丁香6个品种荧光参数比较

刘 兴，马萧萧，周 正，杨 晓，赵志明，李雪娇

丁香6个品种荧光参数比较

刘 兴1，马萧萧2，周 正3，杨 晓1，赵志明1，李雪娇1

（1. 河北农业大学 园林与旅游学院，河北 保定 071000；2. 东北林业大学 园林学院，黑龙江 哈尔滨 150040；3. 荣盛发展实业有限公司，河北 廊坊 065001）

对6个品种丁香的叶绿素荧光参数进行测定。结果表明，金色小叶的m、的值最高，值较高；飘逸的m值较高，v/m和v/o值最大，Po、o、Eo值最高，Do、最低；晚花紫的m、v/m、v/o、和值较高。对比6种丁香指标，其中金色小叶、晚花紫、飘逸三个品种表现出良好的生长优势。

丁香；光合作用；荧光特性；光系统Ⅱ；参数

丁香为木犀科丁香属植物，其花芳香、树姿优美，适应性较强。可以做蜜源和香料植物，是一种传统的中药材，具有广泛的药理活性和较高的经济价值[1]。丁香新品种主要通过有目的的选择亲本来进行杂交育种，目前尚未发现转基因品种[2]。植物的不同品种在长期自然进化中，导致其光合能力存在明显差异。植物的光合能力是植物生长发育的基础，特别是PSⅡ反应中心的功能在维持叶片同化物的积累促进其生长方面发挥重要的作用[3]。通过分析分布在同一区域内的不同丁香品种叶片的光合能力，可以筛选出适合当地生长、适应性较强的优良品种。目前，对丁香属品种光合作用研究较多，但是对于不同丁香品种光合特性，特别是叶片PSⅡ功能差异方面的研究较少。

植物叶片的各项荧光参数可用来研究环境对植物的影响，同时也可以为种源与良种选择做参考[4]。叶绿素荧光特性作为研究植物外界环境与其自身光合机理之间关系的重要手段[5]，已经在植物生理研究中被广泛应用。姬拉拉等[6]对遮阴和施氮下金荞麦生长和光合荧光特性的研究发现，在光照减弱条件下，金荞麦通过增加非辐射能量耗散，减少光化学反应的光能的份额，进而保护光合结构。潘平平等[7]通过对薄壳山核桃15个家系子代苗期生长和荧光特性比较的研究发现，薄壳山核桃家系子代苗期表型生长越优良，其PSⅡ指示光合效率的荧光参数值越高，说明叶绿素荧光参数在一定程度上可以反映家系子代苗期的生长状况，能为薄壳山核桃苗期优良砧木的选择提供参考。为此，本试验以6个品种丁香为试验材料，利用快相叶绿素荧光动力学技术研究了自然环境下6种丁香叶片PSⅡ反应中心光化学活性及光能利用方面的差异，为深入研究丁香属植物的光合机理，为丁香在我国北方地区的引种栽培提供一些基础数据，为丁香高光效品种筛选以及高光效杂交亲本筛选提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2019年5月在河北农业大学一分厂试验田进行，以生长良好、长势一致的多年生丁香为试验材料。供试品种分别为：晚花紫丁香（cv. “Wanhuazi”）、金色时光丁香（cv. “Jinseshiguang”）、天府信步丁香（cv. “Tianfuxinbu”）、象牙段丁香（‘Xiangyaduan’）、飘逸丁香（‘Piaoyi’）、金色小叶丁香（cv. “Jinsexiaoye”）。

1.2 试验方法

采用FP100便携式荧光仪（参照魏晓东等[8]方法）对叶绿素荧光参数进行测定。在上午8:00—10:00进行测定，选取不同品种丁香枝条中部成熟复叶叶片，叶片长势基本一致且无病虫害，每品种测定3片叶。用叶片夹对叶片进行20min的暗适应，测定指标包括：初试荧光（o）、最大荧光（m）、PSII最大光化学效率（v/m）、PSII的量子效率（v/o）、吸收的光能被反应中心捕获的量子产量（φPo）、激子被反应中心捕获后，促进电子传递到电子传递链中超过QA的电子受体的激子与促进QA还原激子的比值（o）、反应中心所吸收的光能应用于电子传递的量子产量（Eo）、用于热耗散的量子产量（Do）、单位反映中心吸收的能量（）、单位反应中心捕获的用于还原QA的能量（）、单位反应中心捕获的用于电子传递的能量（）、单位反映中心耗散掉的能量（）。

1.3 试验方法

所有数据转入Excel中进行计算，采用SPSS18.0对数据进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 丁香的Fo和Fm的比较

