淹水胁迫对紫丁香幼苗叶片PSⅡ光化学活性的影响

2014-04-29 00:44李冬梅葛云花
安徽农业科学 2014年13期
关键词:紫丁香

李冬梅 葛云花

摘要

[目的] 为深入研究紫丁香的不耐淹水特性提供理论数据。[方法] 在盆栽条件下,研究了紫丁香幼苗叶片PSⅡ光化学活性对淹水胁迫的响应。[结果] 淹水前6 d对紫丁香幼苗叶片PSⅡ光化学活性的影响较小,而淹水6 d后紫丁香幼苗叶片Fv/Fm和PIABS明显降低。快相叶绿素荧光动力学参数的研究结果表明, PSⅡ光化学活性降低,而电子由Pheo向QA的传递在淹水胁迫下未受明显的抑制。淹水胁迫下紫丁香幼苗叶片单位反应中心吸收光能ABS/RC增加。 [结论]PSⅡ光化学活性对淹水胁迫较敏感。长期的淹水胁迫导致紫丁香幼苗叶片PSⅡ发生明显的光抑制。淹水胁迫导致紫丁香幼苗叶片PSⅡ电子受体侧由QA向QB的传递受阻, 从而导致QA被过度还原,QA-大量积累。淹水胁迫导致紫丁香幼苗有活性PSⅡ反应中心数量降低,通过以剩余有活性反应中心的功能增强的方式来维持淹水胁迫下PSⅡ的光能供应。

关键词 淹水胁迫;紫丁香;叶绿素荧光动力学曲线;PSⅡ

中图分类号 S685.26;Q945.79 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2014)13-03787-04

Abstract [Objective]The research aimed to provide the theoretical data for the no resistance to the flood features. [Method] The flooding stress response of PSⅡphotochemical activity in leaves of Syringa oblata seedlings was investigated under the potted conditions. [Result] Flooding had little effect on PSⅡ photochemical activity in leaves of Syringa oblata seedlings during the first six days, and Fv/Fm and PIABS in leaves of Syringa oblate seedling decreased obviously after six days. By using fast chlorophyll a fluorescence transients, PSⅡphotochemical activity decreased, but electron transfer from Pheo to QA wasnt significantly inhibited. ABS/RC under flooding stress was increased. [Conclusion]PSⅡ photochemical activity to flooding stress was more sensitive, and longterm flooding stress led to obvious photoinhibition in PSⅡ of Syringa oblate leaves. Flooding stress resulted in PSⅡ of Syringa oblate leaves electron acceptor side from QA to QB blocked, which led to excessive reduction of QA and the substantial accumulation of QA-. PSⅡ light energy supply was maintained under flooding stress by enhancing the function of remaining active reaction center under the decreasing number of active PSⅡ reaction center of flooded Syringa oblate seedling.

Key words Flooding stress; Syringa oblate; Chlorophyll a fluorescemce tramsient; PSⅡ

紫丁香(Syringa oblata)为木犀科(Oleaceae)丁香属(Syringa spp.)观花灌木,为哈尔滨市的市花。紫丁香不但冠型好、花期长、花香浓郁、花色鲜艳[1],而且具有极强的耐旱、耐寒、耐盐碱以及耐贫瘠等特点[2-3],是我国北方园林绿化中重要的植物[4-5]。丁香虽有较宽的生态幅,但有研究发现紫丁香具有不耐水淹的特性[6],特别是与暴马丁香(S.amurensis)和小叶丁香(S.microphylla)等品种相比,紫丁香的耐水淹性更差,淹水胁迫7 d左右紫丁香生长受到抑制,甚至死亡[7-8],但由于我国北方降水不规律、园林绿化地排水系统不良等,紫丁香的生长环境常受到淹水的危害,因此有必要深入研究淹水胁迫下紫丁香生理特性的响应。淹水胁迫对植物生长的抑制作用除了由根系低氧环境造成根系活力降低而引起其呼吸速率减慢(甚至造成无氧呼吸)以及矿质元素等吸收受到抑制外[9],还与淹水胁迫造成植物叶片叶绿素含量降低、气孔关闭、光合能力降低等因素有关[10]。植物淹水后叶片细胞的超微结构受到损伤,光合酶活性和PSⅡ反应中心活性降低[11-12]。有研究认为,不耐淹水植物PSⅡ光化学活性的降低是重要的反应现象,也是内在机理之一。但是,目前有关紫丁香淹水后PSⅡ光化学活性的响应特别是有关其电子传递以及能量分配方面的研究尚不够深入。为此,笔者研究了紫丁香叶片PSⅡ光化学活性对淹水胁迫的响应,为深入研究紫丁香的不耐淹水特性提供理论数据,为紫丁香的抗涝栽培以及合理的绿化配置提供一些基础数据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为1年生紫丁香幼苗,株高约0.3 m,无分枝。

