金叶榆三种不同颜色叶片吸收光谱和荧光特性的比较研究

发布时间：2019-02-13 20:57

【摘要】：当叶片吸收的光能超过植物光合结构所能转化的数目时,往往导致植物光合能力降低,发生光抑制。光抑制是植物在逆境下光合作用下降的重要机制。金叶榆是我国培育的彩叶树种,其叶片因叶黄素含量不同分别呈现绿色、浅绿色和黄色等不同颜色,这为我们研究叶黄素在光抑制适应中的作用提供了适当材料。本文以金叶榆3种黄度不同叶片为材料,在夏季测定叶片光合色素含量、吸收光谱和叶绿素荧光特性,分析叶黄素含量与光抑制的关系;对3种不同叶片进行强光胁迫,分析其对强光的响应差异;对3种不同叶片进行干旱、盐、低温、高温胁迫,分析其对环境胁迫的响应差异。本研究结果将为理解叶黄素在植物适应光抑制和逆境胁迫中的作用提供参考。主要研究结果如下:(1)金叶榆绿色叶片在夏季早、中、晚吸收光谱和荧光参数等均没有显著变化,可以抵御中午强光。浅绿色叶和黄色叶在夏季中午强光照射下Fv/Fm显著下降,中午发生光抑制,但是光抑制在傍晚可以恢复。其中黄色叶片发生光抑制程度更严重。这2种不同颜色叶片Fv/Fm下降并不是光能吸收方面的改变导致的,而是Fo显著升高的结果。它们防御光抑制的机制不同,浅绿色叶通过增加DIo/RC和减少RC/CSm;黄色叶片通过增加 DIo/RC、减少 RC/CSm 和 ETo/RC。金叶榆叶片从绿色到黄色,叶黄素含量愈多,中午光抑制程度愈严重。由于浅绿色和黄色叶片中午发生的光抑制在当晚都能恢复,因此,伴随叶黄素含量升高的光抑制加重,并没有对叶片光合能力造成永久的伤害,而是PS Ⅱ反应中心可逆失活。中午Fv/Fm下降可能是金叶榆叶片适应中午强光的一种保护措施,而叶黄素含量增加有利于这种保护措施,有利于植物适应强光环境。(2)强光胁迫后,绿色叶和浅绿色叶没有发生光抑制。黄色叶片胁迫前发生光抑制,但是胁迫后Fv/Fm升高,光抑制有所缓解。Fv/Fm升高主要是Fo显著下降的结果。在室内强光胁迫与夏季中午强光,绿色叶均未表现出显著的光抑制;浅绿色叶片在夏季中午强光下产生光抑制,但是在室内没有产生明显的光抑制现象;黄色叶片在室内室外均发生了光抑制,但是机制不一致,室外强光下Fv/Fm下降和Fo升高,室内Fv/Fm升高和Fo下降。(3)干旱和盐胁迫下,3种不同颜色叶片均没有发生光抑制。低温胁迫条件下,绿色和浅绿色叶片Fv/Fm没有明显变化,黄色叶片发生光抑制。高温胁迫下,3种不同颜色叶片都发生光抑制。其中黄色叶片光抑制程度最严重。研究结果表明,在夏季中午强光照射下,金叶榆浅绿色叶和黄色叶片发生光抑制,主要通过增加热耗散,减少电子传递能量和反应中心活性数目保护和防御。金叶榆叶片随着叶黄素含量增加,发生光抑制的程度越严重,但是也有助于光抑制的恢复,从而更好的适应强光。当叶片中叶黄素含量比例多,叶绿素含量比例少,也不利于植物对光能捕获、传递和转换。因此,金叶榆浅绿色叶片可以很好的适应夏季中午的强光,同时对待干旱、盐、低温和高温都有很好的适应性。
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【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：Q945;S687

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