一氧化氮對(duì)弱光下小型大白菜幼苗生長及光合作用的影響

王麗梅，胡琳莉，朱永超，董愛玲，廖偉彪，張國斌，郁繼華

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院， 蘭州 730070)

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一氧化氮對(duì)弱光下小型大白菜幼苗生長及光合作用的影響

王麗梅，胡琳莉，朱永超，董愛玲，廖偉彪，張國斌，郁繼華*

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院， 蘭州 730070)

以水培的小型大白菜幼苗為材料，在前期篩選的總氮濃度(5 mmol/L)、銨硝配比(10∶90)和中度弱光(95～105 μmol·m-2·s-1)條件下，測(cè)定一氧化氮供體(硝普鈉，SNP)、抑制劑(L-NAME、NaN3)和清除劑(Hb)處理8 d后小型大白菜幼苗形態(tài)指標(biāo)及光合熒光參數(shù)，探討外源NO參與銨硝營養(yǎng)緩解小型大白菜幼苗遭受弱光脅迫的效應(yīng)。結(jié)果顯示：(1)在弱光脅迫條件下，單獨(dú)SNP、銨硝比液加SNP處理后小型大白菜幼苗地上地下部鮮重、葉面積均與對(duì)照CK差異不顯著，說明SNP、銨硝比液加SNP 處理均可以促進(jìn)弱光下小型大白菜幼苗的生長，緩解弱光脅迫傷害。(2)銨硝比液中添加NO抑制劑(L-NAME、NaN3)和NO清除劑(Hb)后，小型大白菜幼苗葉面積、地上地下部鮮重、凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、PSⅡ最大光量子產(chǎn)量(Fv/Fm)以及光合電子傳遞速率(ETR)均不同程度地降低，如L-NAME、NaN3和Hb處理的葉面積較CK分別顯著減小15%、24%和40%，其Pn則分別顯著減小31.2%、35.8%和56.7%。研究表明，添加NO抑制劑和清除劑處理降低了銨硝營養(yǎng)在弱光下對(duì)小型大白菜幼苗生長的緩解效果，從而證明NO參與了銨硝營養(yǎng)緩解弱光脅迫對(duì)小型大白菜幼苗光合作用的影響。

小型大白菜；弱光；一氧化氮；光合作用參數(shù)；葉綠素?zé)晒鈪?shù)

小型大白菜(Brassicapekinensis)，俗稱“娃娃菜”，屬于十字花科蕓薹屬白菜亞種， 是蘭州高原夏菜的主栽蔬菜之一[1]。近年來，受持續(xù)霧霾、陰雨等天氣的影響，大田栽培小型大白菜植株常遭受弱光的影響，現(xiàn)代化立體栽培中的植株在設(shè)施環(huán)境下也常受弱光脅迫，蔬菜產(chǎn)量品質(zhì)因此受到影響。

通過調(diào)節(jié)營養(yǎng)因子而促進(jìn)植物在弱光條件下的生長狀況，一直是農(nóng)業(yè)研究中的熱點(diǎn)之一。氮素是植物體內(nèi)蛋白質(zhì)、核酸、酶、葉綠素等以及許多內(nèi)源激素的組成部分，是植物體最重要的結(jié)構(gòu)物質(zhì)，參與調(diào)控植物體生化反應(yīng)的關(guān)鍵物質(zhì)酶及其輔基的合成[2-3]。植物吸收利用的主要無機(jī)態(tài)氮是銨態(tài)氮(NH4+-N) 和硝態(tài)氮 (NO3--N )[4-7]，研究認(rèn)為弱光會(huì)導(dǎo)致葉片內(nèi)硝酸還原酶活性降低，從而影響NO3--N 的吸收利用，為滿足植物對(duì)氮素的需求，弱光環(huán)境下應(yīng)適當(dāng)施加銨態(tài)氮肥[8-9]。前期研究證明適宜的銨硝比(10∶90)可以通過調(diào)節(jié)植株的光合作用和根系結(jié)構(gòu)緩解娃娃菜幼苗的弱光脅迫傷害[1]。

