溫室不同黃瓜幼苗葉綠素?zé)晒鈪?shù)和葉綠素相對(duì)含量的變化

朱進(jìn)

（長江大學(xué)園藝園林學(xué)院，湖北荊州，434025）

黃瓜（Cucumis sativusL.）是設(shè)施栽培的主要蔬菜種類之一，研究其在設(shè)施內(nèi)的光合作用對(duì)于實(shí)現(xiàn)黃瓜的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。葉綠素?zé)晒馐枪夂献饔玫奶结?，通過對(duì)葉綠素?zé)晒忖绲姆治觯梢粤私庵参锶~片對(duì)光能的吸收和利用[1，2]。本研究以生產(chǎn)上主栽的2個(gè)黃瓜品種為材料，對(duì)溫室黃瓜幼苗白天的葉綠素含量和葉綠素?zé)晒鈪?shù)進(jìn)行了活體測定，旨在探明溫室黃瓜幼苗的光合機(jī)制，為提高溫室黃瓜產(chǎn)量提供理論參考。

1 材料與方法

試驗(yàn)用黃瓜品種為津優(yōu)3號(hào)和津春2號(hào)，均由天津市黃瓜研究所提供。試驗(yàn)于2011年在長江大學(xué)連棟溫室內(nèi)進(jìn)行，種子浸種催芽后播于裝有蛭石:草炭（體積比）1∶2的50孔穴盤中育苗。當(dāng)?shù)?片真葉顯露后，采用英國Hansatech公司生產(chǎn)的FMS2型便攜式熒光儀，參照周艷虹等[3]方法測定上述品種相同部位葉片的葉綠素?zé)晒鈪?shù)：光適應(yīng)下打開內(nèi)源光化光（600 μmol·m-2·s-1），測定 PSⅡ電子傳遞量子效率ΦPSⅡ、光化學(xué)淬滅系數(shù)qP；暗適應(yīng)30 min后先照射檢測光（<0.05 μmol·m-2·s-1），測定初始熒光 Fo，再照射飽和脈沖光（12 000 μmol·m-2·s-1），測定PSⅡ最大光化學(xué)量子效率Fv/Fm。同時(shí)，采用SPAD-502葉綠素儀測定相同葉片相同部位的葉綠素相對(duì)含量，即SPAD值。從9：30開始，每隔1 h測定1次，每次每個(gè)品種測定10株，17：30測定結(jié)束。

用Excel 2003軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和作圖，用SAS 8.1軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 初始熒光 （Fo）和PSⅡ最大光化學(xué)量子效率（Fv/Fm）

從圖1可知，津優(yōu)3號(hào)上午的初始熒光（Fo）上下波動(dòng)，津春2號(hào)上午的初始熒光（Fo）變化相對(duì)平穩(wěn)，測定時(shí)間內(nèi)2個(gè)黃瓜品種的初始熒光（Fo）變化趨勢大致一致。2個(gè)品種的PSⅡ最大光化學(xué)效率（Fv/Fm）變化趨勢較一致，均是先逐漸下降，到14：30達(dá)到最低值，后又逐漸升高，但各測定時(shí)間津優(yōu)3號(hào)的PSⅡ最大光化學(xué)效率（Fv/Fm）均小于津春2號(hào)的。

2.2 PSⅡ電子傳遞量子效率（ΦPSⅡ）和光化學(xué)淬滅系數(shù)（qP）

從圖2可知，津優(yōu)3號(hào)的PSⅡ電子傳遞量子效率（ΦPSⅡ）和光化學(xué)淬滅系數(shù)（qP）在測定時(shí)間內(nèi)變化均較平緩，基本上保持在同一水平上；津春2號(hào)的PSⅡ電子傳遞量子效率（ΦPSⅡ）和光化學(xué)淬滅系數(shù)（qP）在11：30顯著降低，其他測定時(shí)間與津優(yōu)3號(hào)基本一致。

