臭氧胁迫叠加温光逆境对葡萄叶片光合性能的影响
发布时间：2023-02-01 20:20
随着工业废气和汽车尾气排放量不断增多,环境臭氧（O3）浓度逐渐升高,臭氧胁迫已经成为威胁作物产量和品质的环境指标之一。臭氧在强光协同下形成的光氧化对葡萄这类敏感作物造成的伤害呈加重趋势。在生长季节葡萄往往面临O3、强光以及高温的叠加胁迫,引起光合作用的光抑制,甚至造成光合机构的不可逆破坏,但是高浓度臭氧叠加高温和强光逆境对葡萄叶片光合性能的影响机理仍不是十分清楚。因此,研究臭氧叠加强光和高温逆境因子在葡萄叶片上发生的胁迫机制有明显的学术价值,研究应对臭氧胁迫的缓解措施对于提高葡萄植株耐胁迫能力,保证葡萄正常生长和发育有着重要的实践意义。本文比较了田间五个葡萄品种对臭氧的敏感性以及臭氧伤害叶片的组织解剖学差异,并以一年生赤霞珠（Vitisvinifera L.cv.CabernetSauvigon）葡萄为试材,分析了光系统II活性在强光、高温叠加下对臭氧胁迫的响应,并初步探讨了浇施褪黑素（melatonin,MT）对臭氧胁迫的缓解作用。主要结果如下:（1）葡萄园环境长时间低浓度O3胁迫导致敏感葡萄品种的叶片发生严重的光抑制...
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
符号说明
中文摘要
Abstract
1.引言
1.1 臭氧对植物的为害
1.1.1 近地层臭氧污染现状
1.1.2 植物对臭氧的敏感性
1.1.3 臭氧对植物的伤害机理及植物保护机制
1.2 光氧化对植物的为害
1.2.1 强光与光抑制
1.2.2 光氧化胁迫与光保护机制
1.3 高温对植物的伤害
1.3.1 高温对光合色素的影响
1.3.2 高温与植物膜系统损伤
1.3.3 高温对植物光合作用的影响
1.4 本研究的目的及意义
2.材料与方法
2.1 臭氧熏蒸系统
2.2 试验设计及所用材料
2.2.1 品种敏感性试验
2.2.2 臭氧伤害叶片电镜观察
2.2.3 利用响应面法确定光照/臭氧胁迫动态阈值互作
2.2.4 臭氧/光照互作对葡萄叶片光合碳同化酶活性和基因表达量的影响
2.2.5 臭氧胁迫叠加温光逆境下葡萄叶片PSII光化学活性的响应
2.2.6 外源褪黑素对臭氧胁迫的缓解作用
2.3 测定指标及方法
2.3.1 臭氧浓度的监测
2.3.2 气体交换参数的测定
2.3.3 调制式荧光仪荧光参数的测定
2.3.4 叶绿素a荧光诱导动力学OJIP曲线的测定及JIP-test分析
2.3.5 叶片显微结构观察
2.3.6 叶绿素含量测定
2.3.7 酶活性测定
2.3.8 光合酶基因的表达分析
2.4 数据分析
3.结果与分析
3.1 葡萄园环境臭氧状况与葡萄品种的敏感性
3.1.1 葡萄园臭氧浓度监测
3.1.2 不同葡萄品种对环境臭氧为害的响应
3.1.3 不同品种对臭氧环境的敏感性判断
3.2 环境臭氧对葡萄叶片组织结构的为害
3.2.1 臭氧伤害分级
3.2.2 叶片组织结构伤害
3.2.3 叶绿体超微结构伤害
3.3 基于响应面法分析光照和臭氧交互作用对‘赤霞珠’葡萄叶绿素荧光特性的影响
3.3.1 模型的建立
3.3.2 响应曲面分析
3.3.3 模型优化
3.3.4 模型优化结果验证
3.3.5 不同臭氧浓度与光照强度组合对叶绿素荧光参数的影响
3.3.6 模型优化结果应用
3.4 臭氧/光照互作对葡萄叶片光合功能的影响
3.4.1 臭氧/光照互作对葡萄叶片光合碳同化酶活性和基因表达量的影响
3.4.2 臭氧/光照互作对葡萄叶片气体交换参数的影响
3.4.3 臭氧/光照互作对葡萄叶片荧光参数的影响
3.5 臭氧叠加高温强光三因素胁迫对葡萄叶片PSII光化学活性的响应
3.5.1 臭氧胁迫下不同温光组合对葡萄叶片F_v/F_m、F_v/F_o、RC/CS_m、Ψ_o的影响
3.5.2 臭氧胁迫下不同温光组合对葡萄叶片F_v'/F_m'、ETR、qp的影响
3.5.3 臭氧胁迫下不同温光组合对葡萄叶片吸收光能分配的影响
3.5.4 臭氧胁迫下不同温光组合对葡萄叶片光系统I、光系统II间激发能分配的响应
