全 文 ：书广 西 植 物 Ｇｕｉｈａｉａ　３２（５）：６７９－６８５　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２０１２年 ９ 月 　
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－３１４２．２０１２．０５．０２１
低温胁迫下不同甘蔗品种（系）光合特性
的变化及其与耐寒性的关系
唐仕云１，２，杨丽涛１，２＊，李杨瑞１，２，３
（１．广西大学 农学院／亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室，南宁５３０００５；２．中国农业科学院 甘蔗研究
中心／广西农科院甘蔗研究所／农业部广西甘蔗生物技术与遗传改良重点实验室／广西甘蔗遗传改良重点
实验室，南宁５３０００７；３．广西作物遗传改良生物技术重点开放实验室，南宁５３０００７）
摘　要：以广西农科院甘蔗研究所自育的７个新材料和２个生产上的主栽品种为研究对象，在甘蔗苗期进行
低温胁迫处理，研究了各品种（系）甘蔗形态特征的冷害指数、叶绿素含量及光合特性相关指标的变化及其光
合特性相关指标与甘蔗抗寒性间的相关性。结果表明：随着低温胁迫处理时间的延长，冷害指数不断增大，但
变化的大小与快慢因品种（系）不同表现不一样。各甘蔗品种（系）叶片叶绿素含量均随时间延长而降低。叶
片净光合速率、气孔导度在低温处理与常温处理间具有显著差异。低温胁迫处理显著降低了各甘蔗品种（系）
最大光化学效率（Ｆｖ／Ｆｍ）、ＰＳⅡ实际光能转化效率ΦＰＳⅡ、光适应下ＰＳⅡ反应中心的最大光能转化效率
Ｆｖ′／Ｆｍ′、光化学猝灭系数ｑＰ、电子传递速率ＥＴＲ，而显著提高了初始荧光Ｆｏ、稳态荧光Ｆｓ、非光化学猝灭系
数ｑＮＰ。相关性分析表明整个测定时期各指标间相关显著，Ｆｖ／Ｆｍ、Ｆｖ′／Ｆｍ′、ΦＰＳⅡ与冷害指数Ｉ之间的相
关系数在０．８００以上，Ｆｖ／Ｆｍ、Ｆｖ′／Ｆｍ′、ΦＰＳⅡ可以作为甘蔗品种（系）抗寒性鉴定的重要参考指标。
关键词：甘蔗；品种；抗寒性；叶绿素荧光；低温胁迫
中图分类号：Ｑ９４５．７８　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１０００－３１４２（２０１２）０５－０６７９－０７
＊ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓｕｇａｒｃａｎｅ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ
ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ｃｏｌｄ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ　ｕｎｄｅｒ　ｌｏｗ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
ＴＡＮＧ　Ｓｈｉ－Ｙｕｎ１，２，ＹＡＮＧ　Ｌｉ－Ｔａｏ１，２＊，ＬＩ　Ｙａｎｇ－Ｒｕｉ　１，２，３
（１．Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｇｕａｎｇｘｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ／Ｓｔａｔｅ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｕｂｔｒｏｐｉｃａｌ　Ａｇｒｏ－
Ｂｉｏｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｎａｎｎｉｎｇ　５３０００５，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｕｇａｒｃａｎｅ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ／Ｓｕｇａｒｃａｎｅ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｇｕａｎｇｘｉ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ／Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｓｕｇａｒｃａｎｅ　Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｇｅｎｅｔｉｃ
Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ（Ｇｕａｎｇｘｉ），Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏｆ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ／Ｇｕａｎｇｘｉ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｓｕｇａｒｃａｎｅ　Ｇｅｎｅｔｉｃ　Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ，Ｎａｎｎｉｎｇ
５３０００７，Ｃｈｉｎａ；３．Ｇｕａｎｇｘｉ　Ｃｒｏｐ　Ｇｅｎｅｔｉｃ　Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｎａｎｎｉｎｇ　５３０００７，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｅｘｐｌｏｒｅ　ｔｈｅ　ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｓ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ａｎｄ　ｃｏｌｄ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ　ｉｎ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓｕｇａｒｃａｎｅ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ，７ｎｅｗｌｙ　ｂｒｅｄ　ｓｕｇａｒｃａｎｅ　ｌｉｎｅｓ　ａｎｄ　２ｍａｉｎ　ｃｕｌｔｉｖａｒｓ　ｆｒｏｍ　Ｓｕｇａｒｃａｎｅ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，
Ｇｕａｎｇｘｉ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ　ｗｅｒｅ　ｅｍｐｌｏｙｅｄ　ｔｏ　ｅｘａｍｉｎｅ　ｔｈｅ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　ｃｈｉｌｉｎｇ　ｉｎｊｕｒｙ　ｉｎｄｅｘ，ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌ
＊ 收稿日期：２０１２－０３－２２　　修回日期：２０１２－０６－１８
基金项目：国家科技支撑计划项目 （２００８ＢＡＤＢ８Ｂ００）；广西甘蔗研究所基本科研业务专项 （Ｇ２００９０１２）；科技部国际合作项目 （２００８ＤＦＡ３０６００，
２００９ＤＦＡ３０８２０）；农业部“９４８”项目（２００９－Ｚ８（２））；广西科学研究与技术开发计划项目（桂科产１１２３００８－１）；广西自然科学基金（２０１１ＧＸＮＳＦＦ０１８００２）
［Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｋｅｙ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｒ　＆Ｄ　Ｐｒｏｇｒａｍ（２００８ＢＡＤＢ８Ｂ００）；ｔｈｅ　Ｂａｓｉｃ　Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｆｕｎｄ　ｏｆ　ＧＸＳＲＩ（Ｇ２００９０１２）；Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ
Ｓ　＆Ｔ　Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ　Ｐｒｏｊｅｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（２００８ＤＦＡ３０６００，２００９ＤＦＡ３０８２０）；ｔｈｅ“９４８”Ｐｒｏｇｒａｍ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏｆ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ
（２００９－Ｚ８（２））；Ｇｕａｎｇｘｉ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｒ　＆Ｄ　Ｐｒｏｇｒａｍ（１１２３００８－１）；ｔｈｅ　Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｇｕａｎｇｘｉ（２０１１ＧＸＮＳＦＦ０１８００２）］
作者简介：唐仕云（１９７８－），男，广西资源县人，博士研究生，从事甘蔗育种与栽培，（Ｅ－ｍａｉｌ）ｔａｎｇｓｈｉｙｕｎｏｋ＠１６３．ｃｏｍ。
＊通讯作者：杨丽涛，女，教授，博士生导师，主要从事植物学、植物生理、分子生物学，（Ｅ－ｍａｉｌ）ｌｉｙｒ＠ｇｘｕ．ｅｄｕ．ｃｎ。
ｃｏｎｔｅｎｔ　ａｎｄ　ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ｐｅｒａｍｅｔｅｒｓ　ｕｎｄｅｒ　ｌｏｗ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｓｔｒｅｓｓ　ａｔ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｓｔａｇｅ．Ｔｈｅ　ｃｈｉｌｉｎｇ　ｉｎｊｕｒｙ　ｉｎｄｅｘ　ｗａｓ
ｃｏｎｔｉｎｕａｌｙ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｐｒｏｌｏｎｇｉｎｇ　ｏｆ　ｌｏｗ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｂｕｔ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓｕｇａｒｃａｎｅ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｄｉｆ－
ｆｅｒｅｎｔ　ｃｈａｎｇｅｓ．Ｔｈｅ　ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｉｎ　ａｌ　ｔｈｅ　ｓｕｇａｒｃａｎｅ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ　ｗｅｒｅ　ｃｏｎｔｉｎｕａｌｙ　ｄｅｃｒｅａｓｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｐｒｏｌｏｎｇｉｎｇ
ｏｆ　ｌｏｗ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ｔｈｅｒｅ　ｗｅｒｅ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ　ｉｎ　ｎｅｔ　ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ｒａｔｅ　ａｎｄ　ｓｔｏｍａｔａｌ　ｃｏｎ－
ｄｕｃｔａｎｃｅ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｒｏｏｍ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｌｏｗ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ｔｈｅ　Ｆｖ／Ｆｍ，ΦＰＳⅡ，Ｆｖ′／
Ｆｍ′，ｑＰａｎｄ　ＥＴＲｗｅｒｅ　ｄｅｃｒｅａｓｅｄ　ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ，ｂｕｔ　Ｆｏ，Ｆｓ　ａｎｄ　ｑＮＰｗｅｒｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ａｆｔｅｒ　ｔｈｅ　ｌｏｗ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ｔｈｅｒｅ　ｗｅｒｅ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｓ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌ　ｃｏｎｔｅｎｔ，ｖａｒｉｏｕｓ　ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ｐｅｒａｍｅｔｅｒｓ
ａｎｄ　ｃｈｉｌｉｎｇ　ｉｎｊｕｒｙ　ｉｎｄｅｘｅｓ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ　ｂｅｔｗｅｅｎ　Ｆｖ／Ｆｍ，Ｆｖ′／Ｆｍ′，ΦＰＳⅡａｎｄ　ｃｈｉｌｉｎｇ　ｉｎｊｕ－
ｒｙ　ｉｎｄｅｘｅｓ　ｗｅｒｅ　ｈｉｇｈｅｒ　ｔｈａｎ　０．８００，ｗｈｉｃｈ　ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ　ｔｈａｔ　Ｆｖ／Ｆｍ，Ｆｖ′／Ｆｍ′，ΦＰＳⅡｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｕｓｅｄ　ａｓ　ｔｈｅ　ｉｎｄｅｘｅｓ
ｏｆ　ｃｏｌｄ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｓｕｇａｒｃａｎｅ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｕｇａｒｃａｎｅ；ｖａｒｉｅｔｙ；ｃｏｌｄ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ；ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌ　ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ；ｌｏｗ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｓｔｒｅｓｓ
　　甘蔗是一种原产于热带和亚热带地区的糖料作
物，整个生长发育过程中需要较高的温度，低温影响
甘蔗的生长、发育、产量和品质，温度决定着甘蔗种
植区域的分布。广西的甘蔗种植面积、原料蔗产量
和产糖量均在全国排名第一，蔗糖产量约占全国
７０％，甘蔗糖业对广西的经济发展具有重要的意义
（李杨瑞等，２００９）。但广西的甘蔗生产经常受低温
阴雨或霜冻雨雪天气的影响，给甘蔗生产带来了巨
