一氧化氮对弱光下小型大白菜幼苗生长及光合作用的影响

王丽梅，胡琳莉，朱永超，董爱玲，廖伟彪，张国斌，郁继华

(甘肃农业大学 园艺学院， 兰州 730070)



一氧化氮对弱光下小型大白菜幼苗生长及光合作用的影响

王丽梅，胡琳莉，朱永超，董爱玲，廖伟彪，张国斌，郁继华*

(甘肃农业大学 园艺学院， 兰州 730070)

以水培的小型大白菜幼苗为材料，在前期筛选的总氮浓度(5 mmol/L)、铵硝配比(10∶90)和中度弱光(95～105 μmol·m-2·s-1)条件下，测定一氧化氮供体(硝普钠，SNP)、抑制剂(L-NAME、NaN3)和清除剂(Hb)处理8 d后小型大白菜幼苗形态指标及光合荧光参数，探讨外源NO参与铵硝营养缓解小型大白菜幼苗遭受弱光胁迫的效应。结果显示：(1)在弱光胁迫条件下，单独SNP、铵硝比液加SNP处理后小型大白菜幼苗地上地下部鲜重、叶面积均与对照CK差异不显著，说明SNP、铵硝比液加SNP 处理均可以促进弱光下小型大白菜幼苗的生长，缓解弱光胁迫伤害。(2)铵硝比液中添加NO抑制剂(L-NAME、NaN3)和NO清除剂(Hb)后，小型大白菜幼苗叶面积、地上地下部鲜重、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、PSⅡ最大光量子产量(Fv/Fm)以及光合电子传递速率(ETR)均不同程度地降低，如L-NAME、NaN3和Hb处理的叶面积较CK分别显著减小15%、24%和40%，其Pn则分别显著减小31.2%、35.8%和56.7%。研究表明，添加NO抑制剂和清除剂处理降低了铵硝营养在弱光下对小型大白菜幼苗生长的缓解效果，从而证明NO参与了铵硝营养缓解弱光胁迫对小型大白菜幼苗光合作用的影响。

小型大白菜；弱光；一氧化氮；光合作用参数；叶绿素荧光参数

小型大白菜(Brassicapekinensis)，俗称“娃娃菜”，属于十字花科芸薹属白菜亚种， 是兰州高原夏菜的主栽蔬菜之一[1]。近年来，受持续雾霾、阴雨等天气的影响，大田栽培小型大白菜植株常遭受弱光的影响，现代化立体栽培中的植株在设施环境下也常受弱光胁迫，蔬菜产量品质因此受到影响。

通过调节营养因子而促进植物在弱光条件下的生长状况，一直是农业研究中的热点之一。氮素是植物体内蛋白质、核酸、酶、叶绿素等以及许多内源激素的组成部分，是植物体最重要的结构物质，参与调控植物体生化反应的关键物质酶及其辅基的合成[2-3]。植物吸收利用的主要无机态氮是铵态氮(NH4+-N) 和硝态氮 (NO3--N )[4-7]，研究认为弱光会导致叶片内硝酸还原酶活性降低，从而影响NO3--N 的吸收利用，为满足植物对氮素的需求，弱光环境下应适当施加铵态氮肥[8-9]。前期研究证明适宜的铵硝比(10∶90)可以通过调节植株的光合作用和根系结构缓解娃娃菜幼苗的弱光胁迫伤害[1]。