一氧化氮(NO) 是廣泛存在于植物組織中的信號(hào)分子，能夠調(diào)節(jié)植物的生長、發(fā)育，并參與植物體對(duì)各種逆境脅迫的響應(yīng)[10]。植物內(nèi)源NO主要通過NO合酶(NOS)、硝酸還原酶(NR)催化及其它酶促反應(yīng)(包括亞硝酸鹽NO還原酶和黃嘌呤氧化酶)和非酶促反應(yīng)合成的[11-13]。有研究表明，外源NO可以緩解滲透脅迫下黑麥草幼苗的生長[14]，增強(qiáng)干旱脅迫下萬壽菊外植體不定根的發(fā)生[10]，誘導(dǎo)番茄幼苗根系和葉片抗性物質(zhì)的分泌，增強(qiáng)其根系與葉片組織對(duì)過多銅的螯合能力，從而減緩銅脅迫對(duì)番茄幼苗的抑制作用[15]，然而NO緩解植物弱光脅迫方面的研究鮮有報(bào)道。因此，本試驗(yàn)探究了弱光條件下銨硝營養(yǎng)通過NO途徑對(duì)小型大白菜幼苗的生長及光合作用進(jìn)行調(diào)控，以期為高寒地區(qū)弱光環(huán)境下小型大白菜苗期施肥提供一定的技術(shù)指導(dǎo)和理論基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料和試劑

供試小型大白菜品種為“金娃娃”，種子購自甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院。種子經(jīng)55 ℃浸種、催芽后，挑選露白一致的種子播于穴盤的基質(zhì)(蛭石：珍珠巖=3∶1)中育苗。子葉出土后每2 d澆灌1次1/4倍霍格蘭(Hoagland)營養(yǎng)液，子葉展平后，每2 d澆灌1次1/2倍 Hoagland 營養(yǎng)液。待幼苗長至兩葉一心時(shí)，挑選生長一致的植株將根部洗凈，移栽于1 L塑料盆中進(jìn)行水培，用厚度為3 cm的泡沫塑料板做漂浮板，每盆栽6株，緩苗1 d后開始處理。

在進(jìn)行正式試驗(yàn)之前，需對(duì)藥劑濃度進(jìn)行篩選，包括硝普鈉(SNP，外源提供NO)、一氧化氮合酶(NOS)抑制劑(L-NAME，抑制NOS合成NO途徑)、硝酸還原酶(NR)抑制劑疊氮化鈉(NaN3，抑制硝酸還原酶合成NO途徑)、NO清除劑牛血紅蛋白(Hb，清除植物體內(nèi)NO)，分別設(shè)定濃度梯度處理，然后對(duì)植株葉面積，地上地下鮮重等進(jìn)行測(cè)定，篩選出最適濃度SNP (100 μmol/L)以及中度抑制效應(yīng)的L-NAME 濃度(25 μmol/L)，NaN3濃度(50 μmol/L)和Hb 濃度(0.1%)。本試驗(yàn)中總氮濃度為5 mmol/L，營養(yǎng)液組分為KNO31.91 mmol/L、Ca(NO3)2·4H2O 1.295 mmol/L、KCl 0.764 mmol/L、CaCl20.163 mmol/L、KH2PO40.426 mmol/L、NH4H2PO40.347 mmol/L、NH4Cl 0.152 mmol/L、MgSO4·7H2O 2.00 mmol/L，微量元素使用Arnon配方加入。100 μmol/L SNP降解最多可生成1 μmol/L NO2-副產(chǎn)物[16]，因此，NO2-副產(chǎn)物對(duì)試驗(yàn)結(jié)果不會(huì)造成顯著影響。試驗(yàn)所用試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

該試驗(yàn)于2015年3～9月在甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院進(jìn)行，試驗(yàn)共設(shè) CK(適宜銨硝配比，NH4+∶NO3-=10∶90)、SNP(蒸餾水+SNP)、N+SNP(適宜銨硝比+SNP)、N+L-NAME(適宜銨硝比+L-NAME)、N+NaN3(適宜銨硝比+ NaN3)和N+Hb(適宜銨硝比+Hb)等6個(gè)處理。處理液中需加入7 μmol/L的二氰胺作為硝化抑制劑，以防止?fàn)I養(yǎng)液中NH4+轉(zhuǎn)化為NO3-[17]。在光照強(qiáng)度 95～105 μmol·m-2·s-1(中度弱光脅迫)、光周期12 h/12 h、晝/夜溫度(22±1)℃/(18±1)℃、濕度為60%的光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行水培試驗(yàn)，為了避免根系缺氧的影響，每2 d 更換1 次處理液，處理第8天開始測(cè)定取樣各項(xiàng)指標(biāo)。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.3.1 鮮重 每個(gè)處理選3株進(jìn)行測(cè)定，擦干植株根部水分， 采用電子天平(千分之一)分別稱量幼苗地上地下部重量，重復(fù)3次，取平均值。

