强光波动频率影响黄瓜光合作用适应

【作者】 张雅君； 乔美玉； 刘立安； 石雷； 姜闯道；

【机构】 中国科学院植物研究所中国科学院北方资源植物重点实验室； 中国科学院大学；

【摘要】 【研究背景】尽管前人对植物适应光环境的机制做了大量研究,,但是这些研究多以稳态或恒定光强为主,不能很好的反映光环境的复杂性。目前,越来越多的研究表明自然条件下植物往往暴露在波动光下。为研究光环境的波动性是否影响植物生长和光合作用适应,本研究进行了细致地研究。【材料与方法】本研究以黄瓜为材料,比较不同频率的波动光(T1、T2和T3)与弱光下(T4)植物的生长、叶绿素含量、气体交换、叶绿素荧光的变化,希望阐明植物适应波动光的机制。【结果与分析】实验结果显示,相对于弱光处理,强光处理下(T1、T2和T3)株高、生物量、叶面积和比叶重均明显较高;且随着波动频率的增加,这些值降低。相对于弱光处理(T4),强光处理下(T1、T2和T3)叶绿素总量降低,且随着波动光频率的增加,叶绿素a/b的比值降低。强光下生长的黄瓜其光合速率、气孔导度和水分利用效率,均比弱光下(T4)的高,且差异显著;随着强光波动频率的增加,光合速率和气孔导度略有下降,水分利用效率也呈下降趋势。同时,增加强光波动频率能够导致天线转化效率降低和非光化学猝灭增加。荧光诱导动力学的结果显示,各处理间的OJIP曲线差异较小,主要差异在Ⅰ点,T4的Ⅰ点最高,T1和T2处于中间,T3最小。结果暗示波动频率较大时,植物的光系统Ⅱ的活性会降低。【结论】波动光下,黄瓜生长弱于恒定光下的植株;植物可以通过调节叶绿素含量,光系统Ⅱ活性和非光化学猝灭适应波动强光。更多还原