短時(shí)強(qiáng)光處理對(duì)金心吊蘭光合特性的影響

董立花，韓巧紅，楊勇，袁明

(四川農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，四川 雅安 625014)

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短時(shí)強(qiáng)光處理對(duì)金心吊蘭光合特性的影響

董立花，韓巧紅，楊勇，袁明*

(四川農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，四川 雅安 625014)

強(qiáng)光脅迫常常導(dǎo)致植物的葉綠素含量下降，但是葉綠素合成受阻的突變體在光脅迫下會(huì)發(fā)生怎樣的生理生化變化目前未見報(bào)道。本研究以金心吊蘭為材料，研究了同一葉片的不同區(qū)帶對(duì)短時(shí)強(qiáng)光脅迫的生理響應(yīng)。結(jié)果表明，1)在正常的光照下，金心部分PSⅡ的活性顯著低于其他部分，但活性氧含量卻維持在較高的水平；2)在強(qiáng)光脅迫的6 h內(nèi)，金心部分的活性氧波動(dòng)不大，抗氧化酶活性變化也較小，均低于其他部分；3)短時(shí)強(qiáng)光脅迫導(dǎo)致吊蘭葉片的非光化學(xué)淬滅上升，而金心部分上升幅度較少，說(shuō)明吸收的過(guò)多光能在金心部分不是以熱耗散的形式消耗，并且金心部分能在較短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到脅迫前的非光化學(xué)淬滅水平。

光脅迫；金心吊蘭；光合作用；葉綠素?zé)晒?/p>

光是植物生長(zhǎng)發(fā)育所必須的環(huán)境因子，是光合作用的能量來(lái)源，但是植物吸收過(guò)多的光能會(huì)產(chǎn)生過(guò)量的活性氧，抑制光合作用，甚至損傷光合器官，因此光強(qiáng)是影響植物光合作用最直接最重要的環(huán)境因子[1-2]。研究表明植物在受到強(qiáng)光脅迫后，光合效率降低，活性氧升高，抗氧化酶活性增加[3]。

葉綠素是植物吸收光能的分子，葉綠素合成的突變體常常被用于研究植物葉綠素代謝及光合作用的分子機(jī)制。植物中葉綠素生物合成受阻往往會(huì)導(dǎo)致葉綠素含量下降，葉綠體發(fā)育延遲，使得葉片表現(xiàn)出黃化或白化的現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致植物體的死亡[4]。金心吊蘭(Chlorophytumcapensevar.medio-pictum)，是百合科(Liliceae)吊蘭屬(Chlorophytum)多年生植物，葉片表現(xiàn)為中心黃白色，邊緣綠色，形成綠-黃白-綠的嵌合縱條紋[5]，賈學(xué)靜等[6]通過(guò)葉綠素原位熒光成像表明金心吊蘭的金心部分葉綠素含量極低，沒有典型的葉綠體。這種一葉雙色性狀的葉片是研究植物葉綠素代謝與光脅迫關(guān)系的極好材料。

光脅迫與光抑制一直是植物光合作用研究的熱點(diǎn)，但是在強(qiáng)光下，葉綠素生物合成受阻的葉部位會(huì)發(fā)生怎樣的生理變化，是否更能適應(yīng)強(qiáng)光脅迫。本研究以園藝栽培突變體金心吊蘭為材料，研究強(qiáng)光脅迫對(duì)其葉片生理活動(dòng)的影響，重點(diǎn)分析葉綠素生物合成受阻的金心部分對(duì)強(qiáng)光脅迫的生理響應(yīng)，從而為探索植物葉綠素生物代謝與光脅迫的關(guān)系奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)材料和處理方法

