植物学报 ›› 2022, Vol. 57 ›› Issue (4): 434-443.DOI: 10.11983/CBB21136
李晨, 刘建廷, 樊永信, 赵雪惠, 肖伟, 陈修德, 付喜玲, 李玲(), 李冬梅()
收稿日期:
2021-08-16
修回日期:
2021-11-17
出版日期:
2022-07-01
发布日期:
2022-07-14
通讯作者:
李玲,李冬梅
作者简介:
dmli2002@sdau.edu.cn基金资助:
Li Chen, Liu Jianting, Fan Yongxin, Zhao Xuehui, Xiao Wei, Chen Xiude, Fu Xiling, Li Ling(), Li Dongmei()
Received:
2021-08-16
Revised:
2021-11-17
Online:
2022-07-01
Published:
2022-07-14
Contact:
Li Ling,Li Dongmei
About author:
First author contact: These authors contributed equally to this paper.
摘要: 对温室栽培的油桃中油5号(Prunus persica var. nectarina cv. ‘Zhongyou5’)适量补充UV-B, 分析其对桃叶片光合功能及叶绿体超微结构的影响。结果表明, UV-B处理下各色素含量均有不同程度的增加, 其中叶绿素b的含量和净光合速率(Pn)提升幅度较大。相较于未补充UV-B的桃树(对照), UV-B处理的Fv/Fm无显著变化, Fv'/Fm'比值、光化学猝灭系数(qP)、非光化学猝灭系数(qN)以及PSII实际光化学量子效率(ΦPSII)均有显著或极显著升高。透射电镜结果显示, UV-B处理下叶绿体基质片层空隙小, 堆叠紧密, 叶绿体外膜边缘清晰。可见, 温室内适量补充UV-B可快速改善叶片叶绿体的超微结构, 提升叶绿素分子捕获光能及向PSII传递的能力, 增大PSII反应中心的开放程度, 提高实际光能转化效率和PSII电子传递量子效率, 提高叶片的光合功能。该研究为设施果树光合性能改善和UV-B合理利用提供了理论依据。
李晨, 刘建廷, 樊永信, 赵雪惠, 肖伟, 陈修德, 付喜玲, 李玲, 李冬梅. UV-B对设施桃叶片光合功能及叶绿体超微结构的影响. 植物学报, 2022, 57(4): 434-443.
Li Chen, Liu Jianting, Fan Yongxin, Zhao Xuehui, Xiao Wei, Chen Xiude, Fu Xiling, Li Ling, Li Dongmei. Effects of UV-B on Photosynthetic Function and Chloroplast Ultrastructure of Peach Leaves Grown in Greenhouse. Chinese Bulletin of Botany, 2022, 57(4): 434-443.
图1 UV-B处理对桃叶片保护酶活性及可溶性蛋白含量的影响 (A) SOD活性; (B) POD活性; (C) CAT活性; (D) 可溶性蛋白含量。SOD: 超氧化物歧化酶; POD: 过氧化物酶; CAT: 过氧化氢酶。*P<0.05; **P<0.01
Figure 1 The effects of UV-B treatment on protective enzyme activity and soluble protein content in peach leaves (A) SOD activity; (B) POD activity; (C) CAT activity; (D) Soluble protein content. SOD: Superoxide dismutase; POD: Peroxidase; CAT: Catalase. *P<0.05; **P<0.01
图2 UV-B处理对桃叶片MDA含量和电导率的影响 (A) MDA含量; (B) 膜电导率。MDA: 丙二醛。*P<0.05
Figure 2 The effects of UV-B treatment on MDA content and conductivity of peach leaves (A) MDA content; (B) Membrane conductivity. MDA: Malondialdehyde. *P<0.05
图3 UV-B处理对桃叶片光合色素的影响 (A) 叶绿素a含量; (B) 叶绿素b含量; (C) 类胡萝卜素含量
Figure 3 The effects of UV-B treatment on photosynthetic pigments of peach leaves (A) Chlorophyll a content; (B) Chlorophyll b content; (C) Carotenoid content
图4 UV-B处理对桃叶片光合参数的影响 (A) 净光合速率(Pn); (B) 蒸腾速率(Tr); (C) 胞间二氧化碳浓度(Ci); (D) 气孔导度(Gs)。*P<0.05; **P<0.01
Figure 4 The effects of UV-B treatment on photosynthetic parameters of peach leaves (A) Net photosynthetic rate (Pn); (B) Transpiration rate (Tr); (C) Intercellular CO2 concentration (Ci); (D) Stomatal conductance (Gs). *P<0.05; **P<0.01
图5 UV-B处理下桃叶片PSII运行及向PSI电子传递的情况 (A) PSII的原初光能转化效率(Fv/Fm); (B) PSII的实际光能转化效率(Fv'/Fm'); (C) 光化学猝灭系数(qP); (D) 非光化学猝灭系数(qN); (E) PSII电子传递量子效率(ΦPSII)。*P<0.05
Figure 5 PSII operation of peach leaves under UV-B treatment and electron transfer to PSI (A) Efficiency of primary conversion of light energy of PSII (Fv/Fm); (B) Efficiency of energy conversion of open PSII (Fv'/Fm'); (C) Photochemical quenching coefficient (qP); (D) Non-photochemical quenching coefficient (qN); (E) PSII actual photochemical quantum efficiency (ΦPSII). *P<0.05
图6 UV-B辐射对设施桃成熟叶片叶绿体超微结构的影响 (A) CK组叶片的叶绿体结构(9:00); (B) 经UV-B处理半小时(9:00)叶片的叶绿体结构; (C) UV-B处理结束后半小时(10:00)叶片的叶绿体结构; a和a'、b和b'、c和c'分别为同一图片(a、b、c: Bars=1 μm; a'、b'、c': Bars=500 nm)。
Figure 6 The effects of UV-B radiation on chloroplast ultra-structure in mature leaves (A) The chloroplast structure of control leaves (9:00); (B) The chloroplast structure of leaves after UV-B treatment for half an hour (9:00); (C) The chloroplast structure of the leaves after the UV-B treatment was stopped for half an hour (10:00); a and a′, b and b′, c and c´ are the same pictures (a, b, c: Bars=1 μm; a′, b′, c′: Bars=500 nm).
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