一氧化氮(NO) 是广泛存在于植物组织中的信号分子，能够调节植物的生长、发育，并参与植物体对各种逆境胁迫的响应[10]。植物内源NO主要通过NO合酶(NOS)、硝酸还原酶(NR)催化及其它酶促反应(包括亚硝酸盐NO还原酶和黄嘌呤氧化酶)和非酶促反应合成的[11-13]。有研究表明，外源NO可以缓解渗透胁迫下黑麦草幼苗的生长[14]，增强干旱胁迫下万寿菊外植体不定根的发生[10]，诱导番茄幼苗根系和叶片抗性物质的分泌，增强其根系与叶片组织对过多铜的螯合能力，从而减缓铜胁迫对番茄幼苗的抑制作用[15]，然而NO缓解植物弱光胁迫方面的研究鲜有报道。因此，本试验探究了弱光条件下铵硝营养通过NO途径对小型大白菜幼苗的生长及光合作用进行调控，以期为高寒地区弱光环境下小型大白菜苗期施肥提供一定的技术指导和理论基础。

1 材料和方法

1.1 试验材料和试剂

供试小型大白菜品种为“金娃娃”，种子购自甘肃省农业科学院。种子经55 ℃浸种、催芽后，挑选露白一致的种子播于穴盘的基质(蛭石：珍珠岩=3∶1)中育苗。子叶出土后每2 d浇灌1次1/4倍霍格兰(Hoagland)营养液，子叶展平后，每2 d浇灌1次1/2倍 Hoagland 营养液。待幼苗长至两叶一心时，挑选生长一致的植株将根部洗净，移栽于1 L塑料盆中进行水培，用厚度为3 cm的泡沫塑料板做漂浮板，每盆栽6株，缓苗1 d后开始处理。

在进行正式试验之前，需对药剂浓度进行筛选，包括硝普钠(SNP，外源提供NO)、一氧化氮合酶(NOS)抑制剂(L-NAME，抑制NOS合成NO途径)、硝酸还原酶(NR)抑制剂叠氮化钠(NaN3，抑制硝酸还原酶合成NO途径)、NO清除剂牛血红蛋白(Hb，清除植物体内NO)，分别设定浓度梯度处理，然后对植株叶面积，地上地下鲜重等进行测定，筛选出最适浓度SNP (100 μmol/L)以及中度抑制效应的L-NAME 浓度(25 μmol/L)，NaN3浓度(50 μmol/L)和Hb 浓度(0.1%)。本试验中总氮浓度为5 mmol/L，营养液组分为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-副产物[16]，因此，NO2-副产物对试验结果不会造成显著影响。试验所用试剂均为国产分析纯。

1.2 试验设计

该试验于2015年3～9月在甘肃农业大学园艺学院进行，试验共设 CK(适宜铵硝配比，NH4+∶NO3-=10∶90)、SNP(蒸馏水+SNP)、N+SNP(适宜铵硝比+SNP)、N+L-NAME(适宜铵硝比+L-NAME)、N+NaN3(适宜铵硝比+ NaN3)和N+Hb(适宜铵硝比+Hb)等6个处理。处理液中需加入7 μmol/L的二氰胺作为硝化抑制剂，以防止营养液中NH4+转化为NO3-[17]。在光照强度 95～105 μmol·m-2·s-1(中度弱光胁迫)、光周期12 h/12 h、昼/夜温度(22±1)℃/(18±1)℃、湿度为60%的光照培养箱中进行水培试验，为了避免根系缺氧的影响，每2 d 更换1 次处理液，处理第8天开始测定取样各项指标。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 鲜重 每个处理选3株进行测定，擦干植株根部水分， 采用电子天平(千分之一)分别称量幼苗地上地下部重量，重复3次，取平均值。

1.3.2 叶面积 使用YMJ-C型叶面积测量仪(浙江托普仪器有限公司)测定，整株的叶片全部剪下一起测定(不包括两片子叶)，记录该株的总叶面积，每个处理测3株，取平均值。

1.3.3 光合色素含量 采用80%丙酮浸提法[18]测定，取第2片功能叶片，用直径0.8 cm的打孔器打成圆叶片，称取0.1 g放入25 mL具塞试管中，加入10 mL 80%丙酮，黑暗处提取48 h至叶片呈白色，震荡混匀后于663 nm、645 nm、470 nm波长下测定吸光度值(OD)。每个处理3次重复，按照公式计算各光合色素浓度和含量，取平均值。

