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气温和根区温度对葡萄叶片光合荧光特性的影响
王浩, 王明, 梁婷, 姚玉新, 杜远鹏, 高振
植物学报    2022, 57 (2): 209-216.   DOI: 10.11983/CBB21122
摘要   (480 HTML34 PDF(pc) (980KB)(1213)  

为探究气温和根区温度对葡萄(Vitis vinifera)叶片光合荧光特性的影响, 以一年生巨峰葡萄为试材, 设置对照、高气温、高根区温度和两者交叉作用共4组处理。结果表明, 相较于对照和高气温, 高根区温度以及交叉处理叶片最大光化学效率(Fv/Fm)降低更明显; 与对照相比, 高根区温度以及高气温与高根区温度交叉处理下光系统II (PSII)实际光化学效率Y(II)显著降低, 非调节能量耗散的量子产量Y(NPQ)及QA氧化还原状态(1-qP)值显著上升。同时, 高根区温度以及高气温与高根区温度交叉处理显著增加了J点的可变荧光(Vj), 而用于电子传递的量子产额(φEo)及性能指数(PIABS)显著降低。此外, 高根区温度以及高气温与高根区温度交叉处理下单位面积有活性的反应中心数目(RC/CSm)也显著下降, K点相对可变荧光(Wk)明显上升。综上所述, 高根区温度是高气温与根区高温交叉胁迫的主导因子, PSII受体侧是主要的伤害位点, 高气温加剧了高根区温度对PSII造成的伤害。



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图1 不同空气温度/根区温度处理对巨峰葡萄叶片Fv/Fm (A)、Y(II) (B)、Y(NPQ) (C)和Y(NO) (D)的影响
不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。Fv/Fm: PSII最大光化学效率; Y(II): PSII实际光化学量子产量; Y(NPQ): 调节性能量耗散的量子产量; Y(NO): 非调节性能量耗散的量子产量; PAR: 光合有效辐射; CK: 对照; T1: 高气温; T2: 高根区温度; T3: 高气温和高根区温度交叉作用
正文中引用本图/表的段落
PSII最大光化学效率(Fv/Fm)代表PSII反应中心内原初光能转化效率, 能够反映植物PSII的受胁迫程度, 数值越低表明植物受到的伤害越严重(赵秀婷等, 2021)。与CK相比, T1和T2处理材料的Fv/Fm无显著变化, T3处理较CK下降了3.7%, 且达到显著水平(图1A)。
由图1B可知, T2和T3处理叶片PSII的实际光化学量子产量Y(II)较CK均显著下降, 且皆在光强为567 μmol·m-2·s-1时差异达到最大值, 分别下降了47.3%和48.3%。而T1处理Y(II)值变化不显著, 表明根区高温对Y(II)造成的抑制作用强于空气高温。T1处理调节性能量耗散的量子产量Y(NPQ)值较CK无显著变化; T2处理在光强为115 μmol·m-2·s-1时Y(NPQ)较CK显著上升, 并在此光照强度下差异达到最大值, 上升了24.8%; T3处理在光强为43 μmol·m-2·s-1时Y (NPQ)已较CK显著上升, 且在此光强下差异达到最大值, 上升了89.8% (图1C)。但随着光强的升高, 3组处理Y(NPQ)值与CK之间的差异逐渐减小, 其中T3处理在1 217 μmol·m-2·s-1光强时较CK上升0.9%。非调节性能量耗散的量子产量Y(NO)是光破坏的重要指标(陈景玲等, 2014)。由图1D可知, 与CK相比, T1和T2处理的Y(NO)均无显著变化, 而T3处理在光强为289和567 μmol·m-2·s-1时Y(NO)值较CK显著上升, 在光强为25 μmol·m-2·s-1时上调最为显著, 升高了13.4%。
不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。Y(CEF): 环式电子传递的有效量子产量; 1-qP: QA氧化还原状态; PAR、CK及T1-T3同图1。
CK及T1-T3同图1。
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