高温强光下Ca²⁺对花生光系统的保护作用

【作者】 王芳； 孟静静； 杨莎； 郭峰； 万书波； 孟庆伟； 李新国；

【机构】 山东农业大学生命科学学院； 山东省农业科学院高新技术研究中心；

【摘要】 高温强光胁迫是影响我国花生产量的主要因素之一,高温强光下花生吸收的光能来不及耗散,由光激发产生的多余电子就会通过Mehler反应传到O₂产生活性氧在光合器官积累,而活性氧积累很容易对光系统造成伤害。有研究表明钙离子可以缓解环境胁迫对植物的伤害。我们以花生（Arachis hypogaea L.）品种花育22为研究对象,采用不同的钙离子浓度处理(Ommol L^-1、6mmol L^-1、12mmol L^-1),取生长15-25天的植株,选取生长一致的功能叶片进行离体高温强光处理,每一处理3个重复。温度为42℃,光强定为1200μmo1·m²·s^-1,分别测定了活性氧的积累,荧光参数F_V/F_M、qp,MDA含量、SOD、CAT、APX、脯氨酸含量、可溶性糖含量、类囊体膜等指标,并通过BN-PAGE探究高温强光下钙离子对类囊体膜的影响。通过研究发现,6mmol L^-1、12mmol L^-1处理的花生植株相对于Ommol L^-1处理的不同酶活性高、可溶性糖和脯氨酸含量高,MDA积累量少,随着钙离子浓度的升高,最大光化学效率F_V/_M和光学学猝灭系数qp越高。说明钙离子可以提高花生酶活性,增加保护性物质的积累,减少有害物质MDA的积累从而减少膜质的过氧化,增加了PSII的开放程度,减少过剩光能对PSII的伤害,保护花生的光系统。BN-PAGE的研究结果发现6mmol L^-1和12mmol L^-1Ca²⁺处理植株类囊体膜降解明显减少,说明钙离子可以保护类囊体膜蛋白的降解。更多还原