一串紅熒光參數(shù)日變化

摘要：利用葉綠素熒光儀對一串紅（Salvia splendens）熒光參數(shù)日變化進行研究，結(jié)果表明，07：00—13：00一串紅葉片葉綠素PSⅡ的最大光化學(xué)量子產(chǎn)量總體呈現(xiàn)下降趨勢，13：00—16：00總體呈上升趨勢，之后迅速下降，17：00—19：00變化較小。一串紅PSⅡ潛在活性與PSⅡ最大光化學(xué)量子產(chǎn)量Fv/Fm日變化趨勢相同。一串紅葉片葉綠素PSⅡ中處于開放狀態(tài)的反應(yīng)中心隨時間的變化而變化，總體呈“升—降—升—降—升”趨勢。一串紅相對光合電子傳遞速率日變化與PSⅡ有效量子產(chǎn)量日變化趨勢一致。

關(guān)鍵詞：一串紅；熒光參數(shù)；日變化

中圖分類號： S681.401文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2014）06-0216-02

收稿日期：2013-09-23

作者簡介：李德燕（1978—），女，貴州福泉人，博士研究生，講師，從事植物生理及生物技術(shù)研究。E-mail：lideyan1234@163.com。一串紅（Salvia splendens）屬唇形科鼠尾草屬多年生草本植物，原產(chǎn)于巴西，別稱爆竹紅、炮仗紅等，其花序修長、色澤鮮艷、花期長、適應(yīng)性強，是我國園林中普遍栽培的草本花卉。一串紅輪傘狀總狀花序著生枝頂，花色有紅色、白色、粉色、紫色等，花期7月至霜降，可栽于花壇、花境或組合花叢，也可植成花帶，還可作盆栽觀賞。前人對一串紅的研究主要集中在品種資源[1]、引種[2]、施肥[3-4]、基質(zhì)[5-6]、花期調(diào)控[7]等方面，有關(guān)一串紅葉綠素熒光參數(shù)變化反應(yīng)機理的研究尚未見報道。筆者對一串紅葉綠體熒光參數(shù)日變化進行研究，旨為栽培應(yīng)用一串紅資源提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

選取生長健壯、含苞未放的盆栽一串紅品種展望為材料。

1.2方法

試驗于2013年9月15日（晴天，19～29 ℃）進行，選取植株中上部發(fā)育正常、生長基本一致、無病蟲害的一串紅南向葉片，利用基礎(chǔ)型調(diào)制熒光儀Junior-PAM （德國WALZ公司）測定最大熒光Fm、初始熒光F0、可變熒光Fv （Fv=Fm-Fo）、表觀光合電子傳遞速率、有效量子產(chǎn)量ΦPSⅡ、PSⅡ 最大光化學(xué)量子產(chǎn)量（即最大光化學(xué)活性） Fv/Fm、PSⅡ潛在活性Fv/Fo、光化學(xué)淬滅系數(shù)qP、非光化學(xué)淬滅系數(shù)qN等各項指標。其中測定Fo、Fm、Fv/Fm前將葉片暗適應(yīng)20 min。每個指標重復(fù)測定3株，每株固定1個葉片。

1.3數(shù)據(jù)分析

采用Excel 、 SPSS 17. 0 統(tǒng)計軟件分析數(shù)據(jù)。

2結(jié)果與分析

2.1PSⅡ最大光化學(xué)量子產(chǎn)量日變化

PSⅡ 的最大光化學(xué)量子產(chǎn)量（Fv/Fm）反映了PSⅡ 將吸收的光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能的效率，該值越大表明植物將吸收的光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的能力越強，為光合碳同化提供能量及還原力的能力越強。從圖1可以看出，07：00—13：00一串紅葉片葉綠素PSⅡ的最大光化學(xué)量子產(chǎn)量總體呈現(xiàn)下降趨勢，13：00—16：00 總體呈上升趨勢，之后迅速下降，17：00—19：00 間變化較小。

2.2PSⅡ潛在活性日變化

PSⅡ潛在活性Fv/Fo 反映了植株P(guān)SⅡ的電子傳遞情況，該值越大表明PSⅡ電子傳遞能力越強，一般與Fv/Fm變化趨勢相同。由圖2可知，一串紅PSⅡ潛在活性與PSⅡ最大光化學(xué)量子產(chǎn)量Fv/Fm日變化趨勢相同，PSⅡ潛在活性在13：00最低，表明此時PSⅡ的電子傳遞能力最弱，16：00出現(xiàn)波峰，表明15：00—17：00 PSⅡ電子傳遞能力先增加后降低。

