全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 22(6)：534— 536 2002年 11 月
ABA对水稻幼苗叶片光抑制的光保 护作用
阳成伟1，2，陈贻竹1，彭长连H
(1．中国科学院华南植物研究所 ，广 东广州 510650；2．中山大学生命科学学院 ，广东广 州 510275)
摘 要：经 ABA处理的水稻幼苗叶片和对照相比，PSII光化学效率(Fv／Fm)和非光化学猝灭系数(qN)显著
受抑制。经高光处理 1 h后，ABA处理的水稻幼苗叶片光抑制程度比对照小，这暗示 ABA对高光光抑制具
有一定的光保护作用 ，且间接表明 ABA提高水稻幼苗抗光抑制的能力与叶黄索循环密切相关。
关键词 ：脱落酸 ；光抑制 ；光保 护
中图分类号：Q945 文献标识码：A 文章编号：1000—3142(2002)06—0534—03
Ph0t0pr0tecti0n 0f abscisic acid against the
ph0t0inhibiti0n in rice seedling leaves
YANG Cheng—weiI， ，CHEN Yi—zhu1，PENG Chang—lian
(1．South China Institute of Botany，Academia Sinina，Guangzhou 510650，China；2．School of Life
Sciences，Zhongshan University，Guangzhou 510275，China)
Abstract：Photoinhibition was studied in leaves of abscisic acid(ABA)-treated rice seedlings．ABA inhibited
the photosynthetic process by lower PSII photochemistry efficiency(Fv／Fm)and coefficient for non-photo—
chemical quenching(qN)．After photoinhibition under light intensity of 2 000／lmolm- S～ for 1 h，the extent of
photoinhibition was smaler in ABA-treated rice leaves than in the contro1．It is suggested that ABA had a pro—
tective effect on the high light induced photoinhibition． And the results also indicated photoprotection capacity
of the rice seedlings against high light photoinhibition was closely associated with xanthophyll cycle．
Key words：abscisic acid；photoinhibition；photoprotection
脱落酸(ABA)在植物 的整个生命过程中有多
种生理功能。普遍认为 ABA至少能诱导植物两种
响应，气孔关闭和一系列新的蛋 白质的合成。又因
ABA能提高植物对各种胁迫的响应而认为是一种
胁迫激素。Chen实验表明，冷锻炼的过程 中，ABA
含量增加，这暗示 ABA在寒害胁迫驯化过程 中是
一 种内源调节剂(1]。也有表明，ABA 能提高植 物
对冷害和干旱 的抵抗(2，3]、加速培养细胞对盐胁迫
的适应(4)，在分离的叶绿体中可减少对热诱导的破
坏(5]。到 目前为止，未见 ABA对光抑制光保护作
用的研究。本文以水稻幼苗为材料，探讨 ABA是
否对光抑制具有光保护作用及其可能 的光保护机
制 。
1 材料和方法
1．1材 料
6叶期水稻 (品种为培矮 64S／E32)幼苗 (种植
于蒸馏水中(对照)或在 10—5 mmol／L ABA 的水溶
液中持续 5 d，每天更换 1次。
1．2叶片光抑 制处理
水稻叶片置于石英 卤灯下 (1 000 w)照射，中
间隔置 8 cm厚的透光水槽 ，通过流动水吸收光辐射
热量，温度控制在室温 (25～30。C)条件下 ，叶片保
收稿 Et期 ：2001-04-05
作者简介：阳成伟(1972-)，男 ，湖南永州人 ，博士，主要从事园艺作物和环境生理研究工作。 *为通讯作者
基金项 目：国家重点基础研究规划项 目(G1998010100)；中国科学院研究生科学与社会实践专项资助 。
维普资讯 http://www.cqvip.com
6期 阳成伟等 ：ABA对水稻幼苗叶片光抑制的光保护作用 535
持在含水滤纸上 ，最大光强 可达到 2000／,molm-2
S-1
，处理时 间为 1 h。
1．3叶片叶绿素荧光测定
使用调制荧光仪 PAM 101／102／103(H．Walz，
Effeltrich，Germany)测叶片叶绿素荧光 ，测定之前