1.2 试验处理

在2013年5月将幼苗移植于塑料花盆中,花盆高30 cm,直径30 cm,以体积比2∶1的草炭土与蛭石为培养基质,移栽5盆,即5次重复,每盆定植5株,共计25株,室外正常光温环境下生长,移栽后正常浇水和除草管理。在2013年7月,待幼苗进入旺盛生长期进行淹水处理。淹水采用“双套盆法”,即在原花盆上套一塑料袋,然后下方套一相同规格的花盆,浇水后保持水层没过土层表面2~3 cm,并且在处理期间随时补水。分别于淹水后第0、2、4、6、8、10和12天进行叶片快速叶绿素荧光动力学曲线(OJIP)的测定。

1.3 测定项目和方法

参考文献

[1] 张会慧,张秀丽,王娟,等.利用快相叶绿素荧光参数综合评价3种丁香的耐盐性[J].南京林业大学学报:自然科学版,2013,37(5):13-19.

[2] 安玉艳,梁宗锁,韩蕊莲.黄土高原3种乡土灌木的水分利用与抗旱适应性[J].林业科学,2011,47(10):8-15.

[3] 郭二果,王成,彭镇华,等.半干旱地区城市单位附属绿地绿化树种的选择——以神东矿区为例[J].林业科学,2007,43(7):35-43.

[4] 李海梅,何兴元,陈玮.沈阳城市森林主要绿化树种——丁香的光合特性研究[J].应用生态学报,2004,15(12):2245-2249.

[5] 严俊鑫,刘晓东,张晓娇,等.6种丁香的光合特性[J].东北林业大学学报,2008,36(7):23-24.

[6] 许小妍,李娟娟,张会慧,等.盐和淹水双重胁迫对3种丁香幼苗叶片叶绿素荧光特性的影响[J].东北林业大学学报,2012,40(11):48-52.

[7] 李娟娟,许晓妍,朱文旭,等.淹水胁迫对丁香叶绿素含量及荧光特性的影响[J].经济林研究,2012,30(2):43-47.

[8] 李娟娟,许晓妍,朱文旭,等.淹水胁迫对3种丁香生理指标的影响[J].林业科技,2012,37(2):8-10.

[9] HANK W,WILLIAM A,TIMOTHYD C.Conditions leading to high CO2 (>5 kPa) in waterlogged flooded soils and possible effects on root growth and metabolism[J].Annals of Botany,2006,98:9-32.

[10] 梁哲军,陶洪斌,王璞.淹水解除后玉米幼苗形态及光合生理特征恢复[J].生态学报,2009,29(7):3977-3986.

[11] 魏和平,利容千,王建波.淹水对玉米叶片细胞超微结构的影响[J].植物学报,2000,42(8):811-817.

[12] 杜克兵,许林,涂炳坤,等.淹水胁迫对2种杨树1年生苗叶片超微结构和光合特性的影响[J].林业科学,2010,46(6):58-64.

[13] ZHANG L T,GAO H Y,ZHANG Z S,et al.Multiple effects of inhibition of mitochondrial alternative oxidase pathway on photosynthetic apparatus in Rumex K1 leaves[J].Biologia Plantarum,2012,56(2):365-368.

[14] STRASSER R J,SRIVASTAVA A,GOVINDJEE.Polyphasic chlorophyll a fluorescence transient in plants and cyanobacteria[J].Photochemistry and Photobiology,1995,61(1):32-42.

[15] 张斌斌,许建兰,蔡志翔,等.淹水胁迫下2个李砧木品种光合特性变化及其与环境因子的关系[J].南京农业大学学报,2013,36(5):39-44.

[16] 袁琳,张利权,古志钦.入侵植物互花米草(Spartina alterniflora)叶绿素荧光对淹水胁迫的响应[J].环境科学学报,2010,30(4):882-889.

[17] 孙山,王少敏,王家喜,等.黑暗中脱水对金太阳杏离体叶片PSⅠ和PSⅡ功能的影响[J].园艺学报,2008,35(1):1-6.

[18] LI P M,CHENG L L,GAO H Y,et al.Heterogeneous behavior of PSⅡin soybean (Glycine max) leaves with identical PSⅡ photochemistry efficiency under different high temperature treatments[J].Journal of Plant Physiology,2009,166:1607-1615.

[19] STRASSER R J,SRIVASTAVA A,GOVINDJEE.Polyphasic chlorophyll a fluorescence transients[J].Photosynthesis Research,1997,52(2):147-155.

[20] 李耕,高辉远,赵斌,等.灌浆期干旱胁迫对玉米叶片光系统活性的影响[J].作物学报,2009,35(10):1916-1922.

[21] 邱念伟,周峰,顾祝军,等.5种松属树种光合功能及叶绿素快相荧光动力学特征比较[J].应用生态学报,2012,23(5):1181-1187.

[22] NADIA A A,DEWEZ D,DIDUR O,et al.Inhibition of photosystem Ⅱ photochemistry by Cr is caused by the alteration of both D1 protein and oxygen evolving complex[J].Photosynthesis Research,2006,89:81-87.

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