干旱胁迫及复水处理对玉米苗期叶片光化学活性的影响

发布时间：2021-07-09 07:00

　　该研究以陕北旱区主要推广的2个玉米（Zea mays）品种‘陕科9号’和‘大丰30’为材料,采用盆栽控水方式,通过叶绿素荧光技术测定中度干旱及复水3 d后对其苗期叶片光系统Ⅱ （PSⅡ）和光系统Ⅰ （PSⅠ）光能分配及电子传递速率的影响。结果表明,中度干旱诱导快速荧光动力学（OJIP）曲线上的I点和J点上升,且OJIP参数最大光化学效率（TR₀/ABS）、单位面积反应中心的数量（RC/ABS）、PSⅡ捕获的电子从Q_A^-转移到PQ的效率（ET₀/TR₀）、以吸收光能为基础的性能指数(PⅠ_abs)显著减少;能量转换分析显示干旱胁迫降低了PSⅡ和PSⅠ的电子传递速率,而叶片中环式电子传递流明显增加。2个品种的变化趋势相同,但‘陕科9号’光合电子传递参数变化幅度较‘大丰30’小;复水后‘陕科9号’叶片PSⅡ和PSⅠ活性及环式电子流恢复到对照水平,而‘大丰30’的未能完全恢复。可见,‘陕科9号’的光合机构抗旱能力强于‘大丰30’,且与‘大丰30’相比,在中度干旱下‘... 

【文章来源】：植物生理学报. 2020,56(05)北大核心CSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

干旱胁迫和复水处理对‘陕科9号’和‘大丰30’叶片OJIP形态的影响

随着光强的增加,2个品种PSII和PSI的电子流(ETRII、ETRI)及CEF逐渐增加(图5-A和B)。2个品种干旱胁迫下相同光强通过PSII和PSI的光合电子流快速下降,而CEF逐渐上升。‘大丰30’叶片中ETRII、ETRI的下降幅度显著高于‘陕科9号’,但CEF的增加程度低于‘陕科9号’。复水后,‘陕科9号’各荧光参数快速恢复,但仍保持较高的CEF。相反,‘大丰30’中ETRII、ETRI及CEF仍均保持较低水平。3 讨论

由于PSII结构的破坏,电子传递和能量转化受到了较大的影响。干旱下单位面积反应中心的数量(RC/ABS)显著下降,说明干旱引起反应中心的失活,而‘陕科9号’的变化幅度较‘大丰30’小,复水后恢复程度高。这从能量分配的角度说明干旱对‘大丰30’PSII反应中心伤害较大,导致剩余的活性反应中心负担较多的光能,PSII活性出现不可逆的下降,而‘陕科9号’PSII通过主动下调方式适应干旱环境,表现出较强的抗旱性。干旱胁迫还导致2个品种TR0/ABS和ET0/TR0下降,说明干旱胁迫降低了2个品种天线复合体光化学吸收的电子传递链效率,而抗旱‘陕科9号’叶片中的这些参数降幅较‘大丰30’小(图2),这与抗旱辣椒(Capsicum annuum)和玉米研究结果相一致(Campos等2014;郭艳阳等2018)。复水后‘陕科9号’TR0/ABS和ET0/TR0均恢复到对照水平,说明‘陕科9号’具有较强的PSII供体侧电子传递及光化学活性的恢复能力。以吸收光能为基础的性能指数(PIabs)是光能捕获、吸收和转化的综合指标(Ma等2017;Chen等2016)。本研究中干旱下‘陕科9号’叶片的PIabs下降幅度小于‘大丰30’,复水后其PIabs能恢复到对照水平,说明抗旱性强的‘陕科9号’受到干旱胁迫影响较小,维持了光合系统结构与功能的整体性。图4 干旱胁迫和复水处理下‘陕科9号’和‘大丰30’PSI能量分配的变化

【参考文献】：
期刊论文
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[2]干旱胁迫和复水处理对玉米叶片光合电子传递特性的影响[J]. 刘佳,杨永红,郝引川,张兴华,薛吉全,张仁和.  植物生理学报. 2017(10)
[3]土壤水分亏缺下棉花叶片光破坏防御机制研究进展[J]. 易小平,张亚黎,姚贺盛,张旺锋.  植物生理学报. 2017(03)
[4]叶绿素荧光及碳氧同位素信号在光合作用研究中的应用[J]. 肖怡,朱新广.  植物生理学报. 2016(11)
[5]干旱复水激发玉米叶片光系统Ⅱ性能的生理补偿机制[J]. 高杰,李青风,薛吉全,张仁和.  植物生理学报. 2016(09)
[6]干旱-复水-再干旱处理对玉米光合能力和生长的影响[J]. 赵文赛,孙永林,刘西平.  植物生态学报. 2016(06)
[7]干旱胁迫对玉米品种苗期叶片光合特性的影响[J]. 张兴华,高杰,杜伟莉,张仁和,薛吉全.  作物学报. 2015(01)



本文编号：3273274