不同光強下結球萵苣光保護機制和營養(yǎng)成分形成關系的研究.pdf

1、光是植物生長必須的，也是影響植物生長發(fā)育最重要的環(huán)境因子之一，光環(huán)境對植物的直接作用就是光合作用，光合作用能吸收光能并把它轉化為化學能。光不足無疑會限制光合作用的快速進行。但是，光過量也嚴重影響植物的生長發(fā)育，當葉片吸收光能過多，不能及時有效地加以利用或耗散時，植物就會遭受強光脅迫，引起光合能力降低，發(fā)生光合作用的光抑制，嚴重時還會造成光合機構的光氧化破壞。然而，植株在長期的進化過程中逐漸形成了一整套保護機制，從而防止光合器官受到傷害深

2、入研究這些保護機制不僅有助于我們理解植物對于逆境的克服和適應機制，同時也為我們通過提高植物抗氧化能力，從而為達到高產(chǎn)優(yōu)質栽培目的打下基礎。此外，通過增強植物的保護系統(tǒng)的同時也可望提高作物的營養(yǎng)水平。因此，本研究致力于不同光強下光保護機制中產(chǎn)生的物質同結球萵苣營養(yǎng)品質的關系影響。研究結果如下： 1)研究了不同光照強度對結球萵苣幼苗生長、光合特性和營養(yǎng)品質的影響，結果表明，不同的光強對結球萵苣葉片光合機構的影響不同。與對照相比，強光

3、下結球萵苣葉片的光合速率(Pn)明顯下降，強光下，光合速率下降的主要原因是氣孔限制，而弱光下，Pn的下降主要是由于非氣孔限制。隨著光強的增加，結球萵苣的產(chǎn)量卻顯著增加，提高光強也有利于結球萵苣可溶性蛋白、碳水化合物等營養(yǎng)成分的合成，進而提高了結球萵苣的營養(yǎng)品質。 2)研究了不同光照強度對結球萵苣葉片熒光參數(shù)，光能吸收、利用、耗散的影響。結果表明，強光下，結球萵苣葉片的最大光化學效率(Fv/Fm)發(fā)生明顯的下降，證明強光下結球萵苣

4、發(fā)生了光抑制。強光也導致PSⅡ光化學量子效率(ΦPSⅡ)明顯下降，而ΦPSⅡ的下降伴隨光化學猝滅系數(shù)(qP)和開放PSⅡ中心激發(fā)能捕獲效率的(Fv'/Fm')下降，表明光合機構的電子傳遞可能被過度還原。弱光下，F(xiàn)v/Fm、ΦPSⅡ、qP和Fv'/Fm'卻有不同程度的增加，說明適當?shù)恼谑a反而有利于提高PSⅡ的光化學效率。結球萵苣在不同光強條件下所吸收光能的多少不同，所吸收的光能的分配于各個部分的比例也大相徑庭。雖然增加光強能夠提高植株對光

5、能的吸收，但是，強光下，用于光化學反應部分的光量子效率(ΦPSⅡ)下降，用于天線色素上耗散光量子效率(ΦNPQ)和反應中心由非光化學反應耗散的光量子效率(Φf，D)增加，這就加重了結球萵苣的膜脂過氧化程度。強光下，結球萵苣隨著光氧化脅迫的發(fā)生，同時產(chǎn)生了一系列的保護機制來避免高光對植株造成過度損傷。強光下，較對照相比結球萵苣明顯的提高了葉黃素脫氧化還原狀態(tài)(DPS)和非光化學猝滅(NPQ)，從而有效地將過剩的光能以熱能的形式消耗掉，這對

6、植株起到了很大程度上的保護作用，此外，還能通過減少色素含量來降低對光能的吸收。而弱光下，用于天線色素上耗散光量子效率ΦNPQ和反應中心由非光化學反應耗散的光量子效率Φf，D均下降，因此植株均為發(fā)生明顯的膜脂過氧化現(xiàn)象，且葉黃素脫氧化還原狀態(tài)和非光化學猝滅不但沒有增加反而較對照低很多。 3)研究了不同光照條件對結球萵苣葉片光合電子流分配、活性氧產(chǎn)生和抗氧化保護等方面的影響。結果表明：強光脅迫使結球萵苣葉片的PSⅡ總的電子流(Je(

7、PSⅡ))、用于光合碳還原的電子流(Je(PCR))以及用于光呼吸碳氧化的電子流(Je(PCO))增加，并伴隨交替電子流Ja的增加，這主要是由于強光下，結球萵苣葉片中碳同化電子庫的相對較小所致。弱光下，結球萵苣葉片的Je(PSⅡ)、Je(PCR)、Je(PCO)、Ja的值均較對照要低，Je(PCR)占Je(PSⅡ)的比例增加，Je(PCO)、Ja占(PSⅡ)均下降，表明弱光限制了結球萵苣葉片的電子傳遞。強光下，Ja的增加勢必導致活性氧的

8、大量產(chǎn)生，隨之植株體內一些重要的抗氧化酶：抗壞血酸過氧化物酶(APX)、過氧化氫酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、愈創(chuàng)木酚過氧化物酶(GPOD)、單脫氫抗壞血酸還原酶(MDHAR)、脫氫抗壞血酸還原酶(DHAR)、谷胱甘肽還原酶(GR)的活性和抗氧化物質：還原型抗壞血酸(AsA)、還原型谷胱甘肽(GSH)、α-生育酚的含量大幅度提高，以清除過量的活性氧，以免光能過剩時自由基對光合器官造成嚴重的損傷；而弱光條件下，Ja的值非常低，結