氧苯酮伤害黄瓜植株的生理机制研究
发布时间：2021-06-06 23:22
氧苯酮（Oxybenzone）,简称OBZ或BP-3,作为一种紫外线的吸收剂,被广泛地添加在化学防晒霜中。目前,氧苯酮对生态系统造成的伤害作用已经受到了广泛关注,已有大量的研究证明氧苯酮对水生浮游植物、珊瑚、动物与人体有毒。本试验以‘津优35号’黄瓜为试材,首次通过气体交换技术、叶绿素荧光技术、820nm反射技术、电子传递测定等技术探究了氧苯酮对于高等植物黄瓜叶片光合与呼吸作用的抑制机理以及不同浓度氧苯酮的抑制效应。主要研究结果如下:1.高等植物（黄瓜）的根系可以吸收土壤中的固体氧苯酮颗粒,进而对黄瓜植株的光合速率、气孔导度、呼吸速率、羧化效率、RuBP最大再生速率、叶绿素含量等产生明显的抑制作用,最终表现为抑制黄瓜植株的正常生长。2.氧苯酮可以直接抑制黄瓜叶片叶绿体的光合电子传递（PET）,低至0.228 mg·L-1（相当于1μM）的氧苯酮悬浮液就可以对光合电子传递产生明显抑制,在较高的氧苯酮悬浮液(45.6 mg·L-1)处理下,黄瓜的光合电子传递几乎被完全抑制。叶绿素荧光和820nm反射曲线的联合分析表明,氧苯酮在光合电子传递链中严重...
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
含有不同浓度氧苯酮的营养液浇灌处理15天后对黄瓜生长（A）、株高（B）、茎粗（C）、叶面积（D）和叶绿素含量（E）的影响
氧苯酮伤害黄瓜植株的生理机制研究18的下降趋势，但细胞间隙CO2浓度Ci值随着氧苯酮处理浓度的增加而变化不大。为了进一步分析光合CO2同化能力，我们测量了饱和光强下CO2的响应曲线。结果表明，氧苯酮处理显著抑制了黄瓜叶片的羧化效率和RuBP最大再生速率（图2）。图2含有不同浓度氧苯酮的营养液浇灌处理15天对黄瓜叶片光合速率Pn（A）、气孔导度Gs（B）、细胞间CO2浓度Ci（C）、Pn-Ci响应曲线（D）、羧化效率CE（E）和RuBP最大再生速率（F）的影响。气体交换参数的测定条件为：饱和光强（1000μmol·m-2·s-1），400μmol·mol-1CO2，60%相对湿度，25℃。Pn-Ci响应曲线测定为25℃，CO2浓度每5分钟变化一次，按照CO2浓度400,300,200,100,400,600,800,1000,1200,1400,1600μmol·mol-1。柱上不同字母表示处理之间的显著差异（p<0.05）。平均值±SEs（n=3）。Fig.2Theeffectsof15daytreatmentswithdifferentOBZcontentnutrientsolutiononthephotosyntheticratePn(A),stomatalconductanceGs(B),intercellularCO2concentrationCi(C),Pn-Ciresponsecurve(D),carboxylationefficiencyCE(E)andRuBPmaximumregenerationrate(F)ofcucumberleaves.Thegasexchangewasmeasuredundersaturatinglight(1000μmol·m-2·s-1),400μmol·mol-1CO2,and60%relativehumidityat25°C.ThePn-Ciresponsecurvesweremeasuredat25°C,andtheCO2concentrationwaschangedevery5mininasequenceof400,300,200,100,400,600,800,1000,1200,1400,and1600μmol·mol-1.Differentlettersovercolumnsrepresentsignificantdifferencesbetweentreatments(p<0.05).Valuesaremeans±SEs(n=3).3.2氧苯酮对植株光抑制后叶片光合启动过程的影响试验结果表明，植株用氧苯酮处理5天后且在自然条件下的
山东农业大学硕士专业学位论文19合启动过程的完全启动时间（达到最大实际光化学效率的时间）明显变长（图3.B），而其达到最大光合速率时的电子传递速率ETR，以及PSII反应中心的开放程度显著降低（图3.C，D）。图3用11.4mg·L-1的氧苯酮悬浮液浇灌5天后，氧苯酮处理对于正午自然条件下（光强1600μmol·m-2·s-1；温度34.7°C；相对湿度61%）植株实际光化学效率（ΦPSII）的启动过程（A），达到最大ΦPSII所需要的时间（B），线性电子传递速率ETR（C）以及光化学淬灭系数qP的影响。柱上不同字母表示氧苯酮处理与对照之间的显著差异（p<0.05）。平均值±SEs（n=3）。Fig.3Afterirrigationwith11.4mg·L-1OBZsuspensionsfor5days,theeffectofOBZtreatmentontheinitiationofactualphotochemicalefficiency(ΦPSII)(A),thetimerequiredforΦPSIItoreachitsmaximumvalue(B),thelinearETR(C)andthephotochemicalquenching(qP)(D)inleavesofcucumberseedlingsatnoonunderoutdoorconditions(lightintensityof1600μmol·m-2·s-1,temperatureof34.7°C,andrelativehumidityof61%).DifferentlettersovercolumnsrepresentsignificantdifferencesbetweencontrolandOBZtreatment(p<0.05).Valuesaremeans±SEs(n=3).3.3黑暗处理下，氧苯酮对植株叶片的影响3.3.1氧苯酮对叶片OJIP曲线与820nm反射曲线的影响我们采用不同氧苯酮浓度的悬浮液对叶圆片进行短时间（30min）黑暗下的浸泡处理。试验结果表明，氧苯酮处理对快速叶绿素荧光诱导曲线（OJIP曲线）和标准化后的820nm反射曲线都有着显著影响（图4）。正常情况下，820nm的反射信号在照光后即开始减少，约20ms后，820nm反射曲线的减少被反射曲线的增加所代替。但氧苯酮明显抑制了820nm反射曲线的上升阶段，其上升