試驗(yàn)于2014年6-8月進(jìn)行，以野生型的全綠吊蘭作為突變體金心吊蘭的對(duì)照，以消除葉片位置效應(yīng)的影響。選取生長(zhǎng)一致的全綠吊蘭和金心吊蘭栽培于人工氣候箱(20℃，80 μmol/m2·s，16 h光/8 h暗)，適應(yīng)生長(zhǎng)4周。將材料轉(zhuǎn)移至強(qiáng)光下(氙燈，500 μmol/m2·s)，分別處理0，0.5，1，2，3 和6 h后，選取從頂部向外完全展開的第3片成熟葉的中段用于生理生化指標(biāo)測(cè)定。光合參數(shù)的測(cè)定為10個(gè)重復(fù)，其余試驗(yàn)均為3個(gè)重復(fù)。

1.2測(cè)定指標(biāo)和方法

1.2.1葉綠素含量的測(cè)定 稱取1 g葉片，液氮冷凍研磨，加入10 mL 80%丙酮，轉(zhuǎn)入離心管，用80%丙酮定容至20 mL，5000 r/min離心5 min，取上清液測(cè)定664，662，644和440 nm 下的吸光值。參照Lichtenthaler 和Wellburn[7]的方法計(jì)算葉綠素a，葉綠素b和類胡蘿卜素的含量。

1.2.2光合能力的測(cè)定 參照Nilkens等[8]的方法采用多功能調(diào)制熒光成像系統(tǒng)(IMAGING-PAM，Walz公司，德國(guó))測(cè)定光脅迫下吊蘭葉片的熒光參數(shù)，先將整盆植株暗適應(yīng)20 min后，選擇從頂部向外完全展開的第3片葉進(jìn)行測(cè)定，光強(qiáng)為500 μmol/(m2·s)，間隔時(shí)間20 s。測(cè)定初始熒光(F0)，最大熒光(Fm)，光下最小熒光(F0′)，光下最大熒光(Fm′)，PSⅡ?qū)嶋H光化學(xué)效率(ΦPSⅡ)，并利用F0和Fm，F(xiàn)0′和Fm′計(jì)算PSⅡ最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)，PSⅡ有效光化學(xué)量子產(chǎn)量(Fv′/Fm′)。使用GSF-3000(Walz公司，德國(guó))光合儀測(cè)定蒸騰速率(Tr)，氣孔導(dǎo)度(Gs)，胞間CO2濃度(Ci)等。測(cè)定葉室為2 cm×4 cm，光強(qiáng)為500 μmol/(m2·s)，溫度為25℃。每個(gè)測(cè)定選用10個(gè)葉片，每個(gè)葉片在中段位置選擇3個(gè)測(cè)量點(diǎn)。

1.2.3活性氧和抗氧化酶活性的測(cè)定 過(guò)氧化氫的測(cè)定按照Shabala和Cuin[9]的方法，取葉片液氮研磨后，加入1 mL 0.1% (w/v)三氯乙酸，4℃ 12000 r/min離心10 min，取上清加入0.5 mL 10 mmol/L磷酸鉀緩沖液(pH 7.0)和1 mL 1 mol/L碘化鉀混勻，暗反應(yīng)20 min。測(cè)390 nm處的吸光值。

超氧陰離子的測(cè)定參照Shabala和Cuin[9]的方法。稱取葉片，液氮研磨，加入3 mL的50 mmol/L的磷酸鉀緩沖液，4℃ 12000 r/min離心20 min，上清液為超氧陰離子的提取液。在試驗(yàn)組、對(duì)照組和空白調(diào)零組中分別加入0.5 mL的50 mmol/L的磷酸鉀緩沖液，在試驗(yàn)組和空白調(diào)零組分別加入0.1 mL的10 mmol/L 鹽酸羥胺，對(duì)照組中加入0.1 mL蒸餾水，在25℃保溫10 min，取0.5 mL提取液分別加入試驗(yàn)組和對(duì)照組，空白調(diào)零組中加入0.5 mL 50 mmol/L的磷酸鉀緩沖液，保溫10 min，分別加入1 mL 58 mmol/L的對(duì)氨基苯磺酸溶液和1 mL 7 mmol/L的一萘胺溶液，25℃保溫20 min。加入3 mL的三氯甲烷萃取，取粉紅色上相測(cè)定530 nm處的吸光值。