不同丁香品种的o和m各不相同，如图1所示。初始荧光（o）顺序为金色小叶＞晚花紫＞象牙段＞飘逸＞金色时光＞天府信步。其中金色小叶分别是晚花紫、金色时光、天府信步、象牙段、飘逸的1.66、2.50、2.82、2.16、2.39倍。最大荧光（m）顺序为金色小叶＞晚花紫＞飘逸＞象牙段＞金色时光＞天府信步。其中金色时光是天府信步的2.29倍。

注：a、b、c均表示显著水平α=0.05

2.2 丁香的Fv/Fm和Fv/Fo的比较

如图2所示，不同丁香品种的v/m和v/o各不相同。v/m的顺序为飘逸＞晚花紫＞金色时光＞天府信步＞象牙段＞金色小叶。其中飘逸分别是晚花紫、金色时光、天府信步、象牙段、金色小叶的1.13、1.27、1.30、1.30、1.72倍。v/o顺序为飘逸＞晚花紫＞天府信步＞金色时光＞象牙段＞金色小叶。其中飘逸是金色小叶的1.14倍。

2.3 丁香能量分配比率的比较

不同丁香品种的能量分配比率如表1所示。飘逸φPo的值最高，分别是晚花紫、金色时光、天府信步、象牙段、金色小叶的1.03、1.06、1.06、1.07、1.14倍。飘逸的o最高，是最低的金色小叶的1.39倍。飘逸Eo的值分别是晚花紫、金色时光、天府信步、象牙段、金色小叶的1.13、1.06、1.09、1.25、1.58倍。金色小叶的Do最高，是最低的飘逸的1.5倍。

表1 丁香能量分配比率的变化

2.4 丁香的PSⅡ比活性参数的比较

不同丁香品种的PSⅡ比活性参数如表2所示。金色小叶的值最高，分别是晚花紫、金色时光、天府信步、象牙段、飘逸的1.36、1.95、1.82、1.52、1.64倍。晚花紫的最高，是最低的金色时光的1.36倍。金色小叶的是分别是晚花紫、金色时光、天府信步、象牙段、飘逸的1.23、1.83、1.69、1.42、1.44倍。金色小叶的最高，是最低的飘逸的2.47倍。

表2 丁香PSII比活性参数的变化

3 讨论与结论

叶绿素荧光动力学在光能的吸收、传递、耗散和分配等方面具有独特的作用，被称为测定植物光合作用准确的探针[9]。o、v和m分别表示叶绿体PSⅡ反应中心完全开放和关闭时的荧光强度以及可参与光化学反应的光能，这3个指标通常被用作评估植物PSⅡ反应中心活性。v/m是表示植物受光抑制的重要指标，是指开放的PSⅡ反应中心捕获激发能的效率[10]，用于表征PSⅡ反应中心光能的转化效率[11]。v/m不受物种和生长条件的影响，但光抑制会引起叶片v/m发生变化[12]。m的数值深受叶片叶绿素含量变化的影响，6种丁香的叶绿素荧光参数m最大为金色小叶品种，表明其叶片吸收和传递光能的能力较强，PSⅡ电子传递状况较好，植物对环境具有更强适应能力。飘逸丁香的叶绿素荧光参数v/m和v/o最大，说明原初潜在光化学最高的是飘逸品种。

叶绿素荧光参数Po是吸收的光能中被反应中心所捕获到的量子产量，同v/m具有同等含义[13]；o反映了被反应中心捕获的激子中，促进电子传递到电子传递链中超过QA的电子受体的激子与促进QA还原的激子的比值[14]；Eo是吸收的光能应用到电子传递的量子产量；Do反映了用于热耗散的量子产量。试验中，飘逸品种的Po、o、Eo最高，而Do最小，表示其电子传递的比率最多，而用于热耗散的量子比率最低。

，，，反映了在QA可还原的状态时，单位PSII反应中心的活性[13]。可以衡量天线色素的高低，该值减小，表明天线色素含量低，吸收的光能降低。表示了PSⅡ反应中心用于电子传递的能量。表示了PSⅡ反应中心用于热耗散的能量。试验中，金色小叶、晚花紫、象牙段的值较高，表示其天线色素尺寸含量低，吸收的光能较多。晚花紫、金色小叶、飘逸的值较高，表示其PSⅡ反应中心用于电子传递的能量较多。金色小叶、象牙段、晚花紫参数的值较高，表示其PSⅡ反应中心用于热耗散的能量较多。而飘逸、金色时光的值较小表示其PSⅡ反应中心用于热耗散的能量较少。

光合电子传递、叶绿素荧光发射和热耗散，是叶绿素在植物体内吸收光能的三种消耗途径。三种途径之间存在着此消彼长的关系，光合作用和热耗散的变化会引起荧光发射的相应变化，因此，可以通过对荧光的观测来探究光合作用和热耗散的情况[14]。本试验中，金色小叶的m最大，表明其叶片吸收和传递光能的能力较强，PSⅡ电子传递状况较好，植物对环境具有更强适应能力。金色小叶和晚花紫的、值较高，表示其叶片天线色素含量高，PSⅡ反应中心用于电子传递的能量较多。飘逸品种的Po、o、Eo、最高，而Do最小，表示其电子传递的比率最多，而用于热耗散的量子比率最低，有利于其更有效地吸收光能，提高光能利用效率。综上所述，通过对6个不同品种丁香叶绿素荧光参数进行比较，发现其中金色小叶、晚花紫、飘逸3个品种表现出良好的生长优势。

[1] 王红艳.丁香在植物保护中的应用[J].农业技术与装备,2015(03):52-53,56.