1.3.2 葉面積 使用YMJ-C型葉面積測(cè)量儀(浙江托普儀器有限公司)測(cè)定，整株的葉片全部剪下一起測(cè)定(不包括兩片子葉)，記錄該株的總?cè)~面積，每個(gè)處理測(cè)3株，取平均值。

1.3.3 光合色素含量 采用80%丙酮浸提法[18]測(cè)定，取第2片功能葉片，用直徑0.8 cm的打孔器打成圓葉片，稱取0.1 g放入25 mL具塞試管中，加入10 mL 80%丙酮，黑暗處提取48 h至葉片呈白色，震蕩混勻后于663 nm、645 nm、470 nm波長下測(cè)定吸光度值(OD)。每個(gè)處理3次重復(fù)，按照公式計(jì)算各光合色素濃度和含量，取平均值。

1.3.4 氣體交換參數(shù) 氣體交換參數(shù)用CIRAS-2 型(PP-system，英國)便攜式光合系統(tǒng)測(cè)定，光照強(qiáng)度(PFD)、CO2濃度和葉溫分別由CIRAS-2 的可調(diào)光源、內(nèi)置式可調(diào)CO2供氣系統(tǒng)和可調(diào)溫度監(jiān) 控裝置控制。在CO2濃度360 μmol/mol、環(huán)境溫度25 ℃、PFD 800 μmol·m-2·s-1、相對(duì)濕度75%的條件下測(cè)定凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci)和蒸騰速率(Tr)，每個(gè)處理測(cè)定3株，每株重復(fù)3次，最后取平均值。

1.3.5 葉綠素?zé)晒鈪?shù) 將小型大白菜幼苗暗適應(yīng)20 min 后剪下葉片，在25 ℃條件下采用調(diào)制葉綠熒光成像系統(tǒng)IMAGING-PAM(德國WALZ公司) 進(jìn)行葉綠素?zé)晒鈪?shù)測(cè)定。每個(gè)處理測(cè)3株，取每株的第2 片功能葉片，且每片葉子取3個(gè)點(diǎn)測(cè)定，最后取平均值。儀器工作參數(shù)為：檢測(cè)光強(qiáng)度0.1 μmol·m-2·s-1，光化光強(qiáng)度11 μmol·m-2·s-1，飽和脈沖光強(qiáng)度2 700 μmol·m-2·s-1，脈沖光0.8 s，每隔20 s打開1次。設(shè)定參數(shù)后，首先測(cè)葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)曲線，獲得初始熒光(F0) 、最大熒光(Fm) 、PSⅡ最大光化學(xué)量子產(chǎn)量(Fv/Fm) 、光化學(xué)淬滅系數(shù)(qP) 和非光化學(xué)淬滅系數(shù) (NPQ) 等葉綠素?zé)晒鈪?shù)。在IMAGING-PAM的光響應(yīng)曲線(light curve) 窗口設(shè)置光合有效輻(PAR) 梯度為0、11、31、84、146、231、281、336、396、461、611、801、1 251 μmol·m-2·s-1，相鄰2 個(gè)梯度間隔20 s，然后直接測(cè)定光響應(yīng)曲線，獲得PSⅡ電子傳遞速率(ETR) 等參數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2003軟件處理數(shù)據(jù)和繪圖，SPSS 21.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用Duncan’s 新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 NO對(duì)弱光下小型大白菜幼苗生長的影響

