全 文 ：园 艺 学 报 , 一
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黄瓜幼苗光合及荧光特性对弱光的响应
李 伟 , , 黄金丽 , 睦晓蕾 , , 王绍辉 , , 关秋竹 , , 周 明’, 胡丽萍‘ , 张振贤,
‘
, 中国农业大学农学 与生物技术学院 , 北京 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 , 北京
北京农学院植物科学技术系 , 北京
摘 要 以不耐弱光的 ‘ 津研 号 ’ 和较耐弱光的 ‘ 戴多址 ’ 黄瓜 台 、 动 为试材 , 在
人 卜’毛候室内研究其光合及荧光特性对弱光 一 林
· 一 · 一 ’ 的响应 。 结果表明 , 弱光处理后
叶片光合色素含量
、
总叶绿素 类胡萝 卜素比值呈增加趋势
,
尤其是戴多星更明显 叶绿素盯卜比值呈减小
趋势 , 比戴多星的减小幅度大于津研 号 净光合速率
、
水分利用效率呈下降趋势
,
戴多星下降幅度小于
津研 号 叶片最大光化学效率
、
光系统 实际光化学效率
、
光化学反应速率
、
光系统非环式电子传递速
率
、
光系统 吸收光能用于光化学反应的比例 , 对弱光的响应有一定差异 , 弱光下戴多星均有明显增加 ,
而津研 号的增减不规律 , 且幅度均较小 , 说明弱光下戴多星对弱光的利用能力明显强于津研 号 。
关键词 黄瓜 幼苗 弱光 气体交换 叶绿素 荧光
中图分类号 文献标识码 文章编号 一 刁 一 刁
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收稿 日期 一 一 修回 日期 一 一
基金项 目 国家科技 支撑项 目 加 农业结构调整重大技术研究专项 一 刀
通讯作者 , 一
,
致谢 北京蔬菜研究中心 王永健研究员提供了试验用种
,
谨致谢意
园 艺 学 报 卷
前人针对黄瓜 乙、 枷 、 冬季设施栽培中低温
、 亚适温 ‘于弱光协同作用对黄瓜生理的
影响进行了探索 甄伟和张福漫 , 仇 王永健 等 , 。 低温弱光下 , 多以低温为主导产生胁
迫 。 亚适温弱光下 , 多以弱光为主导产生胁迫 适温弱光下黄瓜植株响应方式有所变化 , 初期 大
幅下降 , 后期上升 , 中 变化不大或有所升高 周艳虹 等 , 。 作者拟探讨单一弱光对黄瓜幼
苗叶片光合作用的影响 , 并进一步探索不同品种光合及荧光特性对弱光的响 、认机理
材料与方法
试材为 ‘ 津研 号 ’ 和 ‘ 戴多星 ’ 黄瓜 。 用 黑色塑料营养钵育苗
, 基质由园土
、
蛙石
、
草炭按 混合。 年 月于中国农业大学 日光温室内播种 , 两叶一心时挑选长势一致
的健壮植株移人人工气候室进行 一 脚
· 一 ’ · 、一 ’的弱光处理 , 对照为 一 网
· 一 ·
一 ’。 日光照时数 , 气温 ℃ 昼 月 ℃ 夜 弱光处理 后 , 用 石 光合仪于 午
一 时 , 测定叶片第 片叶 从下往上数 净光合速率
、
气孔导度
、
胞问 浓度
、 蒸腾速率 等 , 重复 次 计算气孔 艰制值
二 一 《 。 为叶外空气 浓度 ,
水分利用效率 二 可 。 夜间 一 时测定夜呼吸速率
、
夜蒸腾速率 等
用 荧光仪测定叶片叶绿素 荧光参数 。 采用 程序测定初始荧光产量
、
最大
荧光产量
、
稳态荧光产量
、
光适应下最大荧光产量 ’
, 光适 应下最小荧光产量
‘ 计算可变荧光产量 卜 , 光适应下可变荧光产量 ‘ 二 ’ 一 ’ , 光系统
天线转化效率 ’ ‘ 二 , , ’ 一 。 ’ ‘ , 最大光化学效率 , , 一 ‘ , 实际
光化学效率 中 二 ’ 一 、 , , , ’
, 光化学反应速率 , ‘ 一 , ’ 即 光合有
效光量子通量密度 、 光系统非环式电子传递速率 ’ 一 护 “ 为光系统
间激发能分配系数 , 植物一般取 , “ 为叶片吸收光能系数 , 一般取
, 吸收光能用
于光化学反应的相对份额 ’ ’ 光化学碎灭系数
,
,
’ 一 、 , , ’ 一 ’ 」, 用于
天线热耗散的相对份额 二 一 ‘ ’ , 用于反应中心 耗散的相对份额 二 ‘ ’
一 , 光系统 激发能分配系数 反应中心 开放程度 , 二 卜
卜 〕, 激发能分配系数 , 与 司激发能分配不平衡性 「
一 〕 一 等 。 光合色素含量的测定采用 乙醇浸提法 。 采用 。 ‘ 和
进行数据处理和统计分析 。
结果与分析
叶片光合色素对弱光的响应
弱光处理后黄瓜叶片叶绿素
、
叶绿素
、
总叶绿素
、
类胡萝
卜素 含量均较对照极显著升高 表 , 尤以戴多星品种更明显 。 色素含量的提高可明显增
强光系统对低密度光量子的吸收
、
传递和转化能力 弱光下津研 号品种 儿 变化不显著 , 而戴
表 弱光对黄瓜幼苗叶片光合色素的影响
基因塑
二 一 夕
津研 号
一 一
戴 多 星
处理
,
对照 , 。
弱光
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弱光