本文编号：3215350
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
含有不同浓度氧苯酮的营养液浇灌处理15天后对黄瓜生长（A）、株高（B）、茎粗（C）、叶面积（D）和叶绿素含量（E）的影响
氧苯酮伤害黄瓜植株的生理机制研究18的下降趋势，但细胞间隙CO2浓度Ci值随着氧苯酮处理浓度的增加而变化不大。为了进一步分析光合CO2同化能力，我们测量了饱和光强下CO2的响应曲线。结果表明，氧苯酮处理显著抑制了黄瓜叶片的羧化效率和RuBP最大再生速率（图2）。图2含有不同浓度氧苯酮的营养液浇灌处理15天对黄瓜叶片光合速率Pn（A）、气孔导度Gs（B）、细胞间CO2浓度Ci（C）、Pn-Ci响应曲线（D）、羧化效率CE（E）和RuBP最大再生速率（F）的影响。气体交换参数的测定条件为：饱和光强（1000μmol·m-2·s-1），400μmol·mol-1CO2，60%相对湿度，25℃。Pn-Ci响应曲线测定为25℃，CO2浓度每5分钟变化一次，按照CO2浓度400,300,200,100,400,600,800,1000,1200,1400,1600μmol·mol-1。柱上不同字母表示处理之间的显著差异（p<0.05）。平均值±SEs（n=3）。Fig.2Theeffectsof15daytreatmentswithdifferentOBZcontentnutrientsolutiononthephotosyntheticratePn(A),stomatalconductanceGs(B),intercellularCO2concentrationCi(C),Pn-Ciresponsecurve(D),carboxylationefficiencyCE(E)andRuBPmaximumregenerationrate(F)ofcucumberleaves.Thegasexchangewasmeasuredundersaturatinglight(1000μmol·m-2·s-1),400μmol·mol-1CO2,and60%relativehumidityat25°C.ThePn-Ciresponsecurvesweremeasuredat25°C,andtheCO2concentrationwaschangedevery5mininasequenceof400,300,200,100,400,600,800,1000,1200,1400,and1600μmol·mol-1.Differentlettersovercolumnsrepresentsignificantdifferencesbetweentreatments(p<0.05).Valuesaremeans±SEs(n=3).3.2氧苯酮对植株光抑制后叶片光合启动过程的影响试验结果表明，植株用氧苯酮处理5天后且在自然条件下的
山东农业大学硕士专业学位论文19合启动过程的完全启动时间（达到最大实际光化学效率的时间）明显变长（图3.B），而其达到最大光合速率时的电子传递速率ETR，以及PSII反应中心的开放程度显著降低（图3.C，D）。图3用11.4mg·L-1的氧苯酮悬浮液浇灌5天后，氧苯酮处理对于正午自然条件下（光强1600μmol·m-2·s-1；温度34.7°C；相对湿度61%）植株实际光化学效率（ΦPSII）的启动过程（A），达到最大ΦPSII所需要的时间（B），线性电子传递速率ETR（C）以及光化学淬灭系数qP的影响。柱上不同字母表示氧苯酮处理与对照之间的显著差异（p<0.05）。平均值±SEs（n=3）。Fig.3Afterirrigationwith11.4mg·L-1OBZsuspensionsfor5days,theeffectofOBZtreatmentontheinitiationofactualphotochemicalefficiency(ΦPSII)(A),thetimerequiredforΦPSIItoreachitsmaximumvalue(B),thelinearETR(C)andthephotochemicalquenching(qP)(D)inleavesofcucumberseedlingsatnoonunderoutdoorconditions(lightintensityof1600μmol·m-2·s-1,temperatureof34.7°C,andrelativehumidityof61%).DifferentlettersovercolumnsrepresentsignificantdifferencesbetweencontrolandOBZtreatment(p<0.05).Valuesaremeans±SEs(n=3).3.3黑暗处理下，氧苯酮对植株叶片的影响3.3.1氧苯酮对叶片OJIP曲线与820nm反射曲线的影响我们采用不同氧苯酮浓度的悬浮液对叶圆片进行短时间（30min）黑暗下的浸泡处理。试验结果表明，氧苯酮处理对快速叶绿素荧光诱导曲线（OJIP曲线）和标准化后的820nm反射曲线都有着显著影响（图4）。正常情况下，820nm的反射信号在照光后即开始减少，约20ms后，820nm反射曲线的减少被反射曲线的增加所代替。但氧苯酮明显抑制了820nm反射曲线的上升阶段，其上升
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