由表1可知，在弱光條件下，SNP和N+SNP處理的大白菜幼苗地上鮮重、地下鮮重均高于對(duì)照N(CK)，但兩者間及其與對(duì)照之間均無顯著性差異；在添加NOS抑制劑L-NAME、NR抑制劑NaN3和NO清除劑Hb后，幼苗地上部鮮重分別比CK減小2.5%、12.3%和20.2%，地下鮮重則分別降低11.4%、38.1%和49.2%，且Hb處理降幅均達(dá)到顯著水平，而NOS抑制劑處理鮮重又顯著高于NO清除劑處理；同時(shí)，各處理小型大白菜幼苗在弱光下培養(yǎng)8 d后，添加外源SNP處理(SNP和N+SNP處理)幼苗總?cè)~面積與CK沒有顯著差異，而添加NO合酶抑制劑L-NAME、NR抑制劑NaN3和NO清除劑Hb處理幼苗總?cè)~面積均比CK顯著降低，其降幅分別為15.0%、21.9%和40.3%。另外，各處理小型大白菜的形態(tài)上表現(xiàn)出同樣的規(guī)律(圖1)。其中，SNP、N+SNP處理均可以緩解弱光脅迫的傷害，雖幼苗地上部形態(tài)與CK差異不明顯，但由于NO可促進(jìn)側(cè)根的發(fā)育，所以地下生長較CK稍好，且N+SNP較CK、SNP存在加成效應(yīng)；然而NO抑制劑、清除劑的添加明顯減弱了小型大白菜幼苗地上、地下的生長。由此可見，弱光條件下適宜銨硝營養(yǎng)中添加NO抑制劑和清除劑后明顯抑制小型大白菜地上、地下部鮮重，顯著降低了幼苗總?cè)~面積，抑制了幼苗的生長，尤其是NO清除劑Hb處理的效應(yīng)最明顯。

2.2 NO對(duì)弱光下小型大白菜幼苗光合色素含量的影響

由表2可以看出，弱光條件下，小型大白菜幼苗葉綠素a、葉綠素b、葉綠素a+b、類胡蘿卜素含量在SNP處理下比CK分別顯著升高17.18%、8.36%、14.61%和29.34%，而在N+SNP處理下雖有比CK降低的趨勢(shì)，但均未達(dá)到顯著水平；以上各光合色素含量在添加一氧化氮合酶抑制劑L-NAME和硝酸還原酶抑制劑NaN3后均與CK無顯著差異，而在添加NO清除劑牛血紅蛋白Hb后比 CK分別顯著增加35.85%、34.82%、35.63%和52.69%。同時(shí)，小型大白菜幼苗葉綠素a/b除在單獨(dú)SNP處理下比CK顯著升高外，在其他處理下均與CK無顯著性差異。弱光處理一定時(shí)間后植物葉片葉綠素含量的增加是其對(duì)環(huán)境的一種適應(yīng)性表現(xiàn)[19]，因此在NO抑制劑、清除劑處理后幼苗葉綠素含量反而增加。由此可見，銨硝營養(yǎng)和SNP均能夠緩解弱光對(duì)小型大白菜幼苗葉綠素的影響，以維持葉片葉綠素含量及構(gòu)成的穩(wěn)定性。

2.3 NO對(duì)弱光下小型大白菜幼苗氣體交換參數(shù)的影響

表3顯示，小型大白菜幼苗凈光合速率Pn在外源NO處理(SNP)后與CK差異不顯著，在N+SNP處理后比CK顯著提高，而在添加NOS抑制劑L-NAME、NR抑制劑NaN3和NO清除劑Hb后均比CK分別顯著減小31.2%、35.8%和56.7%；幼苗氣孔導(dǎo)度Gs在各處理均顯著低于對(duì)照，降幅分別為6.02%、11.82%、35.69%、30.24和74.28%；幼苗胞間CO2濃度Ci僅在NO清除劑Hb處理后顯著低于對(duì)照，其他處理均與對(duì)照差異不顯著；幼苗蒸騰速率Tr在SNP、N+SNP處理下與對(duì)照差異不顯著，在N+L-NAME、N+NaN3和N+Hb處理下均顯著低于對(duì)照。隨著NO抑制劑和清除劑的加入，在幼苗Pn下降時(shí)，其Gs與Ci同時(shí)下降，說明弱光脅迫下小型大白菜幼苗光合作用下降是由氣孔因素引起的[20]。由此可見，外源NO可以增強(qiáng)植物的光合作用效率，為植物積累更多的有機(jī)物質(zhì)。

圖1 NO對(duì)弱光下小型大白菜幼苗形態(tài)的影響Fig. 1 Influence of nitric oxide on leaf morphology of B. pekinensis seedlings under low light intensity