大的经济损失（杨荣仲等，２０１１；谭宏伟等，２０１０），在
甘蔗抗寒技术中，选育抗寒性强的品种是最为有效
的措施之一。然而，目前我国蔗区甘蔗品种单一化
严重，广西种植的甘蔗品种主要是新台糖２２号，大
田生产实践证明，新台糖２２号的抗寒性很差（邓展
云等，２００９；谭宏伟等，２０１０），选用适当的抗寒性指
标对甘蔗新品种（系）的抗寒性鉴定是选育抗寒性强
甘蔗品种的重要环节。
叶绿素荧光反映了光合作用原初反应过程的光
能吸收、激发能传递和光化学反应，用叶绿素荧光技
术可以获得多种反映不同阶段光合作用状况的参
数，可用于描述植物光合作用机理和光合生理状况，
反映了植物“内在性 ”的特点，被视为是研究植物光
合作用与环境关系的内在探针（陈建明等，２００６）。
叶绿素荧光测定技术具有快速、灵敏、简便、准确和
无损伤等优点，在鉴定作物的抗寒性方面也显示出
良好的应用前景，在水稻（王国莉等，２００５；李霞，
２００６）、玉米（高素华等，２００７）、小麦（王晓楠等，
２００９）、香蕉（习岗等，２００２）、辣椒（颉建明等，２０１１）、
花椰菜（李光庆等，２０１０）、黄瓜（王永健等，２００１）、甘
蔗（张木清等，１９９９）、茄子（任国三等，２００７）等多种
作物上都有报道。
本研究选用广西农业科学院甘蔗研究所２００８
年的常规育种材料，结合室内人工低温胁迫处理，应
用形态学的冷害指数对不同品种（系）抗寒性进行了
评价，并应用气体交换光合仪、叶绿素荧光仪测定不
同基因型对低温胁迫的反应，研究低温胁迫条件下
叶片叶绿素荧光参数的变化规律及与甘蔗冷害指数
之间的相关性，旨在筛选鉴定不同品种（系）的抗寒
性，探讨叶绿素荧光参数与甘蔗抗寒性的关系，为建
立快速、准确、无损伤的甘蔗抗寒性鉴定技术与方法
提供参考。
１　材料与方法
１．１参试材料
参试的７个材料来自于广西农科院甘蔗研究所
２００８年的育种材料，品系代号分别为１５８、１６２、２９７、
４６０、７７７、１０９２、１１８０，以新台糖２２号（ＲＯＣ２２）和新
台糖１６号（ＲＯＣ１６）为对照。
１．２试验设计及管理
从大田砍回蔗种，砍成单芽段，种植于上口直
径、高度、底部直径分别为３０、２０、２０ｃｍ的塑料桶
中。下种时每个桶种６个单芽，每品种（系）种６桶，
每品种（系）种３６芽。下种后１１６ｄ，甘蔗长至约１２
片叶时，放入温度设置为４℃的人工气候箱中，进行
０、７、１５、２５、３１、３８ｄ的不同时间长度的低温胁迫处
理，每品种（系）重复３次，完全随机设计。人工气候
箱用２盏（１５０ｗ）高压灯补充光照，早上８：００～下
午１８：００照明，其它时间关闭。低温胁迫处理３８ｄ
后将所有植株搬出人工气候箱，结束胁迫处理。
１．３测定项目
分别于低温处理０、７、１５、２５、３１、３８ｄ调查０叶
冷害指数。按照０叶叶片的变化情况，对低温胁迫
处理的各品种（系）进行叶片冷害指数分析（ｃｈｉｌｉｎｇ
ｉｎｊｕｒｙ　ｉｎｄｅｘｅｓ），分级标准如下。０级：０叶正常，叶
０８６ 广　西　植　物　　　 　　　　　　　　　　　　　　３２卷
尖不卷曲，不见干枯，叶片边缘不卷曲，不萎蔫干枯。
１级：０叶叶尖卷曲，叶片不卷曲。２级：０叶叶尖卷
曲，叶片卷曲。３级：０叶叶尖卷曲，变干发白，叶片
卷曲严重。４级：０叶叶尖卷曲，萎蔫变干发白，叶片
卷曲，干枯发白，植株接近死忙。５级：０叶叶片干枯
萎蔫，较老叶片也干枯发白，植株死亡。
冷害指数＝∑（每级株数×级别数）／总株数。
分别于低温处理０、７、１５、２５ｄ时，从人工气候
箱中取出幼苗，常温下恢复３ｈ，每处理选取３张＋２
叶片，用ＳＰＡＤ５０２叶绿素仪测定叶绿素含量；用
ＬＩ－６４００便携式光合测定仪测定Ｐｎ、Ｇｓ等参数，测
定时使用光强度为１　０００μｍｏｌ·ｍ－
２·ｓ－１的人工光
源；用ＦＭＳ－２型荧光仪测定各荧光参数，测定前先
暗适应３０ｍｉｎ，用微弱的测量光测定初始荧光Ｆｏ，
接着用饱和脉冲光（９　０００μｍｏｌ·ｍ－
２·ｓ－１）测定
Ｆｍ，用内源光化光（１　２００μｍｏｌ·ｍ－
２·ｓ－１）测定Ｆｓ、
Ｆｍ′、Ｆｏ′。经转换计算Ｆｖ、Ｆｖ′、Ｆｖ／Ｆｍ、ΦＰＳⅡ、
Ｆｖ′／Ｆｍ′、ｑＰ、ｑＮＰ、ＥＴＲ等参数。
１．４数据处理
用ＤＰＳ软件进行方差分析和多重比较，对叶绿
素含量、Ｐｎ、Ｇｓ、叶绿素荧光参数和冷害指数做相关
性分析。
２　结果与分析
２．１低温胁迫处理对不同甘蔗０叶耐冷性的影响
从表１看出，不同品种（系）甘蔗随低温处理时
间的延长冷害指数均不断加大，品种（系）间的差异
由小变大再变小，但不同品种（系）的冷害指数变化
情况表现不一样。在低温处理７ｄ时，各品种（系）
之间差异不大，只有部分品种叶尖出现少量卷曲；处
理１５ｄ时，各品种（系）在０叶形态学上仅表现为轻
表１　低温胁迫下９个甘蔗品种（系）０叶的冷害指数的比较
Ｔａｂｌｅ　１　Ｃｈｉｌｉｎｇ　ｉｎｊｕｒｙ　ｉｎｄｅｘ　ｏｆ　９ｓｕｇａｒｃａｎｅ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ　ｕｎｄｅｒ　ｌｏｗ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｓｔｒｅｓｓ
处理时间（ｄ）
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
ｔｉｍｅ
品种 （系）Ｖａｒｉｅｔｉｅｓ
１５８　 １６２　 ２９７　 ４６０　 ７７７　 １０９２　 １１８０ ＲＯＣ２２ ＲＯＣ１６
平均
Ｍｅａｎ
标准差
Ｓｔａｎｄａｒｄ
ｄｅｖｉａｔｉｏｎ
０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０
７　 ０　 ０．５　 ０　 ０．５　 ０．５　 ０　 ０　 ０．５　 ０　 ０．２　 ０．２
１５　 ０．５　 １　 ０　 １　 １　 ０．５　 ０　 １　 ０．５　 ０．６　 ０．４
２５　 １．５　 ３　 ０．５　 ３　 ３　 １．５　 ０．５　 ３　 １．５　 １．９　 １．０
３１　 ３　 ３　 ３．５　 ３　 ３．５　 ４　 ３．３　 ３．５　 ３　 ３．３　 ０．３
３８　 ４．３　 ５　 ５　 ４　 ４．８　 ４．５　 ４．８　 ４．７　 ４．５　 ４．６　 ０．３
度症状；到处理２５ｄ时，部分品种（系）受冷害症状
急剧加剧，且品种（系）相互之间的差异较大；处理
３１ｄ时，各品种（系）不断加剧，但各品种（系）间差
异减小；处理３８ｄ时，各品种（系）受害加剧，品种间
的差异较小，所有植株接近死亡。
　　从各品种（系）的冷害指数的大小及变化快慢来
看，１６２、７７７、ＲＯＣ２２在处理７ｄ时就出现冷害症
状，并且处理３８ｄ时冷害指数较大，说明这类品种
（系）对低温胁迫非常敏感且不耐寒。１５８、１０９２受
低温胁迫时，症状变化缓慢，且处理３８ｄ时冷害指
数较小，说明这类品种（系）对低温迟钝且抗寒。
２９７、１１８０受低温胁迫时，症状变化缓慢，但处理３８
ｄ时，冷害指数大，说明这类品种（系）能抵抗一定程
度的低温胁迫，但一旦超过某个临界值时，就会受到
严重的伤害。４６０和ＲＯＣ１６受到低温胁迫时，较易
出现受害症状，但到处理３８ｄ时受害指数相对较
小，说明这类品种（系）具有很强的耐低温性。
２．２低温胁迫处理对不同甘蔗叶片叶绿素含量及光
合速率的影响
　　由表２看出，所有品种（系）叶片叶绿素含量随
着低温胁迫处理时间的延长而显著下降，经方差分
析表明，所有品种（系）在处理２５ｄ时与处理０ｄ时
的差异均达到了显著水平。但不同品种在处理０～
２５ｄ时的大小及快慢变化情况表现并不一致，说明
低温胁迫处理后叶绿素含量的变化受品种（系）的影
响，处理２５ｄ时与处理０ｄ时相比，降幅最大的是
