抗、感蓟马苜蓿无性系对蓟马危害的补偿光合生理反应比较

为了揭示苜蓿的补偿生长相关的光合生理补偿机制,以大田单株筛选、扦插扩繁的抗蓟马苜蓿无性系R-1和感蓟马苜蓿无性系I-1为材料,以相邻老苜蓿田自然发生的蓟马作为虫源,任其持续危害,于现蕾期和初花期通过模拟有效光辐射和固定CO2浓度,测定R-1和I-1的光合特性和水分利用特性。结果表明:(1)在现蕾期,R-1受害后叶片叶绿素含量显著增加,净光合速率(net photosynthetic rate,Pn)显著增大,光补偿点(light compensation point,Lcp)和暗呼吸速率(dark respiration rate,Rd)均显著降低(P<0.05);而I-1叶片叶绿素含量显著降低(P<0.05),植株净光合速率(Pn)与对照差异不显著(P>0.05),且在低于正常光照强度时,受害I-1植株Pn相对健株下降,同时,其光补偿点(Lcp)和暗呼吸速率(Rd)均显著升高(P<0.05);R-1和I-1受害后植株胞间CO2浓度(intercellular CO2concentration,Ci)、蒸腾速率(transpiration rate,Tr)和气孔导度(stomatal conductance,Gs)均显著升高(P<0.05),水分利用效率(water use efficiency,WUE)均显著降低。(2)在初花期,在较强的光照条件下,受害I-1植株Pn显著增大(P<0.05);在弱光下受害R-1植株Pn增大,而受害I-1植株Pn显著降低(P<0.05),其他指标变化同现蕾期。结果说明,抗蓟马无性系R-1对蓟马的危害具有显著的补偿光合作用;而感蓟马无性系的补偿光合作用滞后于初花期发生,且需要较高的光强条件,这种滞后发生的补偿光合作用对于苜蓿产量的补偿贡献意义不大。

紫花苜蓿对蓟马危害的光合生理响应

【目的】探索紫花苜蓿对大田蓟马危害的光合生理响应机制,揭示苜蓿对蓟马危害的补偿机制。【方法】以抗蓟马苜蓿无性系R-1和感蓟马苜蓿无性系I-1为材料,在大田蓟马持续危害条件下,于初花期测定2个无性系不同受害级别叶片的气体交换参数、叶绿素荧光诱导动力学参数的变化。【结果】随着叶片受害级别的增加,R-1、I-1无性系叶片的叶绿素含量和水分利用效率(WUE)降低,胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)升高,净光合速率(Pn)先升高后降低;R-1无性系的光补偿点(Lcp)、暗呼吸速率(Rd)先降低后升高,表观量子效率(AQY)、光饱和点(Lsp)、最大净光合速率(Pnmax)先升高后降低,I-1无性系的Lcp、Rd升高,AQY、Lsp降低,Pnmax先升高后降低;受害级别相同时,R-1无性系的Pn、AQY、Lsp和Pnmax高于I-1无性系,Rd、Lcp低于I-1无性系。随着叶片受害级别的增加,R-1无性系的初始荧光(F0)先降低后升高,PSII实际光合效率(ФPSII)、非光化学淬灭系数(NPQ)、光化学淬灭系数(qP)、PSII潜在活性(Fv/F0)和PSII原初光能转化效率(Fv/Fm)先升高后降低,I-1无性系的F0升高,NPQ、qP先升高后降低,ФPSII、Fv/F0和Fv/Fm降低;受害级别相同时,R-1无性系的F0低于I-1无性系,ФPSII、qP、Fv/F0和Fv/Fm高于I-1无性系。相对于健康叶片而言,R-1无性系不同受害级别叶片的气体交换参数、光响应参数及叶绿素荧光动力学参数的增幅、降幅均小于I-1无性系。【结论】蓟马危害造成了紫花苜蓿PSII反应中心受损,使得紫花苜蓿对光能的利用能力下降,光合效率降低。但在受害较轻的情况下,R-1无性系具有较高的光合效率,光合补偿效应显著大于I-1无性系,说明R-1无性系对蓟马危害具有较强的抗性。