3.6 外源褪黑素对臭氧胁迫下‘赤霞珠'葡萄叶片光合作用的影响
3.6.1 开顶式气室内臭氧浓度控制
3.6.2 外源褪黑素对臭氧胁迫下叶片表观伤害及荧光成像的影响
3.6.3 外源褪黑素对臭氧胁迫下叶片叶绿素含量的影响
3.6.4 外源褪黑素对臭氧胁迫下叶片气体交换参数的影响
3.6.5 外源褪黑素对臭氧胁迫下叶片荧光参数的影响
4.讨论
4.1 葡萄对臭氧胁迫敏感的生物学原因
4.2 强光、高温加剧臭氧对葡萄伤害的机理
4.3 外源褪黑素对臭氧胁迫的缓解作用
5.结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]高温对北高丛越橘叶片结构和生理代谢的影响[J]. 黄磊,孙耀清,郝立华,党承华,朱玉,王贺新,程东娟,张运鑫,郑云普. 园艺学报. 2016(06)
[2]遮阴对臭氧胁迫下‘赤霞珠’葡萄叶片光合功能及活性氧代谢的影响[J]. 王金欢,耿庆伟,邢浩,孙永江,王杨,翟衡,杜远鹏. 果树学报. 2016(07)
[3]不同浓度臭氧处理对‘赤霞珠’葡萄叶片光系统Ⅱ功能的影响[J]. 孙永江,王金欢,耿庆伟,邢浩,翟衡,杜远鹏. 植物生理学报. 2015(11)
[4]臭氧胁迫对3个葡萄品种叶片原初光化学反应的影响[J]. 王金欢,耿庆伟,孙永江,王杨,翟衡,杜远鹏. 中外葡萄与葡萄酒. 2015(02)
[5]高温胁迫下不同光强对‘赤霞珠’葡萄PSII活性及恢复的影响[J]. 孙永江,杜远鹏,翟衡. 植物生理学报. 2014(08)
[6]新疆野苹果28个种下类型叶片解剖结构对比研究[J]. 闫娟娟,秦伟,肖运强,马依努尔姑. 新疆农业大学学报. 2014(04)
[7]强光高温交叉胁迫对牡丹叶片PSⅡ和PSⅠ之间能量传递的影响[J]. 刘超,袁野,盖树鹏,张玉喜,刘春英,郑国生. 园艺学报. 2014(02)
[8]中国葡萄属植物野生种多样性分析[J]. 程大伟,姜建福,樊秀彩,张颖,张国海,刘崇怀. 植物遗传资源学报. 2013(06)
[9]内源水杨酸参与黄瓜叶片光合系统对低温胁迫的响应[J]. 李亮,董春娟,尚庆茂. 园艺学报. 2013(03)
[10]遮荫和环剥对荔枝枝梢生长和光合生理的影响[J]. 莫伟平,周琳耀,张静逸,黄俊波,贝学文,付欣雨,王惠聪,黄旭明. 园艺学报. 2013(01)
博士论文
[1]外源褪黑素调控葡萄抗旱的机制及其对葡萄与葡萄酒品质的影响[D]. 孟江飞.西北农林科技大学 2015
硕士论文
[1]吉林省大豆属部分植物演化结构研究[D]. 高伟.东北师范大学 2015
本文编号：3734423
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
符号说明
中文摘要
Abstract
1.引言
1.1 臭氧对植物的为害
1.1.1 近地层臭氧污染现状
1.1.2 植物对臭氧的敏感性
1.1.3 臭氧对植物的伤害机理及植物保护机制
1.2 光氧化对植物的为害
1.2.1 强光与光抑制
1.2.2 光氧化胁迫与光保护机制
1.3 高温对植物的伤害
1.3.1 高温对光合色素的影响
1.3.2 高温与植物膜系统损伤
1.3.3 高温对植物光合作用的影响
1.4 本研究的目的及意义
2.材料与方法
2.1 臭氧熏蒸系统
2.2 试验设计及所用材料
2.2.1 品种敏感性试验
2.2.2 臭氧伤害叶片电镜观察
2.2.3 利用响应面法确定光照/臭氧胁迫动态阈值互作
2.2.4 臭氧/光照互作对葡萄叶片光合碳同化酶活性和基因表达量的影响
2.2.5 臭氧胁迫叠加温光逆境下葡萄叶片PSII光化学活性的响应
2.2.6 外源褪黑素对臭氧胁迫的缓解作用
2.3 测定指标及方法
2.3.1 臭氧浓度的监测
2.3.2 气体交换参数的测定
2.3.3 调制式荧光仪荧光参数的测定
2.3.4 叶绿素a荧光诱导动力学OJIP曲线的测定及JIP-test分析
2.3.5 叶片显微结构观察
2.3.6 叶绿素含量测定
2.3.7 酶活性测定
2.3.8 光合酶基因的表达分析
2.4 数据分析
3.结果与分析
3.1 葡萄园环境臭氧状况与葡萄品种的敏感性
