半夏光系统对光照和温度日变化的适应

分类： 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间： 2020-08-03 合作期刊: 《广西植物》

董益 陈军文  谢世清  张金燕

摘要： 为探讨半夏(Pinellia ternate)光系统对光照强度和温度日变化的适应机理，该文连续3天模拟了同一光照强度（0~1 600 μmol·m-2·s-1）日变化下低温（10~18 ℃）、中温（20~28 ℃）和高温（28~38 ℃）的环境条件，同时测定了光系统II（PSII）和光系统I（PSI）的叶绿素荧光参数，通过PSII 和PSI 光合活性和电子传递能力的变化研究半夏光合系统对光照强度和温度日变化的适应。结果表明:(1)PSII 最小荧光（Fo'）和PSII 反应中心激发能捕获效率（Fv'/Fm'）随光照的强度的增加而降低，光照强度的增加是导致光系统的活性降低的主要原因，低温会进一步导致光系统活性的降低；(2)光照强度和温度的增加使PSI 受体端热耗散效率[Y(ND)]上升、PSI 供体端热耗散效率[Y(NA)]则降低，光照强度的增加不会导致供体侧较大的激发压，但会使受体侧开始积累较大的激发压，而较低的温度会导致受体侧活性降低使供体侧积累较高的激发压；(3)高光（光强>900 μmol·m-2·s-1）对半夏的光抑制和光损伤导致了PSII 实际光化学量子产量[Y(II)]和PSI 实际光化学量子产量[Y(I)]的降低，低温进一步加剧了Y(II)和Y(I)的降低；(4)高光下PSI 的电子传递速率ETR（I）的增加启动了环式电子传递（CEF），较高的CEF 稳定了高温下PSII 的电子传递速率ETR（II）的同时保护PSII 免受光的损伤；(5)在3 d 的处理中虽然非光化学淬灭系数（NPQ）随光照强度的增加而上升，但相对于高温，低温下半夏较低的NPQ 使PSII 处非调节性能量耗散的量子产量[Y(NO)]一直处于最高水平表现出明显的光抑制。这些结果说明，低温降低了半夏对高光环境的适应能力，而高温通过增强NPQ、加速CEF 的产生，减少光抑制的产生，从而加速光反应的电子传递和维持光反应系统的稳定性。因此，低温胁迫会加剧半夏光系统的损伤，温度的适当提高可以增强半夏光反应系统对高光的适应性。

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