低温胁迫后紫花苜蓿叶片光合作用的恢复特性研究

苗宇 王婕 赵尧尧 张丽佳 刘美君

摘要：为探究低温解除后苜蓿光合作用恢复过程中的限制位点，以‘新牧4号和‘甘农5号2个品种紫花苜蓿为材料，测定其低温胁迫及恢复过程中苜蓿叶片光合活性的变化。结果表明，低温胁迫下2个苜蓿品种叶片叶绿素含量、净光合速率以及光系统Ⅱ（photosystem Ⅱ，PSⅡ）活性显著下降，非光化学淬灭系数（nonphotochemicalquenching factor，NPQ）显著上升，但对光系统Ⅰ（photosystem Ⅰ，PSⅠ）的活性无显著影响；其中，‘甘农5号叶绿素对低温更敏感，含量下降较多。室温恢复72 h后，2个品种苜蓿叶片PSⅡ的活性及净光合速率都有上升但均未恢复至处理前水平；NPQ缓慢下降至处理前水平，‘甘农5号NPQ较‘新牧4号更高，表明在恢复过程中仍有过剩光能需通过NPQ消耗。苜蓿叶片的电子传递链在低温下受抑制显著，恢复72 h后PSⅡ受体侧活性基本恢复至处理前，而PSⅡ供体侧活性显著下降。2个品种苜蓿单位反应中心捕获的用于电子传递的能量（energy captured by unit reaction center for electron transfer，ETO/RC）和单位反应中心捕获的用于还原QA的能量（energy captured by the unit reaction center for reducing QA，TRO/RC）在低温处理72 h后显著下降，解除低温后恢复至处理前水平，且2个品种无显著差异；2个苜蓿品种单位反应中心耗散掉的能量（energy dissipated by theunit reaction center，DIO/RC）未恢复至处理前水平，且‘甘農5号在恢复72 h后DIO/RC显著升高。综上，低温胁迫显著伤害紫花苜蓿叶片光合机构，降低了光合速率，光合速率未恢复到处理前与PSⅡ的活性显著相关，限制光合作用恢复的位点在其供体侧，非光化学淬灭是恢复24 h过剩光能的主要分配途径。

关键词：紫花苜蓿；低温胁迫；胁迫解除；光合作用；光合机构活性

doi：10.13304/j.nykjdb.2022.0873

中图分类号：S541.9 文献标志码：A 文章编号：10080864（2024）02008010