１５８，降幅最小的是７７７，其它从高到低依次为４６０、
ＲＯＣ１６、１６２、２９７、１１８０、１０９２、ＲＯＣ２２。
从净光合速率来看，所有品种在处理０ｄ时与
处理后的７、１５、２５ｄ时的净光合速率差异均达显著
水平，说明低温胁迫显著降低了甘蔗的光合速率。
除１０９２在处理７ｄ时与处理１５、２５ｄ时净光合速率
有显著差异外，其它各品种（系）在低温处理后，净光
合速率没有显著差异。处理２５ｄ时与处理０ｄ时相
１８６５期　　　　唐仕云等：低温胁迫下不同甘蔗品种（系）光合特性的变化及其与耐寒性的关系
比，所有品种下降幅度均很大，几乎停止光合的进
行。下降幅度最大的是１６２，最小的为ＲＯＣ１６。
从气孔导度来看，受低温胁迫后的变化趋势与
净光合速率的变化趋势完全一致，由表６也可以看
出，Ｐｎ与Ｇｓ之间有显著的正相关。所有品种在处
理０ｄ时与处理７、１５、２５ｄ时的气孔导度均达显著
差异，所有品种（系）在处理２５ｄ时的降幅均在９０％
以上，说明受到低温胁迫时，气孔阻力增大，叶片的
气孔导度严重降低，是引起Ｐｎ下降的主要原因之一。
２．３低温胁迫处理对不同甘蔗叶片叶绿素荧光参数
的影响
　　从表３看出，初始荧光Ｆｏ随着处理时间延长
而升高，原初光能转换效率Ｆｖ／Ｆｍ随着处理时间
延长而降低，所有品种（系）在处理０ｄ时与处理２５
ｄ时的Ｆｏ和Ｆｖ／Ｆｍ 差异均达到显著水平。处理
２５ｄ时Ｆｏ与初始０ｄ处理时Ｆｏ相比，增幅最大的
表２　低温胁迫下９个甘蔗品种（系）叶片叶绿素含量、净光合速率（Ｐｎ）及气孔导度（Ｇｓ）的变化
Ｔａｂｌｅ　２　Ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌ　ｃｏｎｔｅｎｔ，ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ｒａｔｅ　ａｎｄ　ｓｔｏｍａｔａｌ　ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ
ｉｎ　ｌｅａｖｅｓ　ｏｆ　９ｓｕｇａｒｃａｎｅ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ　ｕｎｄｅｒ　ｌｏｗ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｓｔｒｅｓｓ
品种
（系）
Ｖａｒｉｅ－
ｔｉｅｓ
叶绿素含量Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌ　ｃｏｎｔｅｎｔ　 Ｐｎ（μｍｏｌ·ｍ
－２·ｓ－１） Ｇｓ（ｍｍｏｌ·ｍ－２·ｓ－１）
０ｄ ７ｄ １５ｄ ２５ｄ
降幅（％）
Ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ
ｒａｎｇｅ
０ｄ ７ｄ １５ｄ ２５ｄ
降幅（％）
Ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ
ｒａｎｇｅ
０ｄ ７ｄ １５ｄ ２５ｄ
降幅（％）
Ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ
ｒａｎｇｅ
１５８　 ４０．８ａ ４０．７ａ ３１．１ｂ ２２．０ｃ ４６．２　 １４．７ａ ２．３ｂ １．４ｂ　 ２．６ｂ ８２．４　 ０　 ７　 １５　 ２５　 ９５．３
１６２　 ３４．１ａ ２９．８ａｂ　２６．９ｂ ２６．１ｂ ２３．６　 ２４．３ａ ３．０ｂ １．５ｂ ０．９ｂ ９６．４　０．１２２ａ ０．００６ｂ ０．００５ｂ ０．００６ｂ ９４．９
２９７　 ４２．２ａ ３９．９ａ ３７．３ａｂ　３２．８ｂ ２２．２　 ２４．１ａ ４．６ｂ ３．７ｂ １．７ｂ ９３．２　０．２８３ａ ０．０２０ｂ ０．０１０ｂ ０．０１４ｂ ９６．１
４６０　３８．５ａｂ　４０．２ａ ３４．１ｂ ２４．５ｃ ３６．３　 ２３．２ａ ３．５ｂ ２．９ｂ ２．３ｂ ９０．２　０．３２４ａ ０．０２７ｂ ０．０３０ｂ ０．０１３ｂ ９５．０
７７７　 ４３．７ａ ４１．７ａｂ　４０．３ａｂ　３５．８ｂ １８．３　 １８．９ａ ４．３ｂ １．８ｂ ３．２ｂ ８３．１　０．２４７ａ ０．００８ｂ ０．０１８ｂ ０．０１２ｂ ９７．８
１０９２　４１．９ａ ３９．２ａｂ　３６．２ａｂ　３３．５ｂ １９．９　 ２１．６ａ １１．０ｂ　３．０ｃ ２．１ｃ ９０．１　０．１８６ａ ０．０４２ｂ ０．００４ｂ ０．００４ｂ ９４．８
１１８０　４５．１ａ ４３．８ａ ４０．１ａｂ　３５．９ｂ ２０．４　 １６．１ａ ２．５ｂ ２．７ｂ ２．２ｂ ８６．３　０．２１１ａ ０．０７９ｂ ０．０２０ｃ ０．０１１ｃ ９３．３
ＲＯＣ２２　４２．０ａ ３６．２ａｂ　３２．６ｂ ３４．０ｂ １９．２　 ２０．５ａ ２．０ｂ １．０ｂ ２．８ｂ ８６．２　０．１６１ａ ０．００５ｂ ０．００５ｂ ０．０１１ｂ ９２．９
ＲＯＣ１６　４１．０ａ ４０．６ａ ３６．７ａ ２７．０ｂ ３４．１　 ２１．９ａ ６．２ｂ ４．３ｂ ４．７ｂ ７８．７　０．１８９ａ ０．０１３ｂ ０．００１ｂ ０．０１３ｂ ９４．４
　注：同行中数字后标有不同字母表示差异显著（Ｐ＜０．０５）。下同。
　Ｎｏｔｅｓ：Ｄａｔａ　ｗｉｔｈ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｌｅｔｔｅｒｓ　ａｒｅ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ａｔ　Ｐ＜０．０５．Ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｂｅｌｏｗ．
表３　低温胁迫下９个甘蔗品种（系）甘蔗叶片Ｆｏ和Ｆｖ／Ｆｍ的变化
Ｔａｂｌｅ　３　Ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　Ｆｏ　ａｎｄ　Ｆｖ／Ｆｍ　ｉｎ　ｌｅａｖｅｓ　ｏｆ　９ｓｕｇａｒｃａｎｅ　ｖａｒｉｅｒｔｉｅｓ　ｕｎｄｅｒ　ｌｏｗ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｓｔｒｅｓｓ
品种
（系）
Ｖａｒｉｅｔｉｅｓ
Ｆｏ Ｆｖ／Ｆｍ
０ｄ ７ｄ １５ｄ ２５ｄ
增幅（％）
Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ｒａｎｇｅ
０ｄ ７ｄ １５ｄ ２５ｄ
降幅（％）
Ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ　ｒａｎｇｅ
１５８　 １２１ｃ １４５ｂｃ　 １６８ｂ ２９６ａ １４４　 ０．８２４ａ ０．７４６ｂ ０．６１３ｃ ０．５１１ｄ ３７．９
１６２　 １０６ｃ １４２ｂ １６１ｂ ３４６ａ ２２５．７　 ０．８１８ａ ０．６９５ｂ ０．４４２ｃ ０．３３８ｄ ５８．６
２９７　 １１０ｂ １２６ｂ １２２ｂ ２５１ａ １２７．９　 ０．８１８ａ ０．７７４ａ ０．６７９ｂ ０．４９２ｃ ３９．９
４６０　 ７１ｃ １０３ｂ １４０ｂ １９７ａ １７７．５　 ０．８３１ａ ０．７８９ａ ０．６３６ｂ ０．５２１ｃ ３７．３
７７７　 １０１ｃ １３９ｂ １６１ｂ ２４７ａ １４４．６　 ０．８１３ａ ０．７７４ａ ０．６６９ｂ ０．４６３ｃ ４３．１
１０９２　 １２２ｃ １４２ｂｃ　 １６８ｂ ２１３ａ ７４．６　 ０．８１４ａ ０．７６５ａ ０．６３０ｂ ０．５５９ｃ ３１．４
１１８０　 １１４ｃ １２４ｃ ２００ｂ ２５３ａ １２１　 ０．８１６ａ ０．７５１ｂ ０．５６０ｃ ０．５１３ｃ ３７．１