處理Treatment地上鮮重Freshweightofshoot/g地下鮮重Freshweightofroot/g總?cè)~面積Totalleafarea/cm2N(CK)0.684±0.008abc0.063±0.003ab27.91±1.03aSNP0.724±0.010ab0.084±0.009a26.90±1.82abN+SNP0.781±0.043a0.081±0.010a28.28±1.47aN+L-NAME0.667±0.022bc0.058±0.001bc23.72±1.24bcN+NaN30.600±0.049cd0.039±0.006cd21.81±1.8cN+Hb0.546±0.042d0.032±0.004d16.66±0.78d

注：N(CK).5 mmol/L N (NH4+/NO3-=10/90 ); SNP.100 μmol/L SNP; L-NAME.25 μmol/L L-NAME; NaN3.50 μmol/L NaN3; H b.0.1%Hb;同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異達(dá)5%顯著水平。下同

Note： N(CK).5 mmol/L N (NH4+/NO3-=10/90 ); SNP.100 μmol/L SNP;L-NAME.25 μmol/L L-NAME;NaN3.50 μmol/L NaN3; H b.0.1%Hb;Different hormal letters in a column mean significant difference at the 5% level. The same as below

表2 NO對(duì)弱光下小型大白菜幼苗光合色素含量的影響

2.4 NO對(duì)弱光下小型大白菜幼苗葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響

Fv/Fm是指PSⅡ原初光能轉(zhuǎn)化效率，F(xiàn)v/Fm下降是光合作用光抑制的重要特征[21]。Y(Ⅱ) 常用來表示植物光合作用電子傳遞的量子產(chǎn)額，可作為植物葉片光合電子傳遞速率快慢的相對(duì)指標(biāo)。熒光猝滅是葉綠體耗散能量的一種途徑，分為光化學(xué)猝滅qP 和非光化學(xué)猝滅NPQ兩種。由表4和圖2可以看出，小型大白菜幼苗的Fv/Fm在SNP、N+SNP處理下與對(duì)照CK無顯著差異，而在L-NAME、NaN3和Hb處理下分別比CK顯著降低7.69%、13.85%和12.08%；幼苗Y(Ⅱ)和qP均僅在NaN3處理下比對(duì)照CK分別顯著降低43.75%和48.39%，其余處理均與對(duì)照無顯著差異；幼苗NPQ值在N+SNP處理中與CK差異不顯著，其他各處理較CK分別顯著降低28.57%、42.86%、28.57%和42.86%。這表明SNP、N+SNP處理同銨硝營養(yǎng)有相似的作用，能夠提高弱光脅迫下小型大白菜幼苗葉片PSⅡ的光能利用效率。

2.5 NO對(duì)弱光下小型大白菜幼苗ETR光響應(yīng)曲線的影響

弱光脅迫下各處理小型大白菜幼苗電子傳遞速率(ETR)隨光合有效輻射(PAR)的變化如圖3所示。其中，CK、SNP和N+SNP處理小型大白菜幼苗ETR比較接近，整體均高于N+L-NAME、N+NaN3、N+Hb處理；當(dāng)PAR達(dá)到801 μmol·m-2·s-1時(shí)，N+L-NAME和N+Hb處理均出現(xiàn)最高峰，其他各處理均表現(xiàn)出持續(xù)上升趨勢(shì)；N+NaN3處理電子傳遞速率在PAR達(dá)到801 μmol·m-2·s-1之前明顯低于其他處理，而對(duì)在PAR達(dá)到1 251 μmol·m-2·s-1時(shí)，其電子傳遞速率高于N+L-NAME和N+Hb處理。以上結(jié)果說明NO對(duì)銨硝營養(yǎng)緩解弱光下小型大白菜過程中電子傳遞速率的提高有促進(jìn)作用。

表3 NO對(duì)弱光下小型大白菜幼苗氣體交換參數(shù)的影響

表4 NO對(duì)弱光下小型大白菜幼苗葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響

每張葉片上的3個(gè)圓圈表示在該葉片上取了3個(gè)點(diǎn)，圖中的數(shù)字是Fv/Fm的值，顏色越深值越大圖2 NO對(duì)弱光下小型大白菜幼苗熒光參數(shù)Fv/Fm影響Three circles in each leaf mean sampling 3 points in the leaf, numbers in the figure mean Fv/Fm value, the deeper the color, the greater the valueFig. 2 Influence of nitric oxide on Fv /Fm images of B. pekinensis seedlings under low light intensity

