不同光质对橘橙光合作用的影响及机理研究

来源 :浙江大学农业与生物技术学院 浙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jxhxf0
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本论文以两年生“象山红”橘橙(Citrus cv.Xiangshanhong)盆栽植株为试验材料,用透光率一致的白、红、蓝、黄、绿5种颜色的滤光膜覆盖植株叶片,将植株置于经过隔热处理的近似于太阳光谱的镝灯下培养。培养条件:温度(25±1)℃,光强800μmol·m-2·s-1,相对湿度为35~45%RH。透过白膜、红膜、黄膜、蓝膜及绿膜的光谱分别为全波长白光、600-800 nm、450-800 nm、300-500nm+650-800 nm、700-800 m。植株培养5周后,用光合作用测定系统(HCM-1000,Walz,Germany)、叶绿素荧光分析仪(PAM-2000,Walz,Germany)、SDS-PAGE及Westen-Blotting分析叶片的气体交换参数、叶绿素荧光参数、D1蛋白及金属蛋白酶FtsH的变化。植株的光抑制处理是植株直接置于经过隔热镝灯下照射,照射光强为1600~1800μmol·m-2·s-1。主要研究结果如下:1.橘橙叶片在不同的光质下经5周处理后,其Pn、Tr和Gs均依次表现为白膜>黄膜>蓝膜>红膜>绿膜。另外,在全波长的白光和透过450-800 nm的黄膜下,柑橘叶片的AQY、RuBPCase活性和光呼吸速率均高于其他光质条件。这说明400-700 nm可见光是柑橘光合作用的基础,而450-600 nm的光谱最重要。2.橘橙叶片在绿膜下生长5周后,叶片Fv/Fm下降、Fo升高;qP、ETR及ΦPSⅡ的表现顺序为黄膜>白膜>蓝膜>红膜>绿膜,且在红膜和绿膜下的下降幅度较大;荧光动力学快速诱导曲线表明,QA的还原活性顺序为黄膜>蓝膜>白膜>红膜>绿膜,非还原性QB占PSⅡ反应中心(即电子传递从QA-到QB受阻的PSⅡ反应中心)的比率表现为绿膜>红膜>蓝膜>黄膜>白膜。这说明白光和富含450-600 nm光谱成分的光有利于PSⅡ反应中心电子传递、光能向化学能转换;缺少400-700 nm且300-400 nm光谱较多的光使开放的PSⅡ反应中心比例减少,光合电子传递部分受到抑制,而600-800 nm的光使PSⅡ反应中心几乎关闭,活性下降。3.橘橙叶片在不同的光质下处理5周后,其D1蛋白含量差异明显。与白膜相比,黄膜下D1蛋白含量略有下降,红膜和蓝膜下D1蛋白含量分别下降了62.2%和59.2%,绿膜下D1蛋白含量大幅下降,仅为白膜下的11.4%。这说明D1蛋白的合成需要光谱中450-600 nm的可见光。4.橘橙叶片经强光(1600~1800μmol·m-2·s-1)处理2h后,Fv/Fm急剧下降。在光强为200-300μmol·m-2·s-1的不同光质条件下恢复6 h后,白膜、黄膜、蓝膜下的Fv/Fm基本可以恢复至原来水平,而黑暗、红膜及绿膜下的Fv/Fm没有完全恢复,恢复程度依次表现为白膜>黄膜>蓝膜>红膜>绿膜、黑暗。这说明一定光强下的全波长的白光和含450-600 nm的光有利于PSⅡ反应中心光抑制后的恢复。5.橘橙叶片经1600~1800μmol·m-2·s-1的强光处理2h后,D1蛋白和FtsH明显下降。在黑暗和在光强为200~300μmol·m-2·s-1的白膜、黄膜和蓝膜下恢复6h后,D1蛋白的净含量能够恢复至原来水平,在红膜下恢复较慢,而在绿膜下却很难恢复。随着PSⅡ反应中心修复过程的进行,FtsH含量也逐渐增多。这说明FtsH在降解D1蛋白,修复PSⅡ反应中心方面起重要作用。
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