ＲＯＣ２２　 ７７ｃ １４７ｂ １７５ｂ ２７３ａ ２５４．１　 ０．８３３ａ ０．７７５ｂ ０．５４４ｃ ０．５００ｃ ４０．０
ＲＯＣ１６　 １０５ｃ １２８ｃ １６２ｂ ２１１ａ １００．６　 ０．８２０ａ ０．７８２ａ ０．６１５ｂ ０．５５９ｃ ３１．９
是ＲＯＣ２２，其次是１６２，增幅最小的是１０９２。Ｆｖ／
Ｆｍ在处理２５ｄ时与初始０ｄ处理时相比，降幅最
大的是１６２，其次是ＲＯＣ２２，降幅最小的是１０９２。
　　从表４看出，作用光下叶片ＰＳⅡ反应中心实际
量子效率ΦＰＳⅡ的变化均随低温胁迫处理时间延
长而降低。所有品种在处理２５ｄ时的ΦＰＳⅡ与处
理０ｄ时的ΦＰＳⅡ之间差异均达到了显著差异，其
中下降幅度最大的是１６２，下降最小的是１０９２。
光适应状态下叶片ＰＳⅡ反应中心的最大光能
转化效率Ｆｖ′／Ｆｍ′的变化趋势与暗适应后原初光能
转换效率Ｆｖ／Ｆｍ变化趋势一致，均随胁迫处理时间
延长而降低，所有品种的Ｆｖ′／Ｆｍ′在处理２５ｄ时与处
２８６ 广　西　植　物　　　 　　　　　　　　　　　　　　３２卷
理０ｄ时的差异均达显著水平，其中降幅最大的是
１６２，下降最小的是１０９２。
　　光下稳态荧光Ｆｓ总体变化趋势是随着低温胁迫
处理时间的延长而升高，所有品种的Ｆｓ在处理２５ｄ
时与处理０ｄ时的差异均达显著水平，其中升幅最大
的是１６２，其次是ＲＯＣ２２，升幅最小的是１０９２。
从表５看出，光化学猝灭系数ｑＰ随低温胁迫处
理时间的延长而降低，所有品种的ｑＰ在处理２５ｄ时
与处理０ｄ时的差异均达显著水平，其中降幅最大的
是１６２，下降最小的是ＲＯＣ１６。
非光化学猝灭系数ｑＮＰ随低温胁迫处理时间
的延长而升高，处理２５ｄ时的ｑＰ与处理０ｄ时的
ｑＰ之间差异因品种（系）不一样而表现有差异，２９７、
４６０、７７７、１０９２、１１８０、ＲＯＣ１６在处理２５ｄ时的ｑＰ
与处理０ｄ时的ｑＰ之间的差异均达到了显著水平，
而１５８、１６２、ＲＯＣ２２在处理２５ｄ时的ｑＰ与处理０ｄ
时的ｑＰ 之间的差异不显著，其中增幅最大的是
７７７，增幅最小的是ＲＯＣ１６。
表４　不同时间低温胁迫下９个甘蔗品种（系）甘蔗叶片ΦＰＳⅡ、Ｆｖ′／Ｆｍ′和Ｆｓ的变化
Ｔａｂｌｅ　４　Ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆΦＰＳⅡ，Ｆｖ′／Ｆｍ′ａｎｄ　Ｆｓ　ｉｎ　ｌｅａｖｅｓ　ｏｆ　９ｓｕｇａｒｃａｎｅ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ　ｕｎｄｅｒ　ｌｏｗ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｓｔｒｅｓｓ
品种
（系）
Ｖａｒｉｅｔｉｅｓ
ΦＰＳⅡ Ｆｖ′／Ｆｍ′ Ｆｓ
０ｄ ７ｄ １５ｄ ２５ｄ
降幅（％）
Ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ
ｒａｎｇｅ
０ｄ ７ｄ １５ｄ ２５ｄ
降幅（％）
Ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ
ｒａｎｇｅ
０ｄ ７ｄ １５ｄ ２５ｄ
升幅（％）
Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ
ｒａｎｇｅ
１５８　 ０．７４１ａ０．６５７ｂ０．５０２ｃ０．４２７ｄ ４２．４　０．７８２ａ０．６９５ｂ ０．５７９ｃ ０．４９４ｄ ３６．８　 １５０ｂ １６７ｂ １８３ｂ ２９３ａ ９４．９
１６２　 ０．７１６ａ０．５３４ｂ０．３１３ｃ０．２２２ｄ ６９．０　０．７６６ａ０．６０８ｂ ０．３９９ｃ ０．２７７ｄ ６３．８　 １４０ｃ １８３ｂ １７５ｂｃ　３７２ａ １６５．１
２９７　 ０．７３３ａ０．６２２ｂ０．５９６ｂ０．４０８ｃ ４４．３　０．７８６ａ０．６７７ｂ ０．６４９ｂ ０．４６１ｃ ４１．３　 １４０ｂ １６０ｂ １３４ｂ ２４１ａ ７２．７
４６０　 ０．７８０ａ０．７０８ａ０．５４２ｂ０．４３８ｃ ４３．９　０．８１７ａ０．７５１ａ ０．５９２ｂ ０．５０６ｃ ３８．１　 ８６ｃ １２０ｂｃ　１５３ａｂ　１８８ａ １１８．９
７７７　 ０．７３１ａ０．６６４ａ０．５７４ｂ０．４１０ｃ ４３．９　０．７７４ａ０．７１２ａ ０．６２２ｂ ０．４６９ｃ ３９．４　 １２７ｂ １６５ａｂ　１８０ａ ２００ａ ５６．８
１０９２　 ０．７２９ａ０．６７５ａ０．５５９ｂ０．４６７ｃ ３５．８　０．７７２ａ０．７１６ａ ０．５９９ｂ ０．５２４ｃ ３２．１　 １５９ｂ １６３ｂ １７８ａｂ　２１３ａ ３４．０
１１８０　 ０．７２２ａ０．６３３ｂ０．４３６ｃ０．４１３ｃ ４２．８　０．７７５ａ０．６９１ｂ ０．５０６ｃ ０．４６９ｃ ３９．５　 １４９ｂｃ　１３９ｃ １８６ｂ ２４０ａ ６０．６
ＲＯＣ２２　０．７４６ａ０．６７６ａ０．４６１ｂ０．４２４ｂ ４３．３　０．７８７ａ０．７２２ａ ０．５１７ｂ ０．４７６ｂ ３９．５　 １０９ｃ １６１ｂ １７９ｂ ２６４ａ １４１．６
ＲＯＣ１６　０．７５５ａ０．６４５ｂ０．５０４ｃ０．４７６ｃ ３６．９　０．７８８ａ０．６９１ｂ ０．５６８ｃ ０．５２０ｃ ３４．０　 １２４ｃ １４５ｂｃ　１７４ｂ ２１６ａ ７４．２
表５　不同时间低温胁迫下９个甘蔗品种（系）叶片ｑＰ、ｑＮＰ和ＥＴＲ的变化
Ｔａｂｌｅ　５　Ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　ｑＰ，ｑＮＰａｎｄ　ＥＴＲｉｎ　ｌｅａｖｅｓ　ｏｆ　９ｓｕｇａｒｃａｎｅ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ　ｕｎｄｅｒ　ｌｏｗ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｓｔｒｅｓｓ
品种
（系）
Ｖａｒｉｅ－
ｔｉｅｓ
ｑＰ ｑＮＰ　 ＥＴＲ
０ｄ ７ｄ １５ｄ ２５ｄ
降幅（％）
Ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ
ｒａｎｇｅ
０ｄ ７ｄ １５ｄ ２５ｄ
升幅（％）
Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ
ｒａｎｇｅ
０ｄ ７ｄ １５ｄ ２５ｄ
降幅（％）
Ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ
ｒａｎｇｅ
１５８　０．９４８ａ０．９４６ａ０．８６７ｂ０．８６５ｂ ８．８　 ０．１９１ａ０．１９２ａ ０．２３５ａ ０．２６７ａ ３９．８　４．４８５ａｂ　３．９６８ｂ４．５１２ａ３．４３０ｃ ２３．５
１６２　０．９３５ａ０．８７４ｂ０．７８５ｃ０．７９９ｃ １４．５　０．１８５ａ０．２３１ａ ０．２７７ａ ０．２５１ａ ３５．５　６．６９９ａ２．８８０ｃ３．９２６ｂ２．４５０ｃ ６３．４
２９７　０．９３３ａ０．９１９ａｂ０．９１８ａｂ　０．８８４ｂ ５．２　 ０．１６３ｃ０．３５５ａｂ　０．１８５ｂｃ　０．３１６ａ ９４．６　６．８５４ａ５．２８７ｂ３．４５９ｃ３．６０８ｃ ４７．４
４６０　０．９５５ａ０．９４２ａ０．９１６ａ０．８６６ｂ ９．４　 ０．１０８ｂ０．１９３ａｂ　０．２１９ａｂ　０．３１０ａ １８７．０　５．２３５ａ４．６１１ｂ５．１８１ａ　３．１０４ｃ ４０．７