圖3 各處理小型大白菜幼苗在弱光下的ETR光響應(yīng)曲線Fig. 3 ETR light response curves of B. pekinensis seedlings under low light intensity with different treatments

3 結(jié)論與討論

光合色素參與植物光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化，是反映光合能力的一個(gè)重要指標(biāo)。植物在一定范圍內(nèi)對(duì)光環(huán)境有很強(qiáng)的自我適應(yīng)能力與調(diào)節(jié)能力，一些植物在弱光下會(huì)通過合成大量的葉綠素去捕獲更多的光能[22]；葉綠素a/b可反映類囊體的垛疊程度，類囊體的垛疊程度越高，光抑制越不容易發(fā)生，植株抵御逆境脅迫的能力就越強(qiáng)[23-24]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，單獨(dú)外源NO(SNP)和添加NO清除劑牛血紅蛋白(Hb)處理后，小型大白菜幼苗葉綠素a、葉綠素b、葉綠素a+b含量明顯上升，而單獨(dú)外源NO(SNP)處理后的葉綠素a/b顯著高于其他處理，可能是SNP釋放的NO增加了類囊體的堆疊程度，緩解了弱光脅迫對(duì)小型大白菜幼苗生長的抑制，這與劉建新等[14]對(duì)黑麥草的研究相似；同時(shí)，也許N+Hb處理沒有增加類囊體堆疊程度，可能只是通過葉綠素含量增加來響應(yīng)弱光脅迫。

同時(shí)，植物光合色素吸收的光能主要經(jīng)過以下三種途徑被利用：光化學(xué)反應(yīng)(光合作用)、非光化學(xué)熱耗散以及以葉綠素?zé)晒庑问胶纳⒌倪^剩光能，光化學(xué)反應(yīng)和熱耗散的變化會(huì)引起葉綠素?zé)晒獯銣邕^程的相應(yīng)變化[25]。光對(duì)光合作用的影響主要表現(xiàn)在為同化提供動(dòng)力，作為葉綠體發(fā)育和葉綠素形成的必要條件，因此光照強(qiáng)度對(duì)植物的影響直接體現(xiàn)在對(duì)光合作用的影響[26]。本試驗(yàn)中，SNP處理小型大白菜幼苗的Pn與對(duì)照相比無顯著差異，N+SNP處理小型大白菜幼苗的Pn明顯高于對(duì)照和SNP處理，說明外源NO可逆轉(zhuǎn)弱光脅迫下小型大白菜由氣孔因素引起的光合速率的降低；添加NO抑制劑和清除劑使幼苗Pn、Gs、Tr均顯著下降，抑制了光合作用所需的碳源，以及小型大白菜幼苗葉片光合碳同化物形成時(shí)所需ATP、NADP等同化力的形成，進(jìn)而抑制了光合作用的正常進(jìn)行[27]。

其次，葉綠素?zé)晒馐侵参矬w內(nèi)光合量子效率調(diào)節(jié)的一個(gè)重要方面，是光合作用的探針，它分為光化學(xué)猝滅和非光化學(xué)猝滅兩類。光化學(xué)猝滅系數(shù)(qP)反映了PS Ⅱ天線色素吸收的光能用于光化學(xué)傳遞的份額，非光化學(xué)猝滅系數(shù)(NPQ)反映了PSⅡ天線色素吸收的光能不能用于光合電子傳遞而以熱的形式耗散掉的光能部分[28]。本試驗(yàn)表明，SNP和N+SNP處理的小型大白菜幼苗葉片同化CO2能力不變，對(duì)葉綠體中ATP和NADPH 的需求不變，致使其Fv/Fm和YⅡ不變 ；與此同時(shí)，PSⅡ反應(yīng)中心過剩的光能(不能用于光合電子傳遞而以熱的形式耗散掉)減少，從而引起NPQ 的下降；加入NO抑制劑(N+L-NAME, N+NaN3)和清除劑Hb后，F(xiàn)v/Fm、Y(Ⅱ)、qP、NPQ均降低，說明此時(shí)葉綠素的PSⅡ反應(yīng)中心受到損傷，光合活性下降，減弱了銨硝營養(yǎng)緩解弱光脅迫對(duì)小型大白菜幼苗光化學(xué)反應(yīng)效率的影響，降低了其能量代謝水平。