超氧化物歧化酶(SOD)活性的測(cè)定按照氮藍(lán)四唑(NBT)光還原法[9]，反應(yīng)體系為5 mL：4.05 mL的0.05 mol/L 磷酸緩沖液、0.3 mL的220 mmol/L 甲硫氨酸、0.3 mL的1.25 mmol/L NBT、0.3 mL的100 μmol/L EDTA、0.3 mL的33 μmol/L 核黃素，加入0.05 mL的粗酶提取液?jiǎn)?dòng)反應(yīng)，在4000 lx光下反應(yīng)15 min，測(cè)定560 nm處的吸光值。每間隔1 min測(cè)1次，連續(xù)測(cè)量3 min。

過(guò)氧化物酶(POD)活性的測(cè)定參照愈創(chuàng)木酚法[9]，在離心管中加入3 mL 50 mmol/L磷酸緩沖液，1 mL 0.05 mol/L愈創(chuàng)木酚，1 mL 2% H2O2作為底物反應(yīng)體系，加入100 μL過(guò)氧化物酶粗提液?jiǎn)?dòng)反應(yīng)，分別測(cè)定1和3 min時(shí)470 nm處的吸光值。

過(guò)氧化氫酶(CAT)活性的測(cè)定參照過(guò)氧化氫還原法[9]，具體步驟：3 mL反應(yīng)液[33.33 mmol/L 磷酸緩沖液，15 mmol/L H2O2]加入50 μL 50 mmol/L粗酶提取液?jiǎn)?dòng)反應(yīng)，測(cè)定240 nm處的吸光值。每間隔30 s測(cè)1次，連續(xù)測(cè)量3 min。

1.2.4吊蘭葉片對(duì)光脅迫的恢復(fù)能力測(cè)定 參考Alboresia等[10]的方法稍有改動(dòng)，以非光化學(xué)淬滅(NPQ)作為監(jiān)測(cè)金心吊蘭對(duì)光脅迫響應(yīng)及其恢復(fù)的指標(biāo)，測(cè)定時(shí)的弱光及恢復(fù)光均為2 μmol/(m2·s)，模擬的生長(zhǎng)光為86 μmol/(m2·s)，脅迫光強(qiáng)為500 μmol/(m2·s)，脅迫時(shí)間為30 min，每間隔20 s測(cè)定1次。

1.3數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007和SPSS 19.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并使用ANOVA進(jìn)行顯著性檢測(cè)(P<0.05)，圖中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差，并運(yùn)用Origin 9.0進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1葉片光合色素含量

與野生型全綠吊蘭的葉片相比，金心吊蘭的葉片邊緣為綠色，主脈及其靠近的區(qū)域表現(xiàn)出黃白色的條紋(圖1)。吊蘭葉片由于中心主脈的存在，其中心部分葉綠素含量顯著低于邊緣部分，但是金心吊蘭中心部分葉綠素含量更少，僅為其邊緣的18%，而全綠吊蘭的中心部分葉綠素含量為邊緣部分的58%。金心吊蘭的邊緣部分與全綠吊蘭的邊緣部分葉綠素含量沒有顯著差異，但是中心部分僅為全綠吊蘭的34%。類胡蘿卜素也表現(xiàn)出與葉綠素相似的變化(圖1E)。這說(shuō)明葉綠素與類胡蘿卜素等光合色素的合成在金心吊蘭的金心部分明顯受到抑制。