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期 李 伟等 黄瓜幼苗光合及荧光特性对弱光的响应
多星 的增加明显高于 一 的增加 。 一般认为较大比例的 能较好地吸收弱光中占优势的
蓝紫光 崔继林 , 。 这表明戴多星对弱光的适应能力较津研 号强 。 弱光下津研 号
十 比值的增加幅度大于戴多星 , 对弱光胁迫的反应较敏感 , 更需降低具有逸散过多光能
的 分子的组成比例 , 使激发能经高能级 分子向低能级
、
分子 共振 传递中
以无辐射退激而散失的热能减少 , 而更多直接经 分子向 分子传递 沈允钢 等 , ,
最终到达反应中心的激发能相对增多 , 利于随后的光化学反应 。
叶片气体交换对弱光的响应
弱光处理后黄瓜叶片的 、
、 和 均较对照极显著降低 , 津研 号 降幅为 , 明
显大于戴多星 , 而 较对照极显著增大 。 根据前人的观点可以认为弱光下 的下降是非
气孔因素造成的 , 因为 没有上升反而下降 ,
、 和质醒等光合电子传递链组分减少
崔继林 ,
, 光合关键酶 梭化活性下降 , 无机磷 限制 周艳虹 等 , 睦晓蕾
等 , 等 。 降低可能是一种弱光适应机制 睦晓蕾 等 , 。 弱光下津研 号的夜呼吸速
率较戴多星高 , 表明其夜间呼吸消耗较大 。
弱光处理后黄瓜叶片
、 和 均较对照极显著减小 表 。 津研 号的 和 的降
幅
、
大于 戴多星
、 。 前者 的降幅 小 于 后 者
, 这表明弱光下戴多星具有较高的水分利用效率 , 夜间呼吸时水分的散失较少 。
表 弱光对黄瓜幼苗叶片光合 、 呼吸的影响
基因型
一
津研 号
戴 多 星
处理
对照 , , ,
弱光 、
对照 。 ,
弱光 助
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表 弱光对黄瓜幼苗叶片蒸腾和水分利用的影响
基因型
之
津研 号
戴 多 星
处理
之
对照 。, ,
弱光 , ,
对照 二
弱光 肠
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。 叶片叶绿素 荧光对弱光的响应
光 系统光反应对弱光的响应 弱光处理后黄瓜叶片 的 ’ ‘和 呈增大趋势 , 尤以
戴多星显著 表 , 表明弱光下戴多星从天线色素吸收光能
、
传递激发能到开放 崔继林 , 刃
表 弱光对黄瓜幼苗叶片光系统光反应的影响
一,
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基因型
津研 号
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戴 多 星
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弱光
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土
士
士
卷的 光物理 过程效率较津研 号有明显提高。 中
、
和 则变化不同 , 津研 号变化不显
著 , 而戴多星极显著增大 , 这表明弱光下前者 实际激发能转化 电荷分离产生高能电子 效率
较后者的低
, 即其原初反应能力较后者的弱 。 同时 , 前者 的光化学反应速率较后者的低 , 来自
水的电子经
、
和其它电子传递体 , 最终为氧化型辅酶 且 所接受的非环式电子传
递 许大全 , 速率也较后者慢
光 系统能量分配对弱光的响应 表 显示 , 弱光处理后
,
津研 号的 变化不大 , 、 较对
照有所降低 , 而
、 、 日 一 则增加 。 戴多星的
、
较对照增加
, 而
、 、
日、 日
’ 一 明
显降低 , 这表明弱光下津研 号叶片 吸收光能用于光化学反应的相对份额明显小于戴多星 ,
、 间激发能分配不平衡性也较后者大 〔
表 弱光对黄瓜幼苗叶片光系统能量分配的影响
基因型 。
津研 号
戴 多 星
处理
对照
弱光 助 只
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弱光
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弱光下津研 号叶片光合色素含量 、 净光合速率
、 蒸腾速率
、
化学效率和光系统 吸收光能用于光化学反应的比例均低于戴多星
光系统 最大光化学效率
、
实际光
, 表明对弱光的耐受力相对较低
、
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崔继林 光合作用与生产力 南京 江苏科学技术出版社
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许大全 光合作用效率 海 上海科学技术出版社
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