1.3.4 气体交换参数 气体交换参数用CIRAS-2 型(PP-system，英国)便携式光合系统测定，光照强度(PFD)、CO2浓度和叶温分别由CIRAS-2 的可调光源、内置式可调CO2供气系统和可调温度监 控装置控制。在CO2浓度360 μmol/mol、环境温度25 ℃、PFD 800 μmol·m-2·s-1、相对湿度75%的条件下测定净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)，每个处理测定3株，每株重复3次，最后取平均值。

1.3.5 叶绿素荧光参数 将小型大白菜幼苗暗适应20 min 后剪下叶片，在25 ℃条件下采用调制叶绿荧光成像系统IMAGING-PAM(德国WALZ公司) 进行叶绿素荧光参数测定。每个处理测3株，取每株的第2 片功能叶片，且每片叶子取3个点测定，最后取平均值。仪器工作参数为：检测光强度0.1 μmol·m-2·s-1，光化光强度11 μmol·m-2·s-1，饱和脉冲光强度2 700 μmol·m-2·s-1，脉冲光0.8 s，每隔20 s打开1次。设定参数后，首先测叶绿素荧光动力学曲线，获得初始荧光(F0) 、最大荧光(Fm) 、PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm) 、光化学淬灭系数(qP) 和非光化学淬灭系数 (NPQ) 等叶绿素荧光参数。在IMAGING-PAM的光响应曲线(light curve) 窗口设置光合有效辐(PAR) 梯度为0、11、31、84、146、231、281、336、396、461、611、801、1 251 μmol·m-2·s-1，相邻2 个梯度间隔20 s，然后直接测定光响应曲线，获得PSⅡ电子传递速率(ETR) 等参数。

1.4 数据处理

用Excel 2003软件处理数据和绘图，SPSS 21.0 软件进行统计分析，用Duncan’s 新复极差法进行差异显著性检验(P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 NO对弱光下小型大白菜幼苗生长的影响

由表1可知，在弱光条件下，SNP和N+SNP处理的大白菜幼苗地上鲜重、地下鲜重均高于对照N(CK)，但两者间及其与对照之间均无显著性差异；在添加NOS抑制剂L-NAME、NR抑制剂NaN3和NO清除剂Hb后，幼苗地上部鲜重分别比CK减小2.5%、12.3%和20.2%，地下鲜重则分别降低11.4%、38.1%和49.2%，且Hb处理降幅均达到显著水平，而NOS抑制剂处理鲜重又显著高于NO清除剂处理；同时，各处理小型大白菜幼苗在弱光下培养8 d后，添加外源SNP处理(SNP和N+SNP处理)幼苗总叶面积与CK没有显著差异，而添加NO合酶抑制剂L-NAME、NR抑制剂NaN3和NO清除剂Hb处理幼苗总叶面积均比CK显著降低，其降幅分别为15.0%、21.9%和40.3%。另外，各处理小型大白菜的形态上表现出同样的规律(图1)。其中，SNP、N+SNP处理均可以缓解弱光胁迫的伤害，虽幼苗地上部形态与CK差异不明显，但由于NO可促进侧根的发育，所以地下生长较CK稍好，且N+SNP较CK、SNP存在加成效应；然而NO抑制剂、清除剂的添加明显减弱了小型大白菜幼苗地上、地下的生长。由此可见，弱光条件下适宜铵硝营养中添加NO抑制剂和清除剂后明显抑制小型大白菜地上、地下部鲜重，显著降低了幼苗总叶面积，抑制了幼苗的生长，尤其是NO清除剂Hb处理的效应最明显。