圖1 吊蘭的表型和光合色素含量

2.2光脅迫對(duì)金心吊蘭葉片光合能力的影響

光脅迫導(dǎo)致胞間CO2濃度(Ci)增加，氣孔導(dǎo)度(Gs)和蒸騰速率(Tr)下降(圖2)。強(qiáng)光脅迫6 h后，金心吊蘭中心部分的蒸騰速率僅為脅迫前的14%，而邊緣部分為脅迫前的33%；全綠吊蘭的中心部分和邊緣部分分別為脅迫前的34%和45%。這表明光脅迫對(duì)金心吊蘭中心部分蒸騰速率的影響遠(yuǎn)大于其余部分。氣孔導(dǎo)度的變化也表現(xiàn)出相似的特征，但是金心吊蘭中心部分的胞間CO2濃度(Ci)卻遠(yuǎn)高于邊緣部分，而金心吊蘭葉片的中心部分與邊緣部分處在同一環(huán)境中，光照、溫度、濕度等環(huán)境因子基本一致，此外, 蒸騰速率與光合速率呈正相關(guān)關(guān)系，由此表明金心吊蘭中心部分光合作用可能更容易受到光脅迫的影響。

2.3光脅迫對(duì)金心吊蘭葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響

初始熒光(F0)的大小在某種程度上與葉綠素的含量有關(guān)，而與光合作用光化學(xué)反應(yīng)無(wú)關(guān)[11]，金心吊蘭中心部分葉綠素含量很低，其F0也很低(圖3A)。金心吊蘭的金心部分PSⅡ有效光化學(xué)量子產(chǎn)量(Fv′/Fm′)和PSⅡ?qū)嶋H光化學(xué)效率(ΦPSⅡ)也都處于一個(gè)較低的水平。

圖2 強(qiáng)光脅迫對(duì)葉片光合參數(shù)的影響

圖3 強(qiáng)光脅迫對(duì)葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響

在吊蘭葉片的不同部位，隨著光脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，F(xiàn)0均逐漸增大，PSⅡ最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)隨著光脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸降低(圖3B)，表明光脅迫可能導(dǎo)致了吊蘭葉片PSⅡ反應(yīng)中心失活，或者葉片受到了不同程度的光抑制。PSⅡ有效光化學(xué)量子產(chǎn)量(Fv′/Fm′)和PSⅡ?qū)嶋H光化學(xué)效率(ΦPSⅡ)在吊蘭葉片的不同部位均表現(xiàn)為隨光脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸減少(圖3C, D)。表明光脅迫下吊蘭葉片PSⅡ反應(yīng)中心隨脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸關(guān)閉，天線色素光能傳遞效率逐步下降，這可能是防止過(guò)剩光能導(dǎo)致光合器官被破壞的一種保護(hù)性機(jī)制[12]。從對(duì)強(qiáng)光脅迫0.5 h內(nèi)的變化幅度來(lái)看，金心吊蘭的金心部分F0增加約20%，全綠部分增加約10%，而全綠吊蘭的中心和邊緣部分的增幅都不到10%；金心吊蘭的金心部分Fv/Fm下降約40%，其余材料均不到30%；金心吊蘭的金心部分Fv′/Fm′下降約50%，其余材料均不到25%；金心吊蘭的金心部分ΦPSⅡ下降約40%，其余材料均不到10%。從F0、Fv/Fm、Fv′/Fm′和ΦPSⅡ的變化幅度來(lái)看，光脅迫對(duì)金心吊蘭葉片金心部分的光合作用影響更大。

2.4光脅迫對(duì)金心吊蘭葉片活性氧的影響

在正常光照下生長(zhǎng)，金心吊蘭的O2-·含量高于全綠吊蘭，中心部分均高于邊緣部分(圖4A)；H2O2的含量金心吊蘭也高于全綠吊蘭，但是邊緣部分高于中心部分(圖4B)，這表明金心吊蘭葉片的葉綠素代謝與葉片的活性氧代謝緊密相關(guān)。H2O2的含量在光脅迫過(guò)程中總體呈逐漸上升的趨勢(shì)，在脅迫6 h后全綠吊蘭H2O2的含量高于金心吊蘭，而且均表現(xiàn)為邊緣部分高于中心部分。綜合葉片各部分活性氧(O2-·和H2O2)水平在光脅迫過(guò)程中隨時(shí)間波動(dòng)幅度的變化，金心部分波動(dòng)幅度較小，相對(duì)平穩(wěn)，說(shuō)明光脅迫對(duì)金心部分的活性氧水平影響較小。