另外，小型大白菜幼苗電子傳遞速率ETR隨著光照強(qiáng)度的增大整體呈上升趨勢(shì)，并當(dāng)PAR達(dá)到801 μmol·m-2·s-1時(shí)，N+L-NAME處理和N+Hb處理的ETR出現(xiàn)拐點(diǎn)，該點(diǎn)可能是光飽和點(diǎn)。弱光下小型大白菜對(duì)光照強(qiáng)度的需求降低，因此隨著光照強(qiáng)度的增加電子傳遞速率逐漸下降；幼苗ETR在NO抑制劑、清除劑處理后下降，可能是由于PSⅠ電子傳遞受阻或活性下降[29]，從而消除了銨硝營養(yǎng)對(duì)弱光脅迫下小型大白菜幼苗光合電子傳遞速率的提高。

綜上所述， SNP、N+SNP處理能與CK一樣可有效緩解小型大白菜幼苗遭受的弱光脅迫，且N+SNP作用更加明顯；然而NO抑制劑和清除劑的添加能不同程度抑制幼苗光合熒光特性，導(dǎo)致幼苗葉面積及地上地下鮮重減小，因此說明NO參與銨硝營養(yǎng)緩解弱光脅迫下小型大白菜幼苗的生長，且硝酸還原酶(NR)途徑可能是主要途徑。該研究為探討銨硝營養(yǎng)緩解小型大白菜弱光脅迫的機(jī)理奠定了基礎(chǔ)。

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(編輯:裴阿衛(wèi))

Influence of Nitric Oxide on Growth and Photosynthesis ofBrassicapekinensisSeedlings under Low Light Intensity

WANG Limei, HU Linli, ZHU Yongchao, DONG Ailing,LIAO Weibiao, ZHANG Guobin, YU Jihua*

(College of Horticulture，Gansu Agricultural University，Lanzhou 730070)

Under the early filtered total nitrogen 5 mmol/L, ammonium: nitrate (10∶90) and moderate low light level, hydroponic mini Chinese cabbage seedlings was employed to study NO donor, inhibitor(L-NAME，NaN3) and scavenger(Hb) conducted for 8 days. The morphological parameters and photosynthesis fluorescent parameters of mini Chinese cabbage seedlings were measured. To probe exogenous NO involved in the ammonium and nitrate regulation of mini Chinese cabbage seedlings growth under low light intensity stress. The results indicated that: (1) plants supplied with SNP compared with CK increased chlorophyll content，but had no significant difference in fresh weight of shoot and root，total leaf area, the photosynthetic characteristics and chlorophyll fluorescence parameters. (2) When the NO scavenger (Hb) and inhibitor(L-NAME, NaN3) were added into the ammonium nitrate solution, the shoot and root of fresh weight, total leaf areas, net photosynthetic rate(Pn), stomatal conductance(Gs), maximum quantum yield of PSⅡ(Fv/Fm), electron transport rate(ETR) of plants decreased in different levels. Compared with CK, total leaf area decreased 15%, 24% and 40%, Pn declined 31.2%, 35.8% and 56.7%. Taken all together, NO scavenger and inhibit can obviously eliminate the promotion effect of moderate ammonium: nitrate in mini Chinese cabbages seedling growth under low light intensity. Moreover, exogenous NO has the same function with moderate ammonium: nitrate, which can promote the growth of mini Chinese cabbage seedling under low light intensity stress. Therefore, NO involved in the moderate ammonium: nitrate(10: 90) promotion of photosynthetic characteristics of mini Chinese cabbages seedlings under low light intensity stress.

Brassicapekinensis；low light intensity; nitric oxide; photosynthetic characteristics; chlorophyll fluorescence

1000-4025(2016)08-1615-08

10.7606/j.issn.1000-4025.2016.08.1615

2015-12-10;修改稿收到日期:2016-07-25

國家自然科學(xué)基金( 31260473)；甘肅省自然科學(xué)基金(145RJZA201)；國家大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)體系項(xiàng)目(CARS-25-C-07)

王麗梅(1990-)，女，在讀碩士研究生，主要從事蔬菜栽培與生理研究。E-mail：1271354536@qq.com

*通信作者:郁繼華，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事蔬菜栽培生理及設(shè)施作物生產(chǎn)研究。E-mail：yujihua@gsau.edu .cn

Q945.78

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