該研究以陜北旱區(qū)主要推廣的2個(gè)玉米（Zea mays）品種‘陜科9號’和‘大豐30’為材料,采用盆栽控水方式,通過葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)測定中度干旱及復(fù)水3 d后對其苗期葉片光系統(tǒng)Ⅱ （PSⅡ）和光系統(tǒng)Ⅰ （PSⅠ）光能分配及電子傳遞速率的影響。結(jié)果表明,中度干旱誘導(dǎo)快速熒光動力學(xué)（OJIP）曲線上的I點(diǎn)和J點(diǎn)上升,且OJIP參數(shù)最大光化學(xué)效率（TR₀/ABS）、單位面積反應(yīng)中心的數(shù)量（RC/ABS）、PSⅡ捕獲的電子從Q_A^-轉(zhuǎn)移到PQ的效率（ET₀/TR₀）、以吸收光能為基礎(chǔ)的性能指數(shù)(PⅠ_abs)顯著減少;能量轉(zhuǎn)換分析顯示干旱脅迫降低了PSⅡ和PSⅠ的電子傳遞速率,而葉片中環(huán)式電子傳遞流明顯增加。2個(gè)品種的變化趨勢相同,但‘陜科9號’光合電子傳遞參數(shù)變化幅度較‘大豐30’小;復(fù)水后‘陜科9號’葉片PSⅡ和PSⅠ活性及環(huán)式電子流恢復(fù)到對照水平,而‘大豐30’的未能完全恢復(fù)。可見,‘陜科9號’的光合機(jī)構(gòu)抗旱能力強(qiáng)于‘大豐30’,且與‘大豐30’相比,在中度干旱下‘... 

【文章來源】：植物生理學(xué)報(bào). 2020,56(05)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

干旱脅迫和復(fù)水處理對‘陜科9號’和‘大豐30’葉片OJIP形態(tài)的影響

隨著光強(qiáng)的增加,2個(gè)品種PSII和PSI的電子流(ETRII、ETRI)及CEF逐漸增加(圖5-A和B)。2個(gè)品種干旱脅迫下相同光強(qiáng)通過PSII和PSI的光合電子流快速下降,而CEF逐漸上升。‘大豐30’葉片中ETRII、ETRI的下降幅度顯著高于‘陜科9號’,但CEF的增加程度低于‘陜科9號’。復(fù)水后,‘陜科9號’各熒光參數(shù)快速恢復(fù),但仍保持較高的CEF。相反,‘大豐30’中ETRII、ETRI及CEF仍均保持較低水平。3 討論

由于PSII結(jié)構(gòu)的破壞,電子傳遞和能量轉(zhuǎn)化受到了較大的影響。干旱下單位面積反應(yīng)中心的數(shù)量(RC/ABS)顯著下降,說明干旱引起反應(yīng)中心的失活,而‘陜科9號’的變化幅度較‘大豐30’小,復(fù)水后恢復(fù)程度高。這從能量分配的角度說明干旱對‘大豐30’PSII反應(yīng)中心傷害較大,導(dǎo)致剩余的活性反應(yīng)中心負(fù)擔(dān)較多的光能,PSII活性出現(xiàn)不可逆的下降,而‘陜科9號’PSII通過主動下調(diào)方式適應(yīng)干旱環(huán)境,表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗旱性。干旱脅迫還導(dǎo)致2個(gè)品種TR0/ABS和ET0/TR0下降,說明干旱脅迫降低了2個(gè)品種天線復(fù)合體光化學(xué)吸收的電子傳遞鏈效率,而抗旱‘陜科9號’葉片中的這些參數(shù)降幅較‘大豐30’小(圖2),這與抗旱辣椒(Capsicum annuum)和玉米研究結(jié)果相一致(Campos等2014;郭艷陽等2018)。復(fù)水后‘陜科9號’TR0/ABS和ET0/TR0均恢復(fù)到對照水平,說明‘陜科9號’具有較強(qiáng)的PSII供體側(cè)電子傳遞及光化學(xué)活性的恢復(fù)能力。以吸收光能為基礎(chǔ)的性能指數(shù)(PIabs)是光能捕獲、吸收和轉(zhuǎn)化的綜合指標(biāo)(Ma等2017;Chen等2016)。本研究中干旱下‘陜科9號’葉片的PIabs下降幅度小于‘大豐30’,復(fù)水后其PIabs能恢復(fù)到對照水平,說明抗旱性強(qiáng)的‘陜科9號’受到干旱脅迫影響較小,維持了光合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的整體性。圖4 干旱脅迫和復(fù)水處理下‘陜科9號’和‘大豐30’PSI能量分配的變化

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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