圖4 光脅迫對(duì)葉組織過(guò)氧化氫和超氧陰離子含量的影響

2.5光脅迫對(duì)金心吊蘭抗氧化酶活性的影響

超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化物酶(POD)和過(guò)氧化氫酶(CAT)是植物體內(nèi)清除活性氧的關(guān)鍵酶，其活性變化常常與植物適應(yīng)脅迫生境的能力密切相關(guān)。強(qiáng)光脅迫導(dǎo)致吊蘭葉片SOD活性逐漸降低；CAT活性變化總體上與SOD相似，酶活性呈下降的趨勢(shì)；但POD活性總體是隨著強(qiáng)光脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)而增加(圖5)。強(qiáng)光脅迫0.5 h，SOD和CAT的活性已經(jīng)發(fā)生了顯著變化，說(shuō)明對(duì)于吊蘭葉片而言，這2個(gè)酶的活性對(duì)強(qiáng)光脅迫的反應(yīng)比較靈敏。從POD和CAT在光脅迫過(guò)程中隨時(shí)間的變化幅度來(lái)看，金心部分波動(dòng)幅度較小，這與活性氧的變化趨勢(shì)一致。

2.6吊蘭葉片對(duì)強(qiáng)光脅迫的恢復(fù)能力

經(jīng)過(guò)暗適應(yīng)的吊蘭，轉(zhuǎn)到正常的生長(zhǎng)光(80 μmol/m2·s)下，其NPQ經(jīng)過(guò)一個(gè)短暫的適應(yīng)期(約200 s)，很快達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)(圖6)。在正常的光照下，吊蘭葉片中心部分的NPQ明顯低于邊緣部分；金心吊蘭的金心部分低于全綠吊蘭的中心部分，但是二者的邊緣部分相似。說(shuō)明吊蘭葉片的不同部位，NPQ明顯不同；葉綠素缺少的金心部分NPQ顯著減少。在強(qiáng)光(500 μmol/m2·s)脅迫下，NPQ迅速增加，葉片邊緣部分增加的幅度大于中心部分，金心部分增加最少。說(shuō)明吊蘭葉片的邊緣部分在強(qiáng)光脅迫下，能夠?qū)⒏嗟哪芰恳詿岷纳⒌男问较牡?，從而減少光氧化損傷；而中心部分的熱耗散能力較弱。在弱光(2 μmol/m2·s)下，葉片的NPQ逐漸下降，經(jīng)過(guò)500 s的弱光恢復(fù)，吊蘭葉片的中心部分基本恢復(fù)到脅迫前的水平，邊緣部分約為脅迫前的2倍。說(shuō)明短時(shí)(720 s)的強(qiáng)光處理，不會(huì)對(duì)金心部分的光系統(tǒng)造成不可逆的損傷，且與其他部分相比較，金心部分能更快地恢復(fù)到脅迫前的光合能力。

圖5 光脅迫對(duì)葉片SOD、CAT、POD酶活性的影響

圖6 短時(shí)強(qiáng)光脅迫對(duì)非光化學(xué)淬滅的影響

3 討論

植物在脅迫環(huán)境下導(dǎo)致光合效率降低的原因主要包括氣孔和非氣孔因素，若Ci降低,Tr升高則是氣孔因素；Ci升高,Tr降低，則是非氣孔因素[13]。在強(qiáng)光下，吊蘭葉片的胞間CO2濃度(Ci)隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)而增加；蒸騰速率(Tr)和氣孔導(dǎo)度(Gs)隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)而下降(圖2)。這表明光脅迫導(dǎo)致吊蘭葉片蒸騰速率下降主要受非氣孔因素調(diào)節(jié)。

