching; Yield: Effective quantum yield of photosystem II; ETR: Ap-
parent electron transport rates. Different small letters mean correlation between vigor indexes in significant level (P<0.05), and
different capital letters mean correlation between vigor indexes in extremely significant level (P<0.01); n=3, means±SD.

2.5 快速光响应曲线的比较
入射到叶片的光能仅有84%可被叶片吸收, 而这些吸
收的光能又仅有50%被分配到PSII。当吸收的光能达
到过饱和时, ETR与入射的PAR呈非线性关系, 最后
ETR达到饱和状态, 这代表了光合电子传递的能力,
这种能力取决于植物自身的生理状况和环境因素(贺
立红等, 2006)。由图1可以看出, 当辐射剂量为60 Gy
时, 在同样的光合有效辐射条件下, 毛竹幼苗叶片的
表观光合电子传递速率达到最高值, 而在辐射剂量为
90 Gy时其值最低, 说明60 Gy的辐射剂量可促进植
物光合能力提高, 而90 Gy的辐射剂量却使植物的光
合能力下降。
快速光响应曲线提供了相对电子传递速率特性的
详细信息(Ralph and Gademann, 2005), 曲线的初
始斜率表示光化学反应的启动速率(关岚岚等, 2008),

图1 不同辐射剂量处理下毛竹叶片的ETR-PAR响应曲线
1: 0 Gy; 2: 30 Gy; 3: 60 Gy; 4: 90 Gy; 5: 120 Gy

Figure 1 The comparison of ETR-PAR response curve of
leaves of Phyllostachys heterocycla ‘Pubescens’ under dif-
ferent irradiation doses
1: 0 Gy; 2: 30 Gy; 3: 60 Gy; 4: 90 Gy; 5: 120 Gy
70 植物学报 45(1) 2010
表4 毛竹叶片叶绿素荧光参数与叶绿素a/叶绿素b比值的相关性分析
Table 4 Correlation analysis of chlorophyll fluorescence parameters and chlorophyll a/chlorophyll b of leaves of Phyllostachys hetero-
cycla ‘Pubescens’
Chlorophyll a/
Chlorophyll b
qP qN Yield ETR Fv/Fo Fv/Fm Ft Fv
Chlorophyll a/
Chlorophyll b
1
qP 0.065 1
qN 0.896* 0.281 1
Yield –0.352 0.817 –0.281 1
ETR –0.899* 0.038 –0.946* 0.572 1
Fv/Fo –0.316 0.282 –0.507 0.711 0.664 1
Fv/Fm –0.321 0.243 –0.533 0.691 0.677 0.998** 1
Ft –0.365 –0.610 –0.725 –0.072 0.577 0.559 0.600 1
Fv –0.126 0.422 –0.325 0.762 0.519 0.969** 0.966** 0.428 1
* 表示差异显著(P<0.05), ** 表示差异极显著(P<0.01)。Fv/Fo、Fv/Fm、Ft和Fv同表2。qP、qN、Yield和ETR同表3。
* means correlation between vigor indexes in significant level (P<0.05), and ** means correlation between vigor indexes in extremely
significant level (P<0.01). Fv/Fo, Fv/Fm, Ft and Fv see Table 2. qP, qN, Yield and ETR see Table 3.


表5 不同辐射剂量处理下毛竹叶片的ETR-PAR响应曲线参数
Table 5 The parameters of ETR-PAR response curve of leaves
of Phyllostachys heterocycla ‘Pubescens’ under different irradia-
tion doses
Irradiation
dose (Gy)
ETRmax Initial slope
rate (α)
Coefficient of
correlation (R2)
0 72.711 0.310 0.999 3
30 82.848 0.328 0.999 8
60 89.199 0.323 0.999 9
90 53.227 0.299 0.999 4
120 71.899 0.329 0.999 8
ETRmax: 最大表观光合电子传递速率。ETRmax: Maximum apparent
electron transport rates.