７７７　０．９４５ａ０．９３１ａ０．９２２ａ０．８６４ｂ ８．６　 ０．１３３ｃ０．２５４ｂ０．１９５ｂｃ　０．３９２ａ １９３．９　６．６９８ａ４．２１８ｃ４．７４５ｂ３．７４１ｃ ４４．１
１０９２　０．９４５ａ０．９４２ａ０．９３３ａｂ　０．８９１ｂ ５．７　 ０．１４０ｂ０．２１５ａｂ　０．１６７ａｂ　０．２８２ａ １０２．０　６．４１７ａ２．７３１ｃ４．５１３ｂ４．５６０ｂ ２８．９
１１８０　０．９３３ａ０．９１５ａｂ０．８６１ｂｃ　０．８７９ｃ ５．７　 ０．１７０ｂ０．３００ａｂ　０．４１６ａ ０．３５９ａ １１１．３　７．００９ａ２．７５１ｃ４．４０６ｂ４．３４２ｂ ３８．１
ＲＯＣ２２　０．９４９ａ０．９３５ａｂ　０．８９２ｂ０．８８９ｂ ６．３　 ０．１７０ａ０．２８０ａ ０．２２９ａ ０．２７７ａ ６２．７　７．４６３ａ４．２６６ｂ３．１３７ｃ　３．６３１ｃ ５１．３
ＲＯＣ１６　０．９５８ａ０．９３１ａｂ０．８８５ａｂ　０．９１４ｂ ４．６　 ０．１７０ｂ　０．３７３ａ０．２５７ａｂ　０．２２２ｂ ３０．５　５．５４１ａ３．４３３ｃ４．０４５ｂ４．３５７ｂ ２１．４
　　电子传递速率ＥＴＲ随着低温胁迫处理时间的
延长总体上表现为下降趋势。所有品种的ＥＴＲ在
处理２５ｄ时与处理０ｄ时的差异均达显著水平，其
中降幅最大的是１６２，下降最小的是ＲＯＣ１６。
２．４低温胁迫下甘蔗叶片叶绿素含量、光合及叶绿
素荧光参数与０叶冷害指数的相关系数
　　由表６看出，低温胁迫下，整个处理期间叶绿素
含量ＳＰＡＤ、净光合速率Ｐｎ、气孔导度Ｇｓ及相关
叶绿素荧光参数与０叶冷害指数Ｉ之间均达到了显
著相关。Ｆｖ／Ｆｍ、Ｆｖ′／Ｆｍ′、ΦＰＳⅡ与０叶冷害指数
Ｉ之间的相关系数达到了０．８００，说明低温胁迫下，
暗适应及光适应下ＰＳⅡ的光能转换效率和ＰＳⅡ量
子效率的变化所反映的甘蔗抗寒性强弱与形态学冷
害指数的变化所反映的抗寒性强弱较为一致。
３８６５期　　　　唐仕云等：低温胁迫下不同甘蔗品种（系）光合特性的变化及其与耐寒性的关系
３　结论与讨论
低温胁迫对甘蔗多方面、多层次影响，不仅表现
在不同生长发育阶段的形态差异上，也表现在各种
生理生化过程中。低温胁迫条件下，叶绿素合成受
抑制，叶绿体超微结构受到破坏，引起光合色素降
解，导致叶绿素含量下降，使叶绿素含量值降低，本
研究相关性分析结果表明，叶绿素含量与冻害指数
具有显著负相关，这与李光庆等（２０１０）的报道一致。
光合作用是绿色植物合成有机物质和获得能量
的一系列复杂的代谢反应的总和，低温胁迫可导致
光合作用显著降低（王国莉等，２００５；习岗等，２００２；
任国三等，２００７）。在本研究中，所有品种在低温胁
表６　低温胁迫下甘蔗叶片叶绿素含量、光合及叶绿素荧光参数与０叶冷害指数的相关系数
Ｔａｂｌｅ　６　Ｔｈｅ　ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌ　ｃｏｎｔｅｎｔ，ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ｔｒａｉｔｓ　ａｎｄ　ｃｈｉｌｉｎｇ　ｉｎｊｕｒｙ　ｉｎｄｅｘｅｓ
叶绿素含量 Ｐｎ　 Ｇｓ　 Ｆｏ　 Ｆｖ／Ｆｍ　 Ｆｓ　 Ｆｖ′／Ｆｍ′ ΦＰＳⅡ ｑＰ　 ｑＮＰ　 ＥＴＲ　 Ｉ
叶绿素含量 １．０００
Ｐｎ　 ０．４７９　 １．０００
Ｇｓ　 ０．４３７　 ０．９８３　 １．０００
Ｆｏ －０．６６７ －０．６０１ －０．５６７　 １．０００
Ｆｖ／Ｆｍ　 ０．７５７　 ０．６８９　 ０．６４６ －０．８９３　 １．０００
Ｆｓ －０．６６１ －０．５３９ －０．４９８　 ０．９６５ －０．８１９　 １．０００
Ｆｖ′／Ｆｍ′ ０．７４８　 ０．７２８　 ０．６８４ －０．８８９　 ０．９８９ －０．８３６　 １．０００
ΦＰＳⅡ ０．７５５　 ０．７３０　 ０．６８４ －０．８７３　 ０．９８６ －０．８２１　 ０．９９８　 １．０００
ｑＰ　 ０．７２１　 ０．５８９　 ０．５３０ －０．７２０　 ０．８７８ －０．７００　 ０．８９８　 ０．９２０　 １．０００
ｑＮＰ －０．２５４ －０．６１９ －０．６１４　 ０．５３４ －０．５３６　 ０．４１６ －０．５８５ －０．５９６ －０．５４５　 １．０００
ＥＴＲ　 ０．５０５　 ０．７６３　 ０．７５８ －０．５５８　 ０．５８８ －０．５１２　 ０．６１７　 ０．６１４　 ０．５２０ －０．５０２　 １．０００
Ｉ －０．７００ －０．６５５ －０．６１９　 ０．７９２ －０．８７２　 ０．７０３ －０．８４６ －０．８３３ －０．６４９　 ０．４１９ －０．４７１　 １．０００
　相关系数临界值：ａ＝０．０５时，ｒ＝０．３２９１；ａ＝０．０１时，ｒ＝０．４２３８；Ｐ＜０．０５（ｒ＝０．３２９１）；Ｐ＜０．０１（ｒ＝０．４２３８）。
迫处理后净光合速率显著低于常温状态下的净光合
速率，且与品种的冷害指数相关性显著。
　　叶绿素荧光技术是以植物体内叶绿素为内在探
针，叶绿素荧光与光合作用中各个反应过程紧密相
关，任何逆境对光合作用各过程产生的影响都可通
过体内叶绿素荧光诱导动力学变化反映出来，因此，
叶绿素荧光参数可用来评价光合系统功能以及环境
胁迫的影响（Ｒｉｚｚａ等，２００１；赖齐贤，２００７），并有助
于探明光合结构中逆境胁迫受伤害的部位和程度
（Ｖａｎ　Ｋｏｏｔｅｎ　＆ Ｓｎｅｌ，１９９０）。低温胁迫下Ｆｏ上
升，表明ＰＳⅡ反应中心失活，结合ＥＴＲ、Ｆｖ／Ｆｏ和
Ｆｖ／Ｆｍ降低，则反映出ＰＳⅡ的潜在活性和原初光
能转换效率的减弱（冯建灿等，２００２）。Ｆｖ／Ｆｍ是植
物抗寒性的主要敏感指标，已经用于玉米（Ｙｉｎｇ等，
２０００）、花旗松（Ｐｅｒｋｓ等，２００４）、长豇豆（李国景等，
２００５）、水稻（李霞等，２００６）等许多种植物的抗寒性
鉴定中，许多研究也表明，环境胁迫的程度与植物体
内Ｆｖ／Ｆｍ、Ｆｖ／Ｆｏ、ΦＰＳＩＩ、Ｒｆｄ、ｑＰ、ｑＮ、Ｙｉｅｌｄ等参
数的受抑制程度呈显著相关，可作为植物抗逆的指
标，但不同植物的抗逆指标差异大（陈建明等，
２００６）。李光庆等（２０１０）报道Ｆｖ／Ｆｍ 与花椰菜耐
寒性呈显著正相关，颉建明等（２０１１）报道ΦＰＳⅡ和
Ｆｖ′与辣椒的冷害指数呈极显著负相关。在本研究
中，各品种（系）Ｆｏ均随低温胁迫处理时间延长而上
升，Ｆｖ／Ｆｍ、ΦＰＳⅡ、Ｆｖ′／Ｆｍ′随低温胁迫处理时间
延长而下降，且与品种的冷害指数相关显著，因此可
用于甘蔗抗寒性鉴定。
张木清等（１９９９）应用叶绿素荧光技术研究甘蔗
幼苗受低温胁迫后的响应认为，低温胁迫使甘蔗
Ｆｖ／Ｆｍ、Ｆｖ／Ｆｏ、ＤＣＰＩＰ光还原活性、量子产量（Ｙ）、
Ｒｆｄ值、光化学猝灭系数（ｑＰ）和非光化学猝灭系数
（ｑＮ）值降低，抗寒性差的品种ＰＳⅡ原初光能转换
效率和潜在光合作用活力均受到抑制，明显高于抗
寒品种，并认为可以考虑利用叶绿素荧光参数来评
价甘蔗品种的抗寒性。在本研究中，Ｆｖ／Ｆｍ随低温
胁迫处理延长而下降，且与品种的冷害指数相关显
著，这与张木清等（１９９９）报道一致。本研究中Ｆｏ、
Ｆｓ、ｑＮＰ随低温胁迫处理延长而升高，非光化学猝
灭系数ｑＮＰ的升高，表明非光化学耗散加强，暗示
植株启动了光保护反应以避免过量光伤害，但与张
木清等（１９９９）报道的不一致，可能与本研究的甘蔗
品种类型、采样时期及低温胁迫处理的条件不同有
关，有待进一步验证。
不同甘蔗品种（系）甘蔗对低温胁迫的响应具有
４８６ 广　西　植　物　　　 　　　　　　　　　　　　　　３２卷
显著的差异。低温胁迫降低了甘蔗叶片叶绿素含
量、净光合速率、气孔导度、叶绿素荧光参数的Ｆｖ／
Ｆｍ、ΦＰＳⅡ、Ｆｖ′／Ｆｍ′、ｑＰ、电子传递速率ＥＴＲ，Ｆｏ、
Ｆｓ、ｑＮＰ升高。相关性分析表明各指标间均有显著