PSⅡ?qū)Νh(huán)境脅迫非常敏感，強(qiáng)光脅迫常導(dǎo)致PSⅡ結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生一系列變化[14]。在本研究中, 金心吊蘭和全綠吊蘭的生理指標(biāo)和葉綠素?zé)晒庵笜?biāo)(除金心外)都趨于一致，其中生理指標(biāo)的Gs，Tr，都隨著光脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)而下降，Ci則隨著光脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)而上升，這和邱翠花[14]對(duì)溫州蜜柑的研究結(jié)果一致。

與氣體交換的光合參數(shù)相比，葉綠素?zé)晒鈪?shù)更能反映高等植物光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)內(nèi)在的光合特征，因此, 通過(guò)測(cè)定葉綠素?zé)晒獾淖兓梢暂^直觀地研究植物光合作用的機(jī)制[15-16]。有研究表明，PSⅡ反應(yīng)中心的失活會(huì)導(dǎo)致F0的升高[17]，同時(shí)葉綠素含量、非輻射能量耗散和PSⅡ反應(yīng)中心失活或破壞等因素也會(huì)導(dǎo)致F0的改變[18]。在強(qiáng)光脅迫下,Fv/Fm隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)而降低，表明吊蘭葉片的不同區(qū)域都受到了不同程度的光抑制，而F0則隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，說(shuō)明PSⅡ反應(yīng)中心可能發(fā)生了失活或破壞。

植物體受到環(huán)境脅迫后，細(xì)胞內(nèi)的活性氧，包括超氧根陰離子(O2-·)、過(guò)氧化氫(H2O2)等，代謝常常發(fā)生顯著變化，因此活性氧的變化常常作為植物對(duì)逆境響應(yīng)的生理指標(biāo)[19]。在強(qiáng)光脅迫下，金心部分的變化幅度較小，這可能與其較低的葉綠素水平有關(guān)。SOD是超氧陰離子的專屬清除酶，吊蘭葉片在強(qiáng)光脅迫下，其活性變化與細(xì)胞內(nèi)的O2-·變化沒有表現(xiàn)出顯著的關(guān)聯(lián)關(guān)系(圖4)；CAT和POD都有清除細(xì)胞內(nèi)H2O2的能力，在光脅迫的過(guò)程中，吊蘭葉片的H2O2含量與CAT的活性表現(xiàn)出明顯的負(fù)相關(guān)，即CAT酶活性升高時(shí)，細(xì)胞內(nèi)積累的H2O2下降，反之亦然。這些結(jié)果表明，在光脅迫下，CAT是清除吊蘭葉細(xì)胞內(nèi)H2O2的主要酶類，POD的作用相對(duì)較弱。