圖1 不同時(shí)間2個(gè)黃瓜品種的初始熒光（Fo）和PSⅡ最大光化學(xué)量子效率（Fv/Fm）

圖2 不同時(shí)間2個(gè)黃瓜品種的PSⅡ電子傳遞量子效率（ΦPSⅡ）和光化學(xué)淬滅系數(shù)（qP）

2.3 葉綠素相對(duì)含量（SPAD值）

從圖3中可以看出，津優(yōu)3號(hào)和津春2號(hào)的葉綠素相對(duì)含量（SPAD值）在測定時(shí)間內(nèi)變化趨勢相當(dāng)一致，且各測定時(shí)間內(nèi)的葉綠素相對(duì)含量基本相同。隨著時(shí)間的推移，上午葉綠素相對(duì)含量逐漸降低，到12：30達(dá)到最低，后又迅速升高，到13：30就恢復(fù)到9：30的水平，以后葉綠素相對(duì)含量基本保持不變。

3 結(jié)論與討論

初始熒光Fo的大小取決于PSⅡ天線色素內(nèi)的最初光子密度、天線色素之間以及天線色素到PSⅡ反應(yīng)中心的激發(fā)能傳遞有關(guān)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，非光化學(xué)能耗散可以使Fo降低[4]，PSⅡ反應(yīng)中心光化學(xué)傷害可使Fo升高[5]，F(xiàn)o不變表明光合作用光系統(tǒng)的潛在狀態(tài)轉(zhuǎn)換能力未受到顯著影響[6]。本試驗(yàn)中，2個(gè)黃瓜品種的初始熒光 （Fo）在15：30均顯著降低，說明此刻2個(gè)黃瓜品種的PSⅡ系統(tǒng)熱耗散提高,但其他時(shí)刻均能保持一致的水平，說明在這些時(shí)刻PSⅡ潛在狀態(tài)轉(zhuǎn)換能力未受到顯著影響。

PSⅡ最大光化學(xué)效率Fv/Fm代表PSⅡ原初光能轉(zhuǎn)化效率，其下降表明PSⅡ反應(yīng)中心受到損傷，植物受到光抑制[5]。本試驗(yàn)中，2個(gè)黃瓜品種的Fv/Fm值均逐漸下降，到14：30達(dá)到最低，后又逐漸升高。這是因?yàn)殡S著時(shí)間的推移，光照逐漸增強(qiáng)，達(dá)到一定程度后就產(chǎn)生了光抑制，后光照逐漸減弱，不再產(chǎn)生光抑制。

光化學(xué)淬滅系數(shù)qP是對(duì)原初電子受體質(zhì)體醌QA氧化態(tài)的一種量度，代表PSⅡ反應(yīng)中心開放部分的比例，可以反映光合電子鏈的電子傳遞速率，qP較高說明光合電子傳遞的速率較快[5]。PSⅡ電子傳遞量子效率ΦPSⅡ反映了PSⅡ反應(yīng)中心部分關(guān)閉情況下的實(shí)際光能捕獲效率，與碳同化反應(yīng)的強(qiáng)度密切相關(guān)，ΦPSⅡ的降低將影響 ATP、NADPH等同化力的形成[4，5]。本試驗(yàn)中，津優(yōu)3號(hào)的光化學(xué)淬滅系數(shù) （qP）和PSⅡ電子傳遞量子效率（ΦPSⅡ）基本保持不變，且qP值較大，說明津優(yōu)3號(hào)的PSⅡ反應(yīng)中心開放程度較高，光合電子傳遞的速率較快，ATP、NADPH等同化力的形成未受到影響。但津春2號(hào)的光化學(xué)淬滅系數(shù)（qP）和PSⅡ電子傳遞量子效率（ΦPSⅡ）在11：30顯著降低，說明此刻其PSⅡ反應(yīng)中心開放程度較低，光合電子傳遞的速率較慢，ATP、NADPH等同化力的形成受到影響，產(chǎn)生了光抑制。

圖3 不同時(shí)間2個(gè)黃瓜品種的葉綠素相對(duì)含量

采用葉綠素儀快速、活體測定的葉綠素相對(duì)含量（SPAD值）與絕對(duì)含量顯著相關(guān)。本試驗(yàn)中，2個(gè)黃瓜品種的SPAD值變化趨勢高度一致，上午，隨著光合作用的加強(qiáng)，葉綠素含量逐漸降低，下午又恢復(fù)到上午的水平。溫室內(nèi)2個(gè)黃瓜品種的幼苗白天葉綠素?zé)晒鈪?shù)和葉綠素相對(duì)含量的變化規(guī)律基本相同。津春2號(hào)黃瓜苗中午出現(xiàn)了光抑制，但津優(yōu)3號(hào)正常。

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