低温胁迫对蕾期棉花叶片光合特性及荧光特性的影响

钟信念 胡申申

摘要：为了更好的对低温胁迫对蕾期棉花的光合作用和荧光特性进行分析研究，科研人员选取了5种棉花为研究对象，通过将养殖温度控制在5℃左右，来对低温状态下的蕾期棉花生长情况进行研究。科研人员通过对蕾期棉花光合作用以及荧光特性进行分析后发现，低温处理后的棉花的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度等因素明显低于常规生长的棉花，并且不同品种的棉花所产生的二氧化碳的浓度也不同。因此得出净光合速率、蒸腾速率、气孔导度以及二氧化碳的浓度等因素是棉花抗寒的主要性能。

关键词：低温胁迫;净光合速率;蒸腾速率;气孔导度

一、低温胁迫的内涵

由于亚热带具有热量丰富、光照充足的特点，适合棉花生长繁殖，但亚热带存在着气温不稳定的现象。近年来，国内外研究人员对小麦、玉米、高粱、大豆等农作物，从生理学、细胞学、分子生物学等角度来进行抗寒机理研究，并取得了较好的效果。棉花是我国重要的经济作物，但是由于产地经常出现“倒春寒”等天气，在一定程度上限制了棉花的生长、繁殖。低温胁迫法是指通过影响植物光合作用器官，从而改变其光合作用性能和活性，有助于筛选出更耐寒的棉花品种。科研人员为了更好的对低温胁迫下的蕾期棉花叶片光合作用和荧光特性进行分析研究，选取了5种棉花，并将其养殖在5℃的低温状态下，观察低温状态下的蕾期棉花生长情况。

二、低温胁迫选取的实验材料与方法

（一）选取的实验材料

本实验棉花材料选取的是5个品种棉花各10株。品种分别为：新陆早13、297-5、81-3、4723、35。

（二）科研人员采用的实验方法

科研人员在盆栽中种植5种棉花苗，其中每种棉花苗各10株，将长势相同的观察组棉花放入室内温度5℃、光照强度4000lx的培养箱中进行培养;而将对照组棉花放入室内温度25℃的培养箱中进行培养。通过利用光合作用分析仪来对棉花叶片上的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度以及二氧化碳濃度进行分析，并且利用统计学软件来对调查数据进行筛选比较。

三、低温胁迫对棉花光合作用以及叶绿素荧光影响

（一）低温胁迫下净光合速率的变化

净光合速率是直接体现植物光合系统是否正常工作的一个指标，通过实验分析后，可以发现观察组的5种棉花的净光合速率均低于对照组棉花，可以说明低温胁迫可以有效的控制棉花的净光合速率。通过对5种蕾期棉花进行对比后，可以发现，13和297-5品种棉花净光合速率下降幅度最小，而35和品种棉花净光合速率下降幅度最大。通过数据可以说明13和297-5品种的棉花适应能力强。

（二）低温胁迫下细胞间的二氧化碳浓度的变化

二氧化碳浓度是影响植物光合作用的重要因素之一，为光合作用提供碳源。低温胁迫下细胞间的二氧化碳浓度变化情况如下：13、297-5、4723浓度降低，而81-3、35浓度升高。其中35品种浓度上升最快，13下降最多，由此可见，不同种类的棉花，细胞间的二氧化碳浓度的变化不同，存在着差异。

（三）低温胁迫下蒸腾速率的变化

叶面的蒸腾作用可以有效的降低叶面温度，从而加快吸收矿物质，适应当前生长环境。试验人员通过对5种棉花植物进行低温胁迫，可以发现5种棉花植被的蒸腾速率都明显降低。其中，13、297-5这两种棉花品种的蒸腾速率下降的不太明显，而35和另两种棉花品种的蒸腾速率下降幅度最大。通过实验调查数据可以看出来，通过对棉花实行低温胁迫法，可以有效的降低蒸腾速率，但不同种类棉花的蒸腾速率下降幅度不同，存在着差异性。

（四）低温胁迫下气孔导度的变化

植物气孔导度是影响光合作用的因素之一，当对棉花进行低温胁迫后，可以发现棉花气孔导度明显降低，其中13、297-5、4723品种棉花下降的不明显，而81-3、35品种棉花下降幅度较大。由此可见，气孔导度在不同品种的棉花中存在着差异。

（五）低温胁迫下叶绿素荧光的变化

研究人员通过对蕾期棉花的光合电子传递速率与光化学量子产量进行分析研究后，低温胁迫时间越长则光合电子传递速率与光化学量子产量越低，不同品种所下降的程度不同。当恢复正常温度时，光合电子传递速率与光化学量子会随之进行恢复。

四、低温胁迫对棉花光合作用和叶绿素荧光效果

低温胁迫对植物光合作用产生多样性的影响，不仅直接造成光合机构的损伤，还同时影响光合作用相关酶系。根据调查数据发现，低温胁迫会降低植物的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度。科研人员通过对蕾期棉花进行低温胁迫法，改变植被光合作用。通过实验数据显示，净光合速率、蒸腾速率和气孔导度明显大幅度降低，而二氧化碳浓度在13、297-5、4723品种中出现下降，81-3、35品种则升高。这就是本文实验中，13、297-5、4723品种出现二氧化碳浓度下降，而81-3、35品种出现二氧化碳浓度升高的情况。通过利用低温胁迫法来降低棉花的光合作用，从而抑制棉花的蒸腾作用，可以有效的抑制棉花失水量。另外，科研人员可以通过抑制蕾期棉花光合电子传递速率与光化学量，从而影响叶绿素荧光特性。

结语：综上所述，低温胁迫法可以有效的抑制植物的光合作用和荧光特性，从而有效的降低净光合速率、蒸腾速率、气孔导度以及二氧化碳浓度。并且不同种类的棉花效果不同，可以根据净光合速率、蒸腾速率、气孔导度以及细胞间的二氧化碳浓度差异来选择抗寒品种。本文通过对5个品种棉花的蕾期进行分析研究，至于该结果是否适用于棉花的其他花期，还有待考察。

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