3.1.1 葡萄园臭氧浓度监测
3.1.2 不同葡萄品种对环境臭氧为害的响应
3.1.3 不同品种对臭氧环境的敏感性判断
3.2 环境臭氧对葡萄叶片组织结构的为害
3.2.1 臭氧伤害分级
3.2.2 叶片组织结构伤害
3.2.3 叶绿体超微结构伤害
3.3 基于响应面法分析光照和臭氧交互作用对‘赤霞珠’葡萄叶绿素荧光特性的影响
3.3.1 模型的建立
3.3.2 响应曲面分析
3.3.3 模型优化
3.3.4 模型优化结果验证
3.3.5 不同臭氧浓度与光照强度组合对叶绿素荧光参数的影响
3.3.6 模型优化结果应用
3.4 臭氧/光照互作对葡萄叶片光合功能的影响
3.4.1 臭氧/光照互作对葡萄叶片光合碳同化酶活性和基因表达量的影响
3.4.2 臭氧/光照互作对葡萄叶片气体交换参数的影响
3.4.3 臭氧/光照互作对葡萄叶片荧光参数的影响
3.5 臭氧叠加高温强光三因素胁迫对葡萄叶片PSII光化学活性的响应
3.5.1 臭氧胁迫下不同温光组合对葡萄叶片F_v/F_m、F_v/F_o、RC/CS_m、Ψ_o的影响
3.5.2 臭氧胁迫下不同温光组合对葡萄叶片F_v'/F_m'、ETR、qp的影响
3.5.3 臭氧胁迫下不同温光组合对葡萄叶片吸收光能分配的影响
3.5.4 臭氧胁迫下不同温光组合对葡萄叶片光系统I、光系统II间激发能分配的响应
3.6 外源褪黑素对臭氧胁迫下‘赤霞珠'葡萄叶片光合作用的影响
3.6.1 开顶式气室内臭氧浓度控制
3.6.2 外源褪黑素对臭氧胁迫下叶片表观伤害及荧光成像的影响
3.6.3 外源褪黑素对臭氧胁迫下叶片叶绿素含量的影响
3.6.4 外源褪黑素对臭氧胁迫下叶片气体交换参数的影响
3.6.5 外源褪黑素对臭氧胁迫下叶片荧光参数的影响
4.讨论
4.1 葡萄对臭氧胁迫敏感的生物学原因
4.2 强光、高温加剧臭氧对葡萄伤害的机理
4.3 外源褪黑素对臭氧胁迫的缓解作用
5.结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]高温对北高丛越橘叶片结构和生理代谢的影响[J]. 黄磊,孙耀清,郝立华,党承华,朱玉,王贺新,程东娟,张运鑫,郑云普. 园艺学报. 2016(06)
[2]遮阴对臭氧胁迫下‘赤霞珠’葡萄叶片光合功能及活性氧代谢的影响[J]. 王金欢,耿庆伟,邢浩,孙永江,王杨,翟衡,杜远鹏. 果树学报. 2016(07)
[3]不同浓度臭氧处理对‘赤霞珠’葡萄叶片光系统Ⅱ功能的影响[J]. 孙永江,王金欢,耿庆伟,邢浩,翟衡,杜远鹏. 植物生理学报. 2015(11)
[4]臭氧胁迫对3个葡萄品种叶片原初光化学反应的影响[J]. 王金欢,耿庆伟,孙永江,王杨,翟衡,杜远鹏. 中外葡萄与葡萄酒. 2015(02)
[5]高温胁迫下不同光强对‘赤霞珠’葡萄PSII活性及恢复的影响[J]. 孙永江,杜远鹏,翟衡. 植物生理学报. 2014(08)
[6]新疆野苹果28个种下类型叶片解剖结构对比研究[J]. 闫娟娟,秦伟,肖运强,马依努尔姑. 新疆农业大学学报. 2014(04)
[7]强光高温交叉胁迫对牡丹叶片PSⅡ和PSⅠ之间能量传递的影响[J]. 刘超,袁野,盖树鹏,张玉喜,刘春英,郑国生. 园艺学报. 2014(02)
[8]中国葡萄属植物野生种多样性分析[J]. 程大伟,姜建福,樊秀彩,张颖,张国海,刘崇怀. 植物遗传资源学报. 2013(06)
[9]内源水杨酸参与黄瓜叶片光合系统对低温胁迫的响应[J]. 李亮,董春娟,尚庆茂. 园艺学报. 2013(03)
[10]遮荫和环剥对荔枝枝梢生长和光合生理的影响[J]. 莫伟平,周琳耀,张静逸,黄俊波,贝学文,付欣雨,王惠聪,黄旭明. 园艺学报. 2013(01)
博士论文
[1]外源褪黑素调控葡萄抗旱的机制及其对葡萄与葡萄酒品质的影响[D]. 孟江飞.西北农林科技大学 2015
硕士论文
[1]吉林省大豆属部分植物演化结构研究[D]. 高伟.东北师范大学 2015
本文编号：3734423
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/yylw/3734423.html