2.2 NO对弱光下小型大白菜幼苗光合色素含量的影响

由表2可以看出，弱光条件下，小型大白菜幼苗叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b、类胡萝卜素含量在SNP处理下比CK分别显著升高17.18%、8.36%、14.61%和29.34%，而在N+SNP处理下虽有比CK降低的趋势，但均未达到显著水平；以上各光合色素含量在添加一氧化氮合酶抑制剂L-NAME和硝酸还原酶抑制剂NaN3后均与CK无显著差异，而在添加NO清除剂牛血红蛋白Hb后比 CK分别显著增加35.85%、34.82%、35.63%和52.69%。同时，小型大白菜幼苗叶绿素a/b除在单独SNP处理下比CK显著升高外，在其他处理下均与CK无显著性差异。弱光处理一定时间后植物叶片叶绿素含量的增加是其对环境的一种适应性表现[19]，因此在NO抑制剂、清除剂处理后幼苗叶绿素含量反而增加。由此可见，铵硝营养和SNP均能够缓解弱光对小型大白菜幼苗叶绿素的影响，以维持叶片叶绿素含量及构成的稳定性。

2.3 NO对弱光下小型大白菜幼苗气体交换参数的影响

表3显示，小型大白菜幼苗净光合速率Pn在外源NO处理(SNP)后与CK差异不显著，在N+SNP处理后比CK显著提高，而在添加NOS抑制剂L-NAME、NR抑制剂NaN3和NO清除剂Hb后均比CK分别显著减小31.2%、35.8%和56.7%；幼苗气孔导度Gs在各处理均显著低于对照，降幅分别为6.02%、11.82%、35.69%、30.24和74.28%；幼苗胞间CO2浓度Ci仅在NO清除剂Hb处理后显著低于对照，其他处理均与对照差异不显著；幼苗蒸腾速率Tr在SNP、N+SNP处理下与对照差异不显著，在N+L-NAME、N+NaN3和N+Hb处理下均显著低于对照。随着NO抑制剂和清除剂的加入，在幼苗Pn下降时，其Gs与Ci同时下降，说明弱光胁迫下小型大白菜幼苗光合作用下降是由气孔因素引起的[20]。由此可见，外源NO可以增强植物的光合作用效率，为植物积累更多的有机物质。

图1 NO对弱光下小型大白菜幼苗形态的影响Fig. 1 Influence of nitric oxide on leaf morphology of B. pekinensis seedlings under low light intensity

处理Treatment地上鲜重Freshweightofshoot/g地下鲜重Freshweightofroot/g总叶面积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;同列数据后不同小写字母表示差异达5%显著水平。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对弱光下小型大白菜幼苗光合色素含量的影响

2.4 NO对弱光下小型大白菜幼苗叶绿素荧光参数的影响

Fv/Fm是指PSⅡ原初光能转化效率，Fv/Fm下降是光合作用光抑制的重要特征[21]。Y(Ⅱ) 常用来表示植物光合作用电子传递的量子产额，可作为植物叶片光合电子传递速率快慢的相对指标。荧光猝灭是叶绿体耗散能量的一种途径，分为光化学猝灭qP 和非光化学猝灭NPQ两种。由表4和图2可以看出，小型大白菜幼苗的Fv/Fm在SNP、N+SNP处理下与对照CK无显著差异，而在L-NAME、NaN3和Hb处理下分别比CK显著降低7.69%、13.85%和12.08%；幼苗Y(Ⅱ)和qP均仅在NaN3处理下比对照CK分别显著降低43.75%和48.39%，其余处理均与对照无显著差异；幼苗NPQ值在N+SNP处理中与CK差异不显著，其他各处理较CK分别显著降低28.57%、42.86%、28.57%和42.86%。这表明SNP、N+SNP处理同铵硝营养有相似的作用，能够提高弱光胁迫下小型大白菜幼苗叶片PSⅡ的光能利用效率。