2.3熒光光化學(xué)淬滅系數(shù)日變化

光化學(xué)淬滅系數(shù)表示植物葉綠素PSⅡ中處于開放狀態(tài)的反應(yīng)中心所占的比例，反映原初電子受體的氧化性，該值越大表明電子傳遞活性越大。從圖3可知，一串紅葉片葉綠素PSⅡ中處于開放狀態(tài)的反應(yīng)中心隨時間的變化而變化，總體呈“升—降—升—降—升”趨勢，分別在11：00、16：00各出現(xiàn)1次低谷。

2.4非光化學(xué)淬滅系數(shù)日變化

非光化學(xué)淬滅系數(shù)qN是指PSⅡ處調(diào)節(jié)性能量耗散的量子產(chǎn)量，是光保護的重要指標。若qN值較高，一方面表明植物接受的光強過剩，另一方面表明植物可以通過調(diào)節(jié)（如將過剩光能耗散為熱）來保護自身。從圖4可以看出，07：00—09：00一串紅qN值迅速降低，說明此過程中一串紅對光的利用率不斷提高；09：00—11：00一串紅qN值不斷升高，說明此時隨著光強不斷升高，一串紅接受的光強過剩；11：00—17：00 一串紅qN值總體呈現(xiàn)下降趨勢；15：00出現(xiàn)1個小高峰后迅速下降；16：00—19：00一串紅qN值幾乎無變化。

2.5PSⅡ有效量子產(chǎn)量及相對電子傳遞速率日變化

ΦPSⅡ反映葉片有效光能轉(zhuǎn)化效率，該值越高說明植株對光的利用率越高，原初光能捕獲效率越高，為光合碳同化提供的還原力越充足。ETR值大小反映PSⅡ利用光能能力強弱，其值越大表明植株利用光能的能力越強。 一串紅相對光合電子傳遞速率（ETR）日變化與PSⅡ有效量子產(chǎn)量日變化趨勢一致，均在10：00達到最高，11：00迅速降至最低值，11：00—17：00 總體呈現(xiàn)上升趨勢。

2.6一串紅葉片葉綠素熒光參數(shù)相關(guān)性分析

3結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，07：00—13：00一串紅葉片葉綠素PSⅡ的最大光化學(xué)量子產(chǎn)量總體呈現(xiàn)下降趨勢，13：00—16：00總體呈上升趨勢，之后迅速下降，17：00—19：00間變化較小。一串紅PSⅡ潛在活性與PSⅡ最大光化學(xué)量子產(chǎn)量Fv/Fm日變化趨勢相同。一串紅葉片葉綠素PSⅡ中處于開放狀態(tài)的反應(yīng)中心隨時間的變化而變化，總體呈“升—降—升—降—升”趨勢。一串紅相對光合電子傳遞速率日變化與PSⅡ有效量子產(chǎn)量日變化趨勢一致，均在10：00達到最高，11：00迅速降至最低值，11：00—17：00總體呈現(xiàn)上升趨勢。ΦPSⅡ代表PSⅡ非環(huán)式電子傳遞效率或光能捕獲效率，反映PSⅡ反應(yīng)中心實際的原初光能轉(zhuǎn)化效率。PSⅡ電子傳遞速率反映PSⅡ利用光能的能力。本試驗表明，11：00后一串紅ΦPSⅡ、ETR持續(xù)上升，說明在高溫及強光脅迫下，一串紅葉片開放的PSⅡ反應(yīng)中心部分關(guān)閉，光能轉(zhuǎn)化率降低，導(dǎo)致電子傳遞能力降低，CO2同化的光能減少。Fv /Fm是植物發(fā)生光抑制的敏感指標，F(xiàn)v /Fm值降低表明植物光合機構(gòu)可能遭受過量光能的破壞，也可能是保護光合機構(gòu)免遭破壞的保護性反應(yīng)。低溫endprint

及強光脅迫均可導(dǎo)致Fv /Fm下降[8-10]。本研究結(jié)果表明， 13：00 光強較高，一串紅受到光抑制，導(dǎo)致此時Fv /Fm最低，F(xiàn)v/Fo也相應(yīng)降到最低，這與前人研究結(jié)果相似。Fv /Fm在16：00達到峰值，說明高溫及強光沒有對一串紅造成不可逆?zhèn)Γ仓陮姽饩哂幸欢ǖ倪m應(yīng)性。光化學(xué)淬滅系數(shù)qP值越大，反映PSⅡ中處于開放狀態(tài)的反應(yīng)中心所占的比例越大，電子傳遞活性也越大。本研究結(jié)果表明，隨著ΦPSⅡ及ETR增加，qP不斷降低，說明PSⅡ可以通過提高非輻射性熱耗散，減小PSⅡ吸收的過剩光能對機體的損壞。熱耗散可以防御光抑制對植物光合結(jié)構(gòu)的破壞，熱耗散程度通?？捎梅枪饣瘜W(xué)淬滅系數(shù)（qN） 來表征。本研究結(jié)果表明，一串紅qP與qN之間相關(guān)性不顯著，這可能是由其剩余光能的耗散途徑及機理不同所致，有待進一步研究。

參考文獻：

[1]董愛香，王濤，徐進，等. 用SRAP分子標記分析一串紅品種資源的親緣關(guān)系[J]. 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2012，34（5）：134-138.