NPQ反映的是PSⅡ天線色素吸收的不能用于光合電子傳遞而以熱的形式耗散掉的光能部分，所以NPQ是一種對(duì)光合器官起保護(hù)作用的自我防護(hù)機(jī)制。在脅迫生境下植物NPQ常常會(huì)增加[20]。金心部分在正常的生長(zhǎng)光下，其非光化學(xué)淬滅很低，說(shuō)明在正常的光照下，金心部分的熱耗散能力較弱。這樣葉片吸收的過(guò)多光能不能通過(guò)熱耗散和光合作用途徑消耗，從而增加了過(guò)剩光能所激發(fā)的電子用來(lái)生成活性氧的比例。在正常的光照下，金心部分含有較高的活性氧水平證實(shí)了這一點(diǎn)(圖4)。在長(zhǎng)時(shí)間的強(qiáng)光脅迫下，金心部分的光抑制就會(huì)加劇，引起光合器官的損壞，甚至導(dǎo)致葉片的壞死。6 h強(qiáng)光照射使得金心吊蘭和全綠吊蘭受到了嚴(yán)重的光抑制，甚至對(duì)金心部分的葉組織造成無(wú)法恢復(fù)的傷害，最終變枯死亡(數(shù)據(jù)未給出)。但是在強(qiáng)光照射的過(guò)程中，金心部分超氧根陰離子和過(guò)氧化氫的波動(dòng)較其他組織小，抗氧化酶類活性的變化也較小(圖4,圖5)，那么導(dǎo)致其光合能力出現(xiàn)較大波動(dòng)及其葉組織死亡的原因應(yīng)該不是超氧根陰離子和過(guò)氧化氫的變化，具體原因還需要進(jìn)一步研究。楊廣東等[21]研究發(fā)現(xiàn)缺鎂的黃瓜葉片在強(qiáng)光下光化學(xué)淬滅(光合作用)和非光化學(xué)淬滅(熱耗散)都降低，使得葉片吸收的過(guò)多光能不能通過(guò)光化學(xué)反應(yīng)途徑和非光化學(xué)途徑耗散，從而增加了過(guò)剩光能所激發(fā)的電子用來(lái)生成活性氧的比例，加劇光抑制，破壞光合器官，最終導(dǎo)致葉片的失綠壞死。這與吊蘭的情況既相似又不同，吊蘭在光脅迫下光化學(xué)淬滅(光合作用)降低，非光化學(xué)淬滅(熱耗散)小幅度增加，超氧根陰離子和過(guò)氧化氫僅發(fā)生小幅度的波動(dòng)，但是最終卻也導(dǎo)致葉組織死亡。

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Photosynthetic characteristics ofChlorophytumcapensevar.medio-pictumunder short duration high light intensity

DONG Li-Hua, HAN Qiao-Hong, YANG Yong, YUAN Ming*

CollegeofLifeScience,SichuanAgriculturalUniversity,Ya’an625014,China

It is well known that high light often causes decreased chlorophyll in plants, but the photosynthetic and physiological characteristics of reduced chlorophyll variants under high light is not well understood.Physiological responses to high light intensity in the green stripe and yellow stripe leaf variants ofChlorophytumcapensevar.medio-pictumwere investigated in this study.The results showed that under normal light levels, PSⅡ activity of yellow stripe plants was lower than those of green stripe.However, the level of reactive oxygen species remained elevated.After 6 hours of high light stress, the level of reactive oxygen species and activity of antioxidant enzymes varied less in yellow stripe plants.Under a few minutes of high light stress, non-photochemical quenching increased in all tissues, but the non-photochemical quenching of the yellow stripe plants increased less than the others.These results demonstrated that excess light energy in yellow-stripe leaf tissue was not dissipated in the form of heat; furthermore, the level of non-photochemical quenching in yellow stripe plants was restored in a few minutes.

high light stress;Chlorophytumcomosumvar.medio-pictum; photosynthesis; chlorophyll fluorescence

10.11686/cyxb2015059

http://cyxb.lzu.edu.cn

2015-01-27；改回日期：2015-03-18

四川省教育廳青年項(xiàng)目(11ZB054)資助。

董立花(1989-)，女，河北邯鄲人，在讀碩士。E-mail:dlh_scau@163.com

*通信作者Corresponding author.E-mail:yuanming@sicau.edu.cn

董立花, 韓巧紅, 楊勇, 袁明.短時(shí)強(qiáng)光處理對(duì)金心吊蘭光合特性的影響.草業(yè)學(xué)報(bào), 2015, 24(12):245-252.

DONG Li-Hua, HAN Qiao-Hong, YANG Yong, YUAN Ming.Photosynthetic characteristics ofChlorophytumcapensevar.medio-pictumunder short duration high light intensity.Acta Prataculturae Sinica, 2015, 24(12):245-252.