低钾胁迫对玉米苗期光合特性和光系统Ⅱ性能的影响

为明确低钾胁迫对玉米光合特性和光系统Ⅱ(PSⅡ)性能的影响,本研究利用耐低钾玉米自交系90-21-3和钾敏感玉米自交系D937为试验材料,对低钾胁迫下的叶片光合参数、PSⅡ供体侧和受体侧以及PSⅡ反应中心的活性参数进行测定。结果表明,低钾胁迫降低了90-21-3和D937的叶片钾含量,引起叶面积、气孔导度(Gs)、净光合速率(Pn)显著下降,胞间CO2浓度(Ci)显著增加,表明光合速率的下降主要是由非气孔因素所致。在低钾胁迫下,90-21-3的QA初始还原速度(Mo)、J点可变荧光强度(Vj)和热耗散(DIo/ABS)分别显著增加64. 76%、18. 84%和37. 19%,D937分别显著增加117. 9%、283. 82%和99. 92%;而90-21-3的单位面积的反应中心数目(RC/CSm)、单位反应中心吸收能量(ABS/RC)和光化学性能指数(PIabs)分别显著降低30. 15%、70. 56%和62. 81%,D937分别显著降低51. 32%、164. 97%和97. 67%,表明低钾胁迫下90-21-3和D937的PSⅡ的供体侧和受体侧均受到抑制,PSⅡ反应中心数目减少、热耗散增加,导致PSⅡ整体性能下降,而供体侧的放氧复合体(OEC)的破坏是产生光抑制的主要原因。与D937相比,低钾胁迫下90-21-3的各参数变化幅度较小,PSⅡ受光抑制较轻,PSⅡ性能更优,能够保持较高的光合生产能力。本研究结果为进一步揭示玉米耐低钾光合生理机制提供了理论依据。

干旱胁迫对不同耐性花生品种生理特性及产量的影响

干旱胁迫是抑制花生生长发育和产量的主要环境因素之一。研究不同耐旱花生品种干旱胁迫下生理特性变化规律,可以为花生耐旱性研究和改良提供理论依据。采用盆栽法,以前期筛选出的耐旱型品种花育22 (HY22)和不耐旱品种白沙1016(BS1016)为材料,在开花下针期进行轻度(D7)、中度(D14)、重度(D21)干旱胁迫处理和复水7d(F7)处理,以正常浇水为对照,分别测定植株叶片的光合和叶绿素荧光特性、超氧阴离子(O2-)、过氧化氢(H2O2)、丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、可溶性蛋白(SP)等含量,超氧化歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性和产量及相关性状的变化,分析干旱胁迫下不同耐性花生品种生理响应机理的差异。结果表明:中度和重度干旱胁迫下,花生叶片的光合、荧光参数均显著下降,O2-、H2O2、MDA含量显著增加,SOD、POD、APX显著增加,脯氨酸、可溶性糖显著增加。但是,HY22在中度和重度干旱胁迫下仍然保持较高的Pn和Gs,荧光参数值Fv/Fm、ΦPSⅡ、qP和ETR受影响较小,NPQ升高较多,O2-、H2O2、MDA、Pro含量和SOD、POD、CAT、APX活性随着胁迫的加剧呈不断上升的趋势,而SP含量在中度干旱胁迫后呈下降趋势,且复水后快速恢复到正常水平。BS1016光合及荧光参数受干旱影响较大,ROS显著增加,保护酶活性增加幅度较小,渗透调节物质显著增加。HY22的饱果数与饱果重受干旱胁迫的影响较小,产量相对较高,而BS1016受干旱胁迫影响产量显著降低。可见,在开花下针期干旱胁迫下,2个不同品种花生测定的生理生化指标均出现不同程度上升,耐旱品种HY22细胞质过氧化伤害较轻,与不耐旱品种BS1016相比,渗透调节物质积累较少,保护酶(SOD、POD、CAT)活性较强。