盐胁迫对骆驼刺光合电子传递与碳同化的影响

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植物光合作用是受盐胁迫危害并限制植物生长和产量的重要生理过程,然而盐胁迫影响光合作用的机制还不清楚。本试验以豆科盐生植物骆驼刺(Alhagi pseudoalhagi)为研究对象,以豆科盐敏感植物绿豆(Vigna radiata)为对照,探索盐胁迫对其光合电子传递与碳同化的影响,阐述骆驼刺在盐胁迫下调控光合作用的部分机制。试验材料生长在网室自然光照下,蛭石盆栽,1/2 Hoaglands营养液培养,当幼苗达到一定大小时为骆驼刺设0(对照CK)、50、100及200 mM NaCl四个浓度梯度,对绿豆设0(对照CK)、50和100mM三个浓度梯度,在持续12d的盐胁迫过程中,分别在处理第2、4、8和12d测定叶绿素含量、叶绿素a荧光并计算出PSⅡ反应中心光能捕获效率(Fv/Fm)、最大光能转换效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、光合电子传递速率(ETR)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学荧光猝灭(qP)和非光化学荧光猝灭(NPQ)等参数,同时测定净光合速率(Pn)、光响应曲线和CO2响应曲线等光合作用参数,并测定叶片钠、钾离子的含量。结果表明,骆驼刺在50 mM盐胁迫下,随盐胁迫时间的延长Fv/Fm、Fv/Fm和Fv/Fo均有上升趋势,ETR、ΦPSⅡ、qP和表观量子效率均随盐胁迫时间的延长而明显上升,而NPQ明显下降;骆驼刺在100 mM和200 mM盐胁迫下,Fv/Fm、Fv/Fm、Fv/Fo,ΦPSⅡ、qP和表观量子效率等参数均随盐胁迫时间的延长而有下降趋势。对照植物绿豆在50-100 mM盐胁迫下,Fv/Fm、Fv/Fm、Fv/Fo、ΦPSⅡ、 qP、ETR和表观量子效率等参数均随盐胁迫时间的延长而显著降低,而NPQ显著上升。  骆驼刺在50 mM盐胁迫下,其Pn比对照明显上升(对照的118%),Rubisco酶羧化活性和RuBP再生能力也均比其他处理高,gs有上升趋势,Ci则显著较对照降低;骆驼刺在100 mM盐胁迫下,其Pn和gs到处理的第4d没有显著差异,而Ci有所下降。Pn和gs在处理8d开始显著下降,Ci开始上升;骆驼刺在200 mM盐胁迫下,其Pn比对照明显降低(对照的66%),gs随胁迫时间的延长而显著降低、而Ci显著上升。骆驼刺Rubisco酶羧化活性和RuBP再生能力均在100 mM与200 mM盐胁迫下,随盐胁迫时间的延长而降低。而绿豆在50 mM和100mM盐胁迫下,Pn和gs均随盐胁迫时间的延长而显著降低,Ci在处理前4d显著降低,处理第8d后显著上升。Rubisco酶羧化活性和RuBP再生能力均随盐胁迫时间的延长而降低。  以上述的结果得出结论,盐生植物骆驼刺在中度(50 mM)盐胁迫下,ΦPSⅡ、 qP、ETR和表观量子效率上升,从而RuBP再生能力得到提高进一步促进光合速率。而在高浓度盐胁迫下,光系统的功能以及碳同化能力下降,这导致光合作用的下降;盐敏感植物绿豆在50 mM和100 mM盐胁迫下,荧光参数结果显示ETR和光合能力(Pm)下降,因此推测绿豆在盐胁迫下RuBP再生能力下降导致光合速率的下降。
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