叶片暗适应 15 min，用 1．6 KHz的弱 测 量光 (0．04
ktmolm-z S-1)测 F。，随后给一个强闪光(大于 5 000
ktmolm-2 s-1，脉冲时间 2 s)，荧光产量上升到 F ，当
从 F 回 到 F。时 ，给 一 个 连 续 的 光 化 光 (400
ktmolm-2 s )，同时打 开 PAM 102提供 一个 100
KHz的测量光 ，提高信噪比稳定输 出信号，当荧光
下降到稳态水平 F 时，加上一个强闪光，荧光上升
到 F ，然后关掉光化光和 PAM 102，荧光下降到
F。 ，强闪光来 自Schott lamp KL 1500 FL 103，光化
光用石英 卤灯 (50 W)通过光 导纤维传输 。根据
Schreiber等方法计算叶绿素荧光参数 ，所得荧光参
数为相对值(6]。
1．4抑制剂的引入
离体叶片的叶鞘于水中再剪去一部分，然后于
10 mmol／L DTT 和 5 mmol／L CAP水 溶 液 中，在
30~40／*mol photons m-2 s- 的 PFD下 2 h。对 照叶
片插入蒸馏水中。
2 结果与讨论
2．1 ABA对水稻幼苗叶 片叶绿素荧光 的影响
在室温下 ，光照导致的叶绿素 a荧光猝灭包括
光化学猝灭系数(qP)和非光化学猝灭系数 (qN)两
种。前者是由于 PS I光化学能量转换所 引起的荧
光产量的下降，这种荧光猝灭只取决于 QA氧化态
的存在，它反映了 PS I所捕获的光激子转化成化学
能的效率 。而后者则是 由于 PSI天线 (或反应 中
心)中发生非化学过程而引起的荧光产 量的下降。
非辐射能量 耗散在 荧光 上 即表 现为 非光化 学猝
灭[7]。从表 1分析可知 ，经 ABA处理的水稻幼苗
叶片和对 照相 比，PS I光 学效 率 (Fv／F )和 qN 呈
显著的抑制。而光 系统 Ⅱ电子传 递 的量子效率
( PsI)和 qP不受大的影响。表明 ABA影响光
化学能量的耗散过程。
2．2光抑制处理对水稻幼苗叶片叶绿素荧光的影响
经高光处理 1 h后，经 ABA处理的水稻幼苗叶
片其 Fv／F 、qP、qN和 CPSⅡ都有所增加，且 qP比
qN受影响程度小。这表 明 ABA对高光诱导的光
抑制具有光保护作用。而从表 2和表 1知 ABA对
qN的影响较大。叶黄素循环是 由依赖光转化 的 3
个组分，玉米黄质(Zeaxanthin)、单环氧的玉米黄质
表 l ABA对水稻幼苗叶片叶绿素荧光的影响
Table 1 Effects of ABA on chlorophyll fluorescence
of rice seedlings
’代表由于 ABA其 抑制值是增加而非减少；“*”代表对照
与 ABA处理之间差异显著。The negative sign(一)for the inhibi—
tlon indicate a signal increase instead of fl decrease due tO ABA ；
“ * ”
： Indicates that ABA—treated plants differ significantly from the
contro1．
表 2 强光 处理 l h对 ABA处理 的水稻幼苗
叶片叶绿素荧光的影响
Table 2 Effects of high light for 1 hr on chlorophyll
fluorescence of control and ABA—treated plant leaves
“*”代表对 照与 ABA 处理之 间差异 显著。“*”：Indicates
that ABA—treated plants differ significantly from ABA—non—treated
ones．
表 3 水稻 幼苗叶片经 DTr处理后再经
高光处 理 Fv／F=的变化
Table 3 Change of Fv／Fm values after high light
treated + DTT—treated in leaves of rice seedling
“
一 ”代表由于 ABA其 抑制值是增加 而非减 少。The negative
sign(一)for the inhibition indicate fl signal increase instead of fl de—
crease due to ABA．
(Antheraxanthin)和双 环 氧 的 紫黄 质 (Violaxan—
thin)，通过环氧和脱环氧作用的循环机制。当出现
过量光能时，V在紫黄质脱环氧化酶(Violaxanthin
de—epoxidase)的作用下脱环 氧形成 A，再进一步脱
维普资讯 http://www.cqvip.com
536 广 西 植 物 22卷
环氧形成 Z；Z在玉米黄质环氧化酶(Zeaxanthin ep—
oxidase)的作用下环氧化又可以形成 A，再进一步
环氧化形成 V。作为衡量耗散过量光能大小的 qN
与叶黄素循环有密切的联系，Demmig—Adams等证