2.5 NO对弱光下小型大白菜幼苗ETR光响应曲线的影响

弱光胁迫下各处理小型大白菜幼苗电子传递速率(ETR)随光合有效辐射(PAR)的变化如图3所示。其中，CK、SNP和N+SNP处理小型大白菜幼苗ETR比较接近，整体均高于N+L-NAME、N+NaN3、N+Hb处理；当PAR达到801 μmol·m-2·s-1时，N+L-NAME和N+Hb处理均出现最高峰，其他各处理均表现出持续上升趋势；N+NaN3处理电子传递速率在PAR达到801 μmol·m-2·s-1之前明显低于其他处理，而对在PAR达到1 251 μmol·m-2·s-1时，其电子传递速率高于N+L-NAME和N+Hb处理。以上结果说明NO对铵硝营养缓解弱光下小型大白菜过程中电子传递速率的提高有促进作用。

表3 NO对弱光下小型大白菜幼苗气体交换参数的影响

表4 NO对弱光下小型大白菜幼苗叶绿素荧光参数的影响

每张叶片上的3个圆圈表示在该叶片上取了3个点，图中的数字是Fv/Fm的值，颜色越深值越大图2 NO对弱光下小型大白菜幼苗荧光参数Fv/Fm影响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

图3 各处理小型大白菜幼苗在弱光下的ETR光响应曲线Fig. 3 ETR light response curves of B. pekinensis seedlings under low light intensity with different treatments

3 结论与讨论

光合色素参与植物光能的吸收、传递和转化，是反映光合能力的一个重要指标。植物在一定范围内对光环境有很强的自我适应能力与调节能力，一些植物在弱光下会通过合成大量的叶绿素去捕获更多的光能[22]；叶绿素a/b可反映类囊体的垛叠程度，类囊体的垛叠程度越高，光抑制越不容易发生，植株抵御逆境胁迫的能力就越强[23-24]。本试验结果表明，单独外源NO(SNP)和添加NO清除剂牛血红蛋白(Hb)处理后，小型大白菜幼苗叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b含量明显上升，而单独外源NO(SNP)处理后的叶绿素a/b显著高于其他处理，可能是SNP释放的NO增加了类囊体的堆叠程度，缓解了弱光胁迫对小型大白菜幼苗生长的抑制，这与刘建新等[14]对黑麦草的研究相似；同时，也许N+Hb处理没有增加类囊体堆叠程度，可能只是通过叶绿素含量增加来响应弱光胁迫。

同时，植物光合色素吸收的光能主要经过以下三种途径被利用：光化学反应(光合作用)、非光化学热耗散以及以叶绿素荧光形式耗散的过剩光能，光化学反应和热耗散的变化会引起叶绿素荧光淬灭过程的相应变化[25]。光对光合作用的影响主要表现在为同化提供动力，作为叶绿体发育和叶绿素形成的必要条件，因此光照强度对植物的影响直接体现在对光合作用的影响[26]。本试验中，SNP处理小型大白菜幼苗的Pn与对照相比无显著差异，N+SNP处理小型大白菜幼苗的Pn明显高于对照和SNP处理，说明外源NO可逆转弱光胁迫下小型大白菜由气孔因素引起的光合速率的降低；添加NO抑制剂和清除剂使幼苗Pn、Gs、Tr均显著下降，抑制了光合作用所需的碳源，以及小型大白菜幼苗叶片光合碳同化物形成时所需ATP、NADP等同化力的形成，进而抑制了光合作用的正常进行[27]。

其次，叶绿素荧光是植物体内光合量子效率调节的一个重要方面，是光合作用的探针，它分为光化学猝灭和非光化学猝灭两类。光化学猝灭系数(qP)反映了PS Ⅱ天线色素吸收的光能用于光化学传递的份额，非光化学猝灭系数(NPQ)反映了PSⅡ天线色素吸收的光能不能用于光合电子传递而以热的形式耗散掉的光能部分[28]。本试验表明，SNP和N+SNP处理的小型大白菜幼苗叶片同化CO2能力不变，对叶绿体中ATP和NADPH 的需求不变，致使其Fv/Fm和YⅡ不变 ；与此同时，PSⅡ反应中心过剩的光能(不能用于光合电子传递而以热的形式耗散掉)减少，从而引起NPQ 的下降；加入NO抑制剂(N+L-NAME, N+NaN3)和清除剂Hb后，Fv/Fm、Y(Ⅱ)、qP、NPQ均降低，说明此时叶绿素的PSⅡ反应中心受到损伤，光合活性下降，减弱了铵硝营养缓解弱光胁迫对小型大白菜幼苗光化学反应效率的影响，降低了其能量代谢水平。