的相关，尤其以Ｆｖ／Ｆｍ、Ｆｖ′／Ｆｍ′、ΦＰＳⅡ与０叶冷
害指数Ｉ之间的相关系数大，相关性紧密，Ｆｖ／Ｆｍ、
Ｆｖ′／Ｆｍ′、ΦＰＳⅡ可用于甘蔗品种抗寒性的鉴定。
叶绿素荧光技术具有无损伤和反应较形态学指标灵
敏快速的特点，在甘蔗抗寒性鉴定中具有较好的应
用前景，有助于对甘蔗抗寒性品种的选择鉴定，以加
速甘蔗抗寒育种进程，提高甘蔗育种效率。
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ｌｏｗ　ｌｉｇｈｔ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　ａｎｄ　ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌ　ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ　ｉｎ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ　ｏｆ
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Ｌｉ　ＧＱ（李光庆），Ｘｉｅ　ＺＪ（谢祝捷），Ｙａｏ　ＸＱ（姚雪琴），ｅｔ　ａｌ．２０１０．
Ｓｔｕｄｉｅｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌ　ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ　ｐａ－
ｒａｍｅｔｅｒｓ　ａｎｄ　ｃｏｌｄ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ　ｏｆ　ｃａｕｌｉｆｌｏｗｅｒ（花椰菜叶绿素荧光参
数与耐寒性的关系研究）［Ｊ］．Ａｃｔａ　Ｈｏｒｔｉｃ　Ｓｉｎ（园艺学报），３７
（１２）：２　００１－２　００６
Ｌｉ　Ｘ（李霞），Ｄａｉ　ＣＣ（戴传超），Ｃｈｅｎｇ　Ｒ（程睿），ｅｔ　ａｌ．２００６．Ｉｄｅｎ－
ｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｃｏｌｄ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ　ａｔ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｇｒｏｗｔｈ　ｓｔａｇｅｓ　ｉｎ　ｒｉｃｅ
（Ｏｒｙｚａ　ｓａｔｉｖａ）ａｎｄ　ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　ｃｏｌｄ
ｔｏｌｅｒａｎｃｅ（不同生育期水稻耐冷性的鉴定及耐冷性差异的生理
机制）［Ｊ］．Ａｃｔａ　Ａｇｒｏｎ　Ｓｉｎ（作物学报），３２（１）：７６－８３
Ｌｉ　ＹＲ（李杨瑞），Ｙａｎｇ　ＬＴ（杨丽涛）．２００９．Ｎｅｗ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ　ｉｎ
ｓｕｇａｒｃａｎｅｉｎｄｕｓｔｒｙ　ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ　ｓｉｎｃｅ１９９０ｓ（２０世纪
９０年代以来我国甘蔗产业和科技的新发展）［Ｊ］．Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ
Ｃｈｉｎ　Ｊ　Ａｇｒｉｃ　Ｓｃｉ（西南农业学报），２２（５）：１　４６９－１　４７６
Ｐｅｒｋｓ　ＭＰ，Ｏｓｂｏｒｎｅ　ＢＡ，Ｍｉｔｃｈｅｌ　ＤＴ．２００４．Ｒａｐｉｄ　ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｓ　ｏｆ
ｃｏｌｄ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ　ｉｎ　Ｄｏｕｇｌａｓ－ｆｉｒ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ　ｕｓｉｎｇ　ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌ　ｆｌｕｏｒｅｓ－
ｃｅｎｃｅ　ａｆｔｅｒ　ｆｒｅｅｚｉｎｇ［Ｊ］．Ｎｅｗ　Ｆｏｒｅ，２８（１）：４９－６２
Ｒｅｎ　ＧＳ（任国三），Ｃｈｅｎｇ　ＪＸ（程加祥），Ｗａｎｇ　ＨＤ（王红对），ｅｔ　ａｌ．
２００７．Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆ
ｃｈｉｌｉｎｇ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｅｇｇｐｌａｎｔ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｌｏｗ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｓｔｒｅｓｓ（茄子对低温胁迫的生理响应及不同品种耐
冷性比较）［Ｊ］．Ｃｈｉｎ　Ｖｅｇｅｔ（中国蔬菜），（４）：１２－１５
Ｒｉｚｚａ　Ｆ，Ｐａｇａｎｉ　Ｄ，Ｓｔａｎｃａ　ＡＭ，ｅｔ　ａｌ．２００１．Ｕｓｅ　ｏｆ　ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌ　ｆｌｕ－
ｏｒｅｓｃｅｎｃｅ　ｔｏ　ｅｖａｌｕａｔｅ　ｔｈｅ　ｃｏｌｄ　ａｃｃｌｉｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｆｒｅｅｚｉｎｇ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ
ｏｆ　ｗｉｎｔｅｒ　ａｎｄ　ｓｐｒｉｎｇ　ｏａｔｓ［Ｊ］．Ｐｌａｎｔ　Ｂｒｅｅｄ，１０：３８９－３９６
Ｔａｎ　ＨＷ（谭宏伟），Ｌｉ　ＹＲ（李杨瑞），Ｚｈｏｕ　ＬＱ（周柳强），ｅｔ　ａｌ．
２０１０．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ　ｏｆ　ｆｒｏｓｔｙ　ｗｅａｔｈｅｒ　ｏｎ　ｓｕｃｒｏｓｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ａｎｄ
ｇｒｏｗｔｈ　ｏｆ　ｍａｉｎ　ｓｕｇａｒｃａｎｅ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｅｎｔｒａｌ　ａｒｅａｓ　ｏｆ　Ｇｕａｎ－
ｇｘｉ．（霜冻天气对桂中地区主栽甘蔗品种生长及蔗糖分的影
响）［Ｊ］．Ｇｕａｎｇｘｉ　Ａｇｒｉｃ　Ｓｃｉ（广西农业科学），４１（４）：３２６－３２８
Ｖａｎ　Ｋｏｏｔｅｎ　Ｏ，Ｓｎｅｌ　ＪＦＨ．１９９０．Ｔｈｅ　ｕｓｅ　ｏｆ　ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌ　ｆｌｕｏｒｅｓ－
ｃｅｎｃｅ　ｎｏｍｅｎｃｌａｔｕｒｅ　ｉｎ　ｐｌａｎｔ　ｓｔｒｅｓｓ　ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ［Ｊ］．Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈ
Ｒｅｓ，２５：１４７－１５０
Ｗａｎｇ　ＧＬ（王国莉），Ｇｕｏ　ＺＦ（郭振飞）．２００５．Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｃｈｉｌｉｎｇ
ｓｔｒｅｓｓ　ｏｎ　ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ｒａｔｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｆ　ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌ
ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ　ｉｎ　ｔｗｏ　ｒｉｃｅ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ　ｄｉｆｆｅｒｉｎｇ　ｉｎ　ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ（低温对
水稻不同耐冷品种幼苗光合速率和叶绿素荧光参数的影响）
［Ｊ］．Ｃｈｉｎ　Ｊ　Ｒｉｃｅ　Ｓｃｉ（中国水稻科学），１９（４）：３８１－３８３
Ｗａｎｇ　ＸＮ（王晓楠），Ｆｕ　ＬＳ（付连双），Ｌｉ　ＺＦ（李卓夫），ｅｔ　ａｌ．２００９．
Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆ　ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌ　ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｗｏ
ｗｉｎｔｅｒ　ｗｈｅａｔ　ｃｕｌｔｉｖａｒｓ　ｄｕｒｉｎｇ　ｃｏｌｄ　ａｃｃｌｉｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｆｒｏｚｅｎ　ｐｅｒｉｏｄ
（温驯化及封冻阶段不同冬小麦品种叶绿素荧光参数的比较）
［Ｊ］．Ｊ　Ｔｒｉｔｉｃ　Ｃｒｏｐ（麦类作物学报），２９（１）：８３－８８
Ｗａｎｇ　ＹＪ（王永健），Ｚｈａｎｇ　ＨＹ（张海英），Ｚｈａｎｇ　Ｆ（张峰），ｅｔ　ａｌ．
２００１．Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｌｏｗ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｌｏｗ　ｌｉｇｈｔ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　ｓｔｒｅｓｓ
ｏｎ　ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｉｎ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｃｕｃｕｍｂｅｒ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ（低
温弱光对不同黄瓜品种幼苗光合作用的影响）［Ｊ］．Ａｃｔａ　Ｈｏｒ－
ｔｉｃ　Ｓｉｎ（园艺学报），２８（３）：２３０－２３４
Ｘｉｅ　ＪＭ（颉建明），Ｙｕ　ＪＨ（郁继华），Ｈｕａｎｇ　ＧＢ（黄高宝），ｅｔ　ａｌ．
２０１１．Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｓ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｒａｎｓｆｏｒ－
ｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌｉｇｈｔ　ｅｎｅｒｇｙ　ｂｙ　ＰＳＩＩ　ｉｎ　ｐｅｐｐｅｒ　ｌｅａｖｅｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｖａｒｉｅｔｙ
ｔｏｌｅｒａｎｃｅ　ｕｎｄｅｒ　ｌｏｗ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｗｅａｋ　ｌｉｇｈｔ（低温弱光下辣
椒叶片ＰＳＩＩ光能吸收和转换变化及与品种耐性的关系）［Ｊ］．
Ｓｃｉ　Ａｇｒｉｃ　Ｓｉｎ（中国农业科学），４４（９）：１　８５５－１　８６２
Ｘｉ　Ｇ（习岗），Ｙａｎｇ　ＣＰ（杨初平），Ｓｏｎｇ　Ｑ（宋清），ｅｔ　ａｌ．２００２．Ｔｈｅ
ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌ　ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｆ　ｂａｎａｎａ
ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｉｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｆ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ　ｕｎｄｅｒ　ｌｏｗ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｓｔｒｅｓｓ（低温
胁迫下香蕉叶片Ｃｈｌａ荧光动力学参量的变化及其品种差异性）
［Ｊ］．Ａｃｔａ　Ｐｈｏｔｏｎ　Ｓｉｎ（光子学报），３１（１２）：１　２３６－１　２３９
Ｙａｎｇ　ＲＺ（杨荣仲），Ｌｉ　ＹＲ（李杨瑞），Ｗａｎｇ　ＷＺ（王维赞），ｅｔ　ａｌ．
２０１１．Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｃｏｌｄ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ　ｏｆ　ｓｕｇａｒｃａｎｅ　ｕｎｄｅｒ　ｒａｉｎ　ｆｒｏｓｔ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ（阴雨霜冻条件下的甘蔗耐寒评价分析）［Ｊ］．Ｓｏｕｔｈ－
ｗｅｓｔ　Ｃｈｉｎ　Ｊ　Ａｇｒｉｃ　Ｓｃｉ（西南农业学报），２４（３）：１　０６５－１　０７１
Ｙｉｎｇ　Ｊ，Ｌｅｅ　ＥＡ，Ｔｏｌｅｎａａｒ　Ｍ．２０００．Ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｏｆ　ｍａｉｚｅ　ｌｅａｆ　ｐｈｏｔｏ－
ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｔｏ　ｌｏｗ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｇｒａｉｎ－ｆｉｌｉｎｇ　ｐｅｒｉｏｄ［Ｊ］．
Ｆｉｅｌｄ　Ｃｒｏｐｓ　Ｒｅｓ，６８（２）：８７－９６
Ｚｈａｎｇ　ＭＱ（张木清），Ｃｈｅｎ　ＲＫ（陈如凯），ＬüＪＬ（吕建林），ｅｔ　ａｌ．
１９９９．Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｌｏｗ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｓｔｒｅｓｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌ　ａ　ｆｌｕ－
ｏｒｅｓｃｅｎｃｅ　ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ　ｋｉｎｅｔｉｃｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｏｆ　ｓｕｇａｒｃａｎｅ（甘蔗低
温胁迫对叶绿素ａ荧光诱导动力学的影响）［Ｊ］．Ｊ　Ｆｕｊｌａｎ
Ａｇｒｉｃ　Ｕｎｉｖ（福建农业大学学报），２８（１）：１－７
５８６５期　　　　唐仕云等：低温胁迫下不同甘蔗品种（系）光合特性的变化及其与耐寒性的关系