明叶黄素循环与类囊体膜的能量化一起调节能量耗
散过程，叶绿素荧光参数 qN与叶黄素循环的 Z呈
正比关系C7~9)。DTT是叶黄素循环 的抑制剂(9]，
用 DTT处理对照和 ABA处理的水稻幼苗叶片后
再进行高光处理 ，发现两者之 间的 Fv／F 没有重 要
的差别。这间接表明 ABA提高水稻幼苗抗光抑制
的能力与叶黄素循环密切相关 ，至于其具体的作用
位点有待进一步实验证明。
参考文献 ：
[1] Chen T H H ，Gusta L V． Abscisic acid-induced
freezing resistance in cultured plant cells[J]．Plant
physio1．，1983，73：71— 75．
C23 Kahn T L，Fender S E，Bray E A，et a1．Character—
ization of expression drought and abscisic acid-regu—
lated tomato genes in the drought—resistant species
lycopersicon pennellii[J]．Plant Physio1．，1993，
103：597——605．
[33 Xin Z，Li P H．Relationship between proline and ab-
scisic acid in the induction of chilling tolerance in
maize suspension-cultured cells[J]．Plant Physio1．，
1993，103：607— 613．
C43 Larosa P C，Handa A K，Hasegawa P M ，et a1．Ab—
scisic acid accelerates adaptation of cultured tobacoo
cells to salt[J]．Plant physio1．，1985，79：287—
292．
C5] Ivanov A G，Kitchev M A，Christov A M ，et a1．
Effects of abscisic acid treatment on the thermosta—
bility of the photosynthetic apparatus in barley chlo—
roplasts[J]．Plant physio1．，1992，98：1 228—1
232．
C63 Schreiber U，Schliwa U ，Bilger W．Continous re-
cording of photo-chemical and non-photo-,chemi-
cal chlorophyll fluorescence quenching with a new
type of modulation fluorometer[J]．Photosyn Res，
1986，10：51— 62．
C73 Gilmore A M ，Yamamoto H Y．Linear models rela—
ting xanthophylls and lumen aciditity to non-photo—
chemical fluorescence quenching，Evidence that an-
theraxanthin explains zeaxanthin independent
quenching[J]．Photosynth Res，1993，35：67—78．
C83 Demmig-Adams B． Carotenoids and photoprotection
in plants：A role for the xanthophyll zeaxanthin[J]．
Biochem Biophys Acta，1990，1 020：1— 24．
C93 Demmig—Adams B，Adams W WIII，Heber U，et a1．
Inhibition of zeaxanthin formation and of rapid chan—
ges in radiationless energy dissipation by dithiothrei-
tol in spinach leaves and chloroplasts[J]．Plant
Physio1．，1990，92：293— 301．
(上接第 533页 Continue from page 533)
构和功能研究[M]．北京：林业出版社 ，1996．
133——138．
C73李凌浩．武夷山甜槠林生态系统的养分平衡研究[J]．
植物生态学报，1998，22(3)：193—201．
C83刘世荣．兴安落叶松人工林生态系统营养元素生物
地球化学循环特征[J]．生态学杂志，1992，11(5)：1
— 6．
C93黄忠良，孔国辉，余清发，等．南亚热带季风常绿阔
叶林水文功能及其养分动态的研究[J]．植物生态学
报，2000，24(2)：157—161．
维普资讯 http://www.cqvip.com