另外，小型大白菜幼苗电子传递速率ETR随着光照强度的增大整体呈上升趋势，并当PAR达到801 μmol·m-2·s-1时，N+L-NAME处理和N+Hb处理的ETR出现拐点，该点可能是光饱和点。弱光下小型大白菜对光照强度的需求降低，因此随着光照强度的增加电子传递速率逐渐下降；幼苗ETR在NO抑制剂、清除剂处理后下降，可能是由于PSⅠ电子传递受阻或活性下降[29]，从而消除了铵硝营养对弱光胁迫下小型大白菜幼苗光合电子传递速率的提高。

综上所述， SNP、N+SNP处理能与CK一样可有效缓解小型大白菜幼苗遭受的弱光胁迫，且N+SNP作用更加明显；然而NO抑制剂和清除剂的添加能不同程度抑制幼苗光合荧光特性，导致幼苗叶面积及地上地下鲜重减小，因此说明NO参与铵硝营养缓解弱光胁迫下小型大白菜幼苗的生长，且硝酸还原酶(NR)途径可能是主要途径。该研究为探讨铵硝营养缓解小型大白菜弱光胁迫的机理奠定了基础。

[1] HU L L, YU J H, LIAO W B,etal. Moderate ammonium: nitrate alleviates low light intensity stress in mini Chinese cabbage seedling by regulating root architecture and photosynthesis[J].ScientiaHorticulturae, 2015, 186:143-153.

[2] MARSCHNER H，RIMMINGTON G. Mineral nutrition of higher plants[J].PlantCellEnviron., 1988, 11: 147-148.

[3] 潘炽瑞. 植物生理学[M].北京：高等教育出版社. 2004: 30-31.

[4] VON WIREN N, GAZZARRINI S, FROMMER W B. Regulation of mineral nitrogen uptake in plants[J].PlantandSoil, 1997, 196(2): 191-199.

[5] MILLER A J, CRAMER M D. Root nitrogen acquisition and assimilation.[J].PlantandSoil, 2004, 274:1-36.

[6] 李 霞, 阎秀峰, 刘剑锋. 氮素形态对黄檗幼苗生长及氮代谢相关酶类的影响[J]. 植物学通报,2006,23(3): 255-261.

LI X, YAN X F, LIU J F. Effects of nitrogen forms on nitrogen metabolism-related enzymes and growth ofPhellodendronamurenseseedlings[J].ChineseBulletinofBotany,2006,23(3): 255-261.

[7] 晏枫霞, 王康才,罗庆云,等. 氮素形态对菘蓝氮代谢、光合作用及生长的影响[J].中国中药杂志, 2009, 34(16): 2 039-2 042.

YAN F X, WANG K C, LUO Q Y,etal. Effects of nitrogen forms on nitrogen metabolism, photosynthesis and growth ofIsatistinctoria[J].ChinaJournalofChineseMateriaMedica, 2009, 34(16): 2 039-2 042.

[8] TAKAHASHI H, SHERMAN C. The effect of zinc concentration in nutrient solution culture and the level of shade on growth, nitrogen content and nitrate redutase activity in tomato plants[J].Jpn.J.Trop.Agric, 1993, 6(37): 12-27.

[9] 黄 俊, 周旭燕, 刘 莉. 不同铵硝配比对弱光下白菜氮素吸收及相关酶的影响[J]. 中国生态农业学报, 2011, 19(4): 783-787.

