水杨酸对高温胁迫下及恢复期间葡萄幼苗叶片光合机构PSⅡ的影响

以葡萄京秀(Vitisvinifera L.cv.Jingxiu)幼苗为试材,用0.1mmol·L-1水杨酸喷施葡萄幼苗,进行高温胁迫(43℃,5h),然后进行恢复处理(25℃,4d),在此处理过程中利用便携式脉冲调制式荧光仪(FMS-2型)和植物效率分析仪测定葡萄叶片光合机构PSⅡ的荧光参数,探讨了水杨酸能否减轻高温胁迫对葡萄叶片PSⅡ的抑制或伤害。结果表明,一定程度的高温胁迫抑制了葡萄叶片光合机构PSII(包括供体侧和受体侧以及反应中心)的功能,外施水杨酸不能减轻PSⅡ受到的直接高温伤害,但是能够使PSII功能恢复的更快,从而最终减轻了高温伤害。

高温背景下昼夜温差对葡萄叶片光系统Ⅱ及抗氧化酶活性的影响

为了研究高温条件下昼夜温差对设施葡萄叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)及抗氧化酶活性的影响,为设施葡萄提供精准温度调控,以二年生蓝宝石葡萄为试验材料进行人工控制试验,在日均温相同(30℃)的条件下,设置昼夜温差分别为16℃(昼温/夜温为38℃/22℃)、12℃(昼温/夜温为36℃/24℃)、8℃(昼温/夜温为34℃/26℃)、4℃(昼温/夜温为32℃/28℃)的4个处理,以昼温/夜温为30℃/30℃作为CK,对比研究高温条件下不同昼夜温差对葡萄叶片PSⅡ荧光参数及抗氧化酶活性的影响。结果表明,随着昼夜温差升高,叶绿素a、叶绿素b含量显著升高,而最大光化学效率(F_(v)/F_(m))显著下降(P<0.05)。与CK相比,12、16℃温差处理的电子传递的量子产额(ψEo)显著升高(P<0.05),表明随着昼夜温差的增大,昼间温度升高受体侧受到损害。在16℃温差处理下,PSⅡ供体侧的受伤害程度(W k)显著升高,并且16℃温差处理下的供体侧受损害程度大于受体侧。叶片内的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物歧化酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛含量均随昼夜温差的增大而显著增加(P<0.05)。相关性分析结果表明,昼间温度与用于热耗散的能量(DI O/RC)、SOD活性、CAT活性、丙二醛含量、可溶性蛋白含量呈极显著正相关关系,昼夜温差与ψEo呈极显著正相关关系(P<0.01)。主成分分析结果表明,38℃/22℃处理下的叶片受损害程度最深。研究发现,在日均温相同的高温条件下,昼夜温差增大时,抗氧化酶活性显著上升;PSⅡ的供体侧、受体侧受到损害,受损程度取决于昼间高温,昼间温度越高则叶片的受损害程度越深。

适当遮光对高温强光下番茄幼苗叶片光合功能的影响

以番茄品种辽园多丽为试验材料,研究适当遮光对番茄越夏栽培过程中常遭遇的高温强光(HH, high temperature and highlight)对叶片光系统Ⅱ及光合机构恢复能力的影响。结果表明:HH和HH下适当遮光(HL, HH with proper shading)均导致番茄幼苗叶片的光合作用效率显著降低,非气孔性限制起主导作用。番茄幼苗叶片PSⅡ反应中心活性降低,PSⅡ电子传递受阻,PsbO和PsbA基因相对表达量降低,即HH和HL对番茄幼苗叶片的主要作用位点为PSⅡ供体侧放氧复合体(OEC)和PSⅡ受体侧QA向QB的传递过程,其原因主要与OEC功能的破坏及D1蛋白的降解有关。HH胁迫下PsbA基因相对表达量降低幅度大于PsbO,并且标准化OJIP曲线上2 ms处相对可变荧光(VJ)的增加幅度大于0.3 ms处相对可变荧光(VK);HL胁迫下PsbA和PsbO基因相对表达量均有降低,但幅度小于HH。说明HH胁迫对番茄幼苗PSⅡ受体侧的伤害程度大于供体侧,HL胁迫下番茄PSⅡ供体侧和受体侧均有损伤,但伤害程度较弱。经12 h恢复后,HH和HL的光合作用能力均有不同程度的提高,适当遮光提高的程度较多,且PSⅡ供体侧和受体侧基本可以恢复到对照水平。此外,HH和HL下番茄幼苗PSⅡ反应中心对光能的捕获及利用能力降低,单位面积有活性反应中心的数量和吸收光能用于电子传递的能量比例均有不同程度的下降,PSⅡ反应中心吸收光能多以热能形式进行耗散。HH和HL经12 h恢复后均有不同程度的增加,HL增加的幅度较明显。因此,在番茄设施越夏栽培的种植和推广时,可以考虑通过遮光网适当遮光的方式缓解高温强光对番茄的产量和品质造成的影响。