它反映了光能的利用效率。由表5可以看出, 低剂量
(30和60 Gy)辐射处理后, 毛竹幼苗的ETRmax值较高,
表明经低剂量辐射处理后, 在高光强下幼苗依然能够
保持较高的电子传递速率, 光合结构没有因为强光而
受到伤害, 同时其初始斜率(α)值也较高, 说明其光
化学反应启动快, 光能利用效率高。而辐射剂量为90
Gy时, 幼苗的ETRmax值最低, α值也最低, 说明其不
再能够经受较高的光照强度, 光能利用效率也不高。
辐射剂量为120 Gy时, 幼苗的α值很高, 而ETRmax值
却不高, 说明经120 Gy辐射后幼苗虽然不能够再忍
受很高的光强, 但却可以充分利用较低的光能进行光
合作用。与90 Gy的辐射剂量处理相比, 120 Gy辐射
处理的ETRmax值更高, 可能因为此时有较多的光能
用于光化学电子传递, 光化学反应启动快, 幼苗可以
相对适应较高的光强; 也可能是120 Gy的辐射剂量
处理使叶片的某些光合结构发生改变的缘故, 具体原
因有待进一步研究。
2.6 讨论
通过对137Cs-γ射线辐射处理后毛竹幼苗叶片中光合
色素含量的分析研究发现, 叶绿素a、叶绿素b和总叶
绿素含量在低辐射剂量(30或60 Gy)处理时均较高,
而在高剂量(90或120 Gy)辐射处理时其值最低。此外,
在辐射处理剂量为30 Gy时, 叶绿素a/叶绿素b值最
低, 显示低剂量的辐射促进幼苗叶片中LHCII含量增
加, 从而保证叶片更好地捕获光能, 以吸收更多的光
能用于光合作用。
此外, 本文的研究结果还表明, 经辐射处理后毛
竹叶片叶绿素荧光参数等指标受到了很大影响。在辐
射剂量为60 Gy时, Fm、Fv、Fv/Fm、Fv/Fo、Yield和ETR
均达到最高值, 而非光化学猝灭系数(qN)的值最低,
同时ETR-PAR响应曲线的分析结果显示, 此时幼苗
叶片ETRmax和α的值也最高。这表明60 Gy辐射后叶
片中PSII反应中心的能量捕获效率最高, 同时其热耗
散较少, 能够保证吸收的光能最大程度地进入电子传
递系统进行碳固定, 此时幼苗具有很强的光合能力,
同时又能够忍受并充分利用较高的光强, 光能利用效
率很高; 当辐射剂量为90 Gy时, 各叶绿素荧光参数
值均有所下降, 而光化学猝灭系数(qP)和非光化学猝
灭系数(qN)与低剂量辐射处理相比均有小幅度升高,
桂仁意等: 不同剂量 137Cs-γ辐射对毛竹幼苗叶片叶绿素荧光参数的影响 71
但ETRmax和α值均最低, 这说明此时叶片中将光能用
于光化学电子传递的份额有所增加, 但光合电子传递
速率较低, 部分光能还要通过热耗散的形式散发掉,
光能利用效率依然较低, 且光合能力不强; 而在辐射
剂量为120 Gy时, 研究结果表明幼苗叶片将吸收的
光能用于光化学电子传递的份额较大, 并能够充分利
用这些光能进行光合作用, 光能利用效率极高(徐飞
等, 2007), 但此时幼苗不能适应较高的光强, 需通过
热能的形式耗散较多的光能。
综合分析比较辐射后毛竹幼苗叶片的各光合色
素含量以及叶绿素荧光参数等指标, 可以看出这些参
数指标与辐射剂量之间存在着紧密的联系, 各指标之
间也存在着一定的相关性。因此, 可以将其作为衡量
毛竹辐射诱变适宜剂量选择的重要指标。此外, 叶绿
素荧光参数指标的测定还具有方便、快捷和无损伤等
优点, 这为今后从大量诱变处理毛竹样株中筛选出有
利的突变单株奠定了良好的基础, 从一定程度上可加
速毛竹诱变育种的进程, 提高诱变育种的选择效率。
本研究还为深入开展组织器官的超微结构研究(甘小
洪等, 2004)以及基因组大小测定(李潞滨等, 2008)等
方面工作提供了宝贵的实验材料。
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72 植物学报 45(1) 2010
Effects of Dose of 137Cs-γ Irradiation on Chlorophyll Fluorescence
Parameters for Leaves of Seedlings of Phyllostachys
heterocycla ‘Pubescens’
Renyi Gui, Yadi Liu, Xiaoqin Guo, Haibao Ji, Yue Jia, Mingzeng Yu, Wei Fang*
Zhejiang Provincial Key Lab for Modern Silviculture Technology, Zhejiang Forestry University, Lin’an 311300, China
Abstract We used different doses of 137Cs-γ irradiation to irradiate the seeds of Phyllostachys heterocycla ‘Pubescens’,
in order to determine the physiological response to 137Cs-γ stress. By determining photosynthetic pigment content and
chlorophyll fluorescence parameters in leaves of seedlings, we explored the use of radiation in screening beneficial mu-
tants. The photosynthetic pigment content and chlorophyll fluorescence parameters such as Fm, Fv, Fv/Fm, Fv/Fo, yield,
apparent electron transport rates (ETR) at 30 or 60 Gy were higher than those at 90 Gy. Low-dose irradiation produced
high efficiency of excitation energy capture by open PSII reaction centers of leaves and strong photosynthetic capacity.
However, high-dose irradiation produced opposite effects. The degree of light energy dissipation with different doses of
radiation and the analysis of the ETR-photosynthetically active radiation response curve further confirmed the findings.
Key words chlorophyll fluorescence, 137Cs-γ, Phyllostachys heterocycla ‘Pubescens’, photosynthetic pigment content,
rapid light response curve
Gui RY, Liu YD, Guo XQ, Ji HB, Jia Y, Yu MZ, Fang W (2010). Effects of dose of 137Cs-γ irradiation on chlorophyll
fluorescence parameters for leaves of seedlings of Phyllostachys heterocycla ‘Pubescens’. Chin Bull Bot 45, 66–72.
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* Author for correspondence. E-mail: fwl@zjfc.edu.cn
(责任编辑: 孙冬花)