HUANG J, ZHOU X Y, LIU L.Effects of NH4+-N/NO3--N ratio on pakchoi nitrogen metabolism and enzyme activity under weak-light[J].ChineseJournalofEco-Agriculture, 2011, 19(4): 783-787.

[10] 廖伟彪, 黄高宝, 郁继华, 等. NO和H2O2在IBA诱导万寿菊不定根形成中的作用 [J]. 园艺学报, 2011, 38(5): 939-946.

LIAO W B, HUANG G B, YU J H,etal.Nitric oxide and hydrogen peroxide are involved in indole-3-butyric acid-induced adventitious root formation of marigold [J].ActaHorticulturaeSinica, 2011, 38(5): 939-946.

[11] CRAWFORD N M. Nitrate: nutrient and signal for plant growth[J].ThePlantCell, 1995,7(7): 859.

[12] WILDT J, KLRY D, ROCKEL P,etal. Emission of NO from several higher plant species[J].JournalofGeophysicalResearch: Atmospheres(1984-2012), 1997, 102(D5): 5 919-5 927.

[13] DEAN J V, HARPER J E. Nitric oxide and nitrous oxide production by soybean and winged bean during theinvivonitrate reductases assay[J].PlantPhysiology, 1986, 82(3): 718- 723.

[14] 刘建新, 王金成, 王瑞娟, 等. 外源一氧化氮对渗透胁迫下黑麦草幼苗光合和生物发光特性的影响[J]. 草业学报, 2013,22(1): 210-216.

LIU J X, WANG J C, WANG R J,etal.Effects of exogenous NO on photosynthetic and bioluminescent features in leaves of ryegress seedlings under osmotic stress[J].ActaPrataculturaeSinica, 2013,22(1): 210-216.

[15] 张 敏, 姜春辉, 崔秀敏. 外源NO供体硝普钠(SNP)对铜胁迫下番茄幼苗生理生化指标的影响[J]. 植物生理学报, 2013, 49(2): 144-152.

ZHANG M, JIANG C H, CUI X M.Effects of Exogenous nitric oxide donor SNP on physiological and biochemical indexes in tomato seedlings under copper stress[J].PlantPhysiologyJournal, 2013, 49(2): 144-152.

[16] DELLEDONNE M, XIA Y, DIXON R A,etal. Nitric oxide functions as a signal in plant disease resistance[J].Nature, 1998, 394(6 693): 585-588.

[17] 丁传雨, 张攀伟, 何 欣,等. 弱光条件下增铵营养对小白菜产量和品质的影响[J]. 土壤学报,2009，(4): 634-639.

DING C Y, ZHANG P W, HE X,etal. Enhanced effects by some ammonium on the efficiency and yield of Pakchoi under the weak-light[J].ActaPedologicaSinica, 2009， (4): 634-639.

[18] 张志良. 植物生理学实验指导[M]. 北京：高等教育出版社，1990.

[19] 眭晓蕾, 毛胜利, 王立浩, 等. 弱光条件下辣椒幼苗叶片的气体交换和叶绿素荧光特性[J]. 园艺学报, 2007, 34(3): 615 -622.

GUI X L, MAO S L, WANG L H,etal.Effects of low light intensity on gas exchange and chlorophyll fluorescence characteristics of capsicum seedlings[J].ActaHorticulturaeSinica, 2007, 34(3): 615 -622.

[20] 李 宁, 王美月, 孙 锦，等. 外源24-表油菜素内酯对弱光胁迫下番茄幼苗生长及光合作用的影响[J].西北植物学报, 2013, 33(7): 1 395-1 402.

LI N, WANG M Y, SUN J ,etal. Effects of exogenous 2,4-epibbrassinolide on growth and photosynthesis of tomato seedlings under low light stress[J].ActaBotanicaBoreali-OccidentaliaSinica, 2013, 33(7): 1 395-1 402.