[2] 薛闯,焦宏彬,张伟强,等.丁香属(Syringa)植物育种研究进展[J].天津农业科学,2015,21(10):121-125.

[3] 张钰莹,张会慧,张萌萌,等.3种丁香叶片的PSⅡ光化学活性及光能利用特点[J].森林工程,2016,32(4):13-17,40.

[4] 吴建慧,周蕴薇,戴思兰.两个山茶品种光合荧光参数日变化对春季低温的响应[J].经济林研究,2012,30(1):40-44.

[5] 任丽娟,何聃,邢鹏,等.湖泊水体细菌多样性及其生态功能研究进展[J].生物多样性,2013,21(4):421-432.

[6] 姬拉拉,刘筱,王锐洁,等.遮阴和施氮对金荞麦生长和光合荧光特性的影响[J].山西农业大学学报(自然科学版), 2019,39(5):23-31.

[7] 潘平平,窦全琴,谢寅峰,等.薄壳山核桃15个家系子代苗期生长和荧光特性比较[J].江西农业大学学报, 2019,41(3):454-463.

[8] 魏晓东,陈国祥,施大伟,等.干旱胁迫对银杏叶片光合系统II荧光特性的影响[J].生态学报,2012,32(23):7492-7500.

[9] NGUYEN B T,陈宇,林小琴,等.不同种源越南杉木幼龄期叶绿素荧光特征比较[J].四川农业大学学报, 2016,34(1):34-38,47.

[10] 郑瑞文,郭慧,伊力塔.酸雨胁迫对山核桃幼苗叶绿素荧光特性的影响[J].现代农业科技,2016(17):120-122,124.

[11] 陈辰,何小定,秦金舟,等.4种含笑叶片叶绿素荧光参数Fv/Fm特性的比较[J].安徽农业大学学报, 2013,40(1):32-37.

[12] 薛惠云,张永江,刘连涛,等.干旱胁迫与复水对棉花叶片光谱、光合和荧光参数的影响[J].中国农业科学, 2013,46(11):2386-2393.

[13] 贾浩,郝建博,曹洪波,等.遮荫对“保佳红”桃树叶片快速叶绿素荧光诱导动力学曲线的影响[J].西北植物学报,2015,35(9):1861-1867.

[14] PETERSON R B, SIVAK M N, WALKER D A. Relationship between Steady-State Fluorescence Yield and Photosynthetic Efficiency in Spinach Leaf Tissue[J]. Plant Physiology, 1988, 88(1):158-163.

Comparison and Cluster Analysis of Photosynthetic Traits of Different Clove Varieties

LIU Xing1, MA Xiaoxiao2, ZHOU Zheng3, YANG Xiao1, ZHAO Zhiming1, LI Xuejiao1

(1. College of Landscape and Travel, Hebei Agricultural University, Baoding, Hebei 071000, China; 2. College of Landscape Architecture, Northeast Forestry University, Harbin, Heilongjiang 150040, China; 3. Rongsheng Development Industrial Co., LTD., Langfang, Hebei 065001, China)

The chlorophyll fluorescence parameters of six varieties of clove were tested. The results showed that them andvalues of thecv. "Jinsexiaoye" were the highest, and thevalues were higher. The‘Piaoyi’m values were higher; thev/m andv/o values were the highest, and thePo,o, andEovalues were the highest;Do,is the lowest;m,v/m,v/o,andvalues of thecv. "Wanhuazi" are higher. Comparing the six clove indicators, the three varieties ofcv. "Jinsexiaoye", thecv. "Wanhuazi", and the‘Piaoyi’ showed good growth advantages.

Syringa L; photosynthesis; fluorescent properties; photosystemⅡ; parameter

10.3969/j.issn.1673-2065.2020.04.008

刘 兴（1995—），男，山西太谷人，在读硕士；

马萧萧（1995—），女，河北保定人，在读硕士。

河北省科技厅项目“景观林木、乡土树种种质资源筛选与创新”（17226320D-5）

S685.26

A

1673-2065(2020)04-0031-05

2019-06-12

（责任编校：李建明 英文校对：李玉玲）