NaCl脅迫下二色補血草光保護機制的研究.pdf

1、本文以二色補血草幼苗為實驗材料，研究不同濃度NaCl處理對其光合特性、熱耗散機制、活性氧清除系統(tǒng)以及PSII光化學特性的影響，從而探討NaCl脅迫下二色補血草所受到的傷害及其光保護機制。結(jié)果如下： 1.NaCl對二色補血草生長狀況的影響。 隨著鹽處理濃度的增加，二色補血草的干鮮重、根系的總長度、表面積、總體積、平均直徑、根尖數(shù)以及鮮、干重等參數(shù)均先升高后降低，在100mmol/LNaCl處理時達到最大值。二色補血草的根系

2、活力隨著處理鹽度的增加也是先升高后降低，最高點出現(xiàn)在100mmol/LNaCl處理時，且較CK升高極顯著，可以認為這是二色補血草對低濃度NaCl的適應(yīng)性反映，在一定程度上促進了地上部分的生長。400mmol/LNaCl處理下，其根系活力明顯低于CK，二色補血草的生長代謝顯著降低。 2.NaCl對二色補血草光合特性的影響。 在200、400mmol/LNaCl處理下，Pn、Gs、Ci較CK明顯降低，而Ls極顯著上升?？梢缘?/p>

3、出，較高鹽濃度下光合速率的降低與氣孔限制因素密切相關(guān)。氧電極法測得的放氧速率在不同鹽度下與CK差異均不顯著，進一步證明在NaCl處理下，氣孔限制因素是二色補血草光合速率降低的重要原因。 ψpPSII隨著處理鹽度的增加先升高后降低，最大值出現(xiàn)在100mmol/LNaCl處理時，在400mmol/LNaCl處理下較CK降低極顯著。說明隨著鹽處理濃度的升高，二色補血草葉片發(fā)生光抑制且逐漸增強。 3.NaCl對二色補血草非輻射能

4、量耗散(NPQ)及其三組分的影響。 NPQ隨著鹽度升高逐漸上升，且200、400mmol/LNaCl處理與CK有顯著差異，表明二色補血草由非光化學途徑耗散的光能顯著增加，從而保護PSII反應(yīng)中心免受光抑制傷害。 NPQ的主要組分為qE，是依賴跨類囊體膜質(zhì)子梯度的熱耗散，在二色補血草中占NPQ的65％左右。本實驗中qE隨著處理鹽度的升高逐漸升高，與NPQ變化趨勢相同，且在200、400mmol/LNaCl處理下較CK明顯上

5、升。表明依賴△pH的能量耗散機制在逐漸增強，可能是高鹽脅迫下二色補血草的有效耗散方式之一。 NPQ組分之二qT，是依賴狀態(tài)1向狀態(tài)2轉(zhuǎn)換的熱耗散。在本實驗中qT不到NPQ的10％，隨著鹽度的增加逐漸降低，但不同鹽度處理下qT下降并不明顯。說明NaCl處理下二色補血草中qT的保護機制受到抑制。 NPQ組分之三qI，是與光合作用的光抑制有關(guān)的熱耗散，約占NPQ的25％，隨著鹽度的增加逐漸上升，400mmol/LNaCl處理下

6、顯著升高。這可能是高鹽濃度下光抑制增強所致。同時qI與DPS的變化一致，表明二色補血草中qI可能與葉黃素循環(huán)過程中生成的玉米黃質(zhì)有關(guān)。 4.NaCl對二色補血草葉黃素循環(huán)的影響。 隨著處理鹽濃度的升高，葉黃素脫環(huán)化程度(DPS)逐漸升高，其變化趨勢與NPQ、qE相一致，而且在較高鹽分條件下均明顯上升。表明依賴于葉黃素循環(huán)的能量耗散在鹽脅迫下能起到有效的保護作用，原因可能有：其一DPS的升高表明玉米黃質(zhì)(Z)和花藥黃質(zhì)(A

7、)生成量的增加，Z可以耗散過剩的激發(fā)能。其二與鹽脅迫引起的pH梯度有關(guān)，不斷升高的△pH是依賴于葉黃素循環(huán)的熱耗散增加的前提，而后者對前者的熱耗散起到“放大器”的作用。其三可能與鹽脅迫引起的類胡蘿卜素相對含量增加有關(guān)。 5.NaCl對二色補血草活性氧清除系統(tǒng)的影響。 200、400mmol/LNaCl處理下，SOD、CAT活性較CK均明顯上升，Car、Anth的相對含量隨著鹽度增加逐漸上升，其中Car的相對含量在不同鹽度

8、下較CK均顯著上升。在400mmol/LNaCl處理下Anth％較CK上升顯著。表明在二色補血草光保護的過程中，活性氧清除系統(tǒng)起著相當重要的作用，一方面較強的抗氧化能力增強其耐鹽性；另一方面活性氧非酶系統(tǒng)含量的升高是其適應(yīng)鹽漬環(huán)境不可忽視的原因之一。 6.NaCl對二色補血草PSII光化學特性的影響。 K相可變熒光占(FJ-FO)振幅的比例(WK)，400mmol/LNaCl處理下較CK顯著下降，表明二色補血草PSII的

9、供體側(cè)很有可能未受到鹽脅迫傷害。400mmol/LNaCl處理下，與CK相比，標準化后的在J-P相和直線F=FM之間的面積(Sm)有所降低，從2ms到tFm時間內(nèi)QA的氧化還原次數(shù)(N)顯著降低，J相相對可變熒光(VJ)略有降低，I相相對可變熒光(VI)從第3天開始升高顯著。表明400mmol/LNaCl處理下PSII受體側(cè)的電子傳遞能力相對較低。400mmol/LNaCl處理下，二色補血草單位面積內(nèi)有活性的反應(yīng)中心數(shù)量(RC/CSo)

10、較CK明顯增加。同時，單位反應(yīng)中心吸收的光能(ABS/RC)有所下降，用于還原QA的能量（TRo/RC）和用于電子傳遞的能量（ETo/RC）均明顯下降，而耗散掉的能量(DIo/RC)下降幅度并不明顯，說明單位反應(yīng)中心的熱耗散可能相對增加了。結(jié)果表明400mmol/LNaCl處理下，雖然單位反應(yīng)中心吸收的光能有所降低，但是單位面積內(nèi)有活性的反應(yīng)中心數(shù)量增多了，從而使捕獲的總光能不至于減少，以維持光合作用。 在400mmol/LNa