[21] 孔海云, 张丽霞, 王日为. 低温与光照对茶树叶片叶绿素荧光参数的影响[J].茶叶, 2011，37(2): 75-78.

KONG H Y, ZHANG L X, WANG R W.The effects of light and low temperature on chlorophyll fluorescence kinetics parameters of tea leaves[J].Tea, 2011,37(2): 75-78.

[22] 许岳飞, 金晶炜, 陈 浩, 等. 草坪植物耐弱光机理研究进展[J]. 草地学报, 2011, 19(6): 1 064-1 069.

XU Y F, JIN J W, CHEN H,etal. Physiological mechanism of turf grass shadow tolerance(Review)[J].ActaAgerstiaSinica, 2011, 19(6): 1 064-1 069.

[23] 高 奔, 宋 杰, 刘金萍,等. 盐胁迫对不同生境盐地碱蓬光合及离子积累的影响 [J]. 植物生态学报, 2010, 34(6): 671-677.

GAO B, SONG J, LIU J P,etal. Effects of salt stress on photosynthesis and ion accumulation patterns ofSuaedasalsaunder different habitats[J].ChineseJournalofPlantEcology, 2010, 34(6): 671-677.

[24] 黄增荣, 隆小华, 刘兆普, 等. KNO3对NaCl胁迫下两菊芋品种幼苗生长及光合能力的影响 [J]. 草业学报, 2011,20(1):82-88.

HUANG Z R, LONG X H, LIU Z P,etal. Effects of KNO3on the growth and photosynthetic capacity of two varieties ofH.tuberoususseedlings under NaCl stress[J].ActaPrataculturaeSinica, 2011,20(1):82-88.

[25] MAURO S, DAINESE P, LANNOYE R,etal. Cold-resistant and cold-sensitive maize lines differ in the phosphorylation of the photosystemⅡ subunit，CP29[J].PlantPhysiology，1997，115(1)：171-180.

[26] 张 昆.光强对花生光合特性、产量和品质的影响及生长模型研究[D].山东泰安：山东农业大学. 2009.

[27] 刘国顺, 乔新荣, 王 芳, 等. 光照强度对烤烟光合特性及其生长和品质的影响[J].西北植物学报, 2007, 27(9): 1 833-1 837.

LIU G S, QIAO X R, WANG F,etal. Effects of light intensity on photosynthetic capabilities growth and quality of flue-cured tobacco[J].ActaBotanicaBoreali-OccidentaliaSinica, 2007, 27(9): 1 833-1 837.

[28] 张雷明, 上官周平, 毛明策, 等. 长期施氮对旱地小麦灌浆期叶绿素荧光参数的影响[J]. 应用生态学报, 2003. 14(5): 695-698.

ZHANG L M, SHANGGUAN Z P, MAO M C,etal. Effects of long-term application of nitrogen fertilizer on leaf chlorophyll fluorescence of up land winter wheat[J].ChineseJournalofAppliedEcology, 2003. 14(5): 695-698.

[29] 金松恒, 蒋德安, 王品美, 等. 水稻孕穗期不同叶位叶片的气体交换与叶绿素荧光特性[J].中国水稻科学, 2004, 18(5):443-448.

JIN S H, JIANG D A, WANG P M,etal. Characteristics of gas exchange and chlorophyll fluorescence in different position leaves at booting stage in rise plants[J].ChineseJournalofRiceScience, 2004, 18(5):443-448.

(编辑:裴阿卫)

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

国家自然科学基金( 31260473)；甘肃省自然科学基金(145RJZA201)；国家大宗蔬菜产业体系项目(CARS-25-C-07)

王丽梅(1990-)，女，在读硕士研究生，主要从事蔬菜栽培与生理研究。E-mail：1271354536@qq.com

*通信作者:郁继华，教授，博士生导师，主要从事蔬菜栽培生理及设施作物生产研究。E-mail：yujihua@gsau.edu .cn

Q945.78

A