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[5]熊俊芬，陳永川，郭敏，等. 應(yīng)用滇池淤泥作為基質(zhì)種植一串紅的研究[J]. 北方園藝，2011（12）：66-68.

[6]譚曉峰，黃峰華.一串紅無土栽培基質(zhì)選擇分析[J]. 北方園藝，2011（16）：84-85.

[7]趙明方，張麗芳，余娜，等. 一串紅盆花在昆明地區(qū)花期調(diào)控研究[J]. 北方園藝，2013（13）：88-90.

[8]張仁和，鄭友軍，馬國勝，等. 干旱脅迫對玉米苗期葉片光合作用和保護酶的影響[J]. 生態(tài)學(xué)報，2011，31（5）：1303-1311.

[9]馮志立，馮玉龍，曹坤芳. 光強對砂仁葉片光合作用光抑制及熱耗散的影響[J]. 植物生態(tài)學(xué)報，2002，26（1）：77-82.

[10]趙麗英，鄧西平，山侖. 滲透脅迫對小麥幼苗葉綠素熒光參數(shù)的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2005，16（7）：1261-1264.任全進，劉興劍，于金平. 江蘇省野生草本觀賞花卉資源及其在園林中的應(yīng)用[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（6）：218-220.endprint

及強光脅迫均可導(dǎo)致Fv /Fm下降[8-10]。本研究結(jié)果表明， 13：00 光強較高，一串紅受到光抑制，導(dǎo)致此時Fv /Fm最低，F(xiàn)v/Fo也相應(yīng)降到最低，這與前人研究結(jié)果相似。Fv /Fm在16：00達到峰值，說明高溫及強光沒有對一串紅造成不可逆?zhèn)?，植株對強光具有一定的適應(yīng)性。光化學(xué)淬滅系數(shù)qP值越大，反映PSⅡ中處于開放狀態(tài)的反應(yīng)中心所占的比例越大，電子傳遞活性也越大。本研究結(jié)果表明，隨著ΦPSⅡ及ETR增加，qP不斷降低，說明PSⅡ可以通過提高非輻射性熱耗散，減小PSⅡ吸收的過剩光能對機體的損壞。熱耗散可以防御光抑制對植物光合結(jié)構(gòu)的破壞，熱耗散程度通常可用非光化學(xué)淬滅系數(shù)（qN） 來表征。本研究結(jié)果表明，一串紅qP與qN之間相關(guān)性不顯著，這可能是由其剩余光能的耗散途徑及機理不同所致，有待進一步研究。

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及強光脅迫均可導(dǎo)致Fv /Fm下降[8-10]。本研究結(jié)果表明， 13：00 光強較高，一串紅受到光抑制，導(dǎo)致此時Fv /Fm最低，F(xiàn)v/Fo也相應(yīng)降到最低，這與前人研究結(jié)果相似。Fv /Fm在16：00達到峰值，說明高溫及強光沒有對一串紅造成不可逆?zhèn)?，植株對強光具有一定的適應(yīng)性。光化學(xué)淬滅系數(shù)qP值越大，反映PSⅡ中處于開放狀態(tài)的反應(yīng)中心所占的比例越大，電子傳遞活性也越大。本研究結(jié)果表明，隨著ΦPSⅡ及ETR增加，qP不斷降低，說明PSⅡ可以通過提高非輻射性熱耗散，減小PSⅡ吸收的過剩光能對機體的損壞。熱耗散可以防御光抑制對植物光合結(jié)構(gòu)的破壞，熱耗散程度通常可用非光化學(xué)淬滅系數(shù)（qN） 來表征。本研究結(jié)果表明，一串紅qP與qN之間相關(guān)性不顯著，這可能是由其剩余光能的耗散途徑及機理不同所致，有待進一步研究。

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[8]張仁和，鄭友軍，馬國勝，等. 干旱脅迫對玉米苗期葉片光合作用和保護酶的影響[J]. 生態(tài)學(xué)報，2011，31（5）：1303-1311.

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[10]趙麗英，鄧西平，山侖. 滲透脅迫對小麥幼苗葉綠素熒光參數(shù)的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2005，16（7）：1261-1264.任全進，劉興劍，于金平. 江蘇省野生草本觀賞花卉資源及其在園林中的應(yīng)用[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（6）：218-220.endprint