【摘要】：本研究以設施“紅提”葡萄為試材,從葡萄葉片光合、熒光和衰老特性三個方面出發(fā),系統(tǒng)研究低溫、弱光、低溫弱光及弱光下不同低溫脅迫及恢復對設施紅提葡萄葉片生理生化參數(shù)的影響,探討光合模型和氣孔導度模型對脅迫環(huán)境下葡萄葉片的適用性,揭示葡萄葉片對低溫弱光脅迫的響應機理。篩選出反映葡萄葉片受脅迫程度的指標,構建設施葡萄低溫弱光脅迫指數(shù)方程,并對脅迫等級進行劃分,進而構建設施葡萄低溫弱光脅迫程度指數(shù)預測模型(等級預測模型)。為江蘇設施葡萄低溫弱光氣象災害防御及精細化服務提供科學依據(jù)。主要研究結果如下:(1)低溫、弱光和低溫弱光脅迫均使葡萄葉片凈光合速率(Pn)受到抑制,脅迫初期Pn的降低可能與氣孔限制因素有關,中后期脅迫程度較深時主要影響因素為非氣孔限制。脅迫使葡萄葉片可利用光強范圍減小,光合潛力減弱,弱光下的光能轉換效率降低。弱光條件增加了低溫脅迫下葡萄光合能力的減弱程度。光響應曲線的擬合效果以直角雙曲線修正模型為最優(yōu)(R2=0.993),指數(shù)模型(R2=0.984)和非直角雙曲線模型(R2=0.984)同樣具有較好的擬合效果,BB模型(R2=0.984)和BBL(R2=0.984)模型均能對氣孔導度進行模擬,后者模擬效果更好,Jarvis模型對葡萄葉片氣孔導度隨光合有效輻射變化的模擬優(yōu)于BBLP耦合模型,模型擬合效果隨脅迫程度的增加而變差。(2)葡萄葉片PSII的Fv/Fm和qP隨脅迫時間增加和溫度的降低而減小,NPQ變化趨勢則相反。脅迫對Fv/Fm影響程度要弱于qP和NPQ。弱光可緩解低溫脅迫對葡萄葉片調制熒光參數(shù)的影響。低溫弱光脅迫下葉片主要通過增加天線色素熱耗散來抵御脅迫對光合機構造成的傷害,脅迫使用于PSII反應中心的能量減少;葡萄葉片OJIP曲線受低溫弱光脅迫發(fā)生明顯的形變,恢復期相對可變熒光(△Vt)曲線顯示重度低溫弱光脅迫降低了葡萄葉片PSⅡ的熱耗散調節(jié)能力;低溫和低溫弱光脅迫使葡萄葉片放氧復合體(OEC)受到破壞,弱光脅迫則無明顯影響。PSⅡ受體側和供體側對脅迫的響應速度和程度上均弱于反應中心。葡萄葉片PSⅠ在低溫弱光環(huán)境下有更好的穩(wěn)定性PSⅠ相對活性和PSⅡ反應中心效率都表現(xiàn)為降低的趨勢。(3)POD和SOD對脅迫響應迅速,14/4℃脅迫超7d即超過SOD調節(jié)范圍,隨脅迫強度增加,MDA則增加,葉綠素含量減小。脅迫對葉綠素a的影響大于葉綠素b。(4)本研究25個指標的主成分綜合得分結果表現(xiàn)為同一脅迫時間下CKLLTT。方便實際應用,綜合指標的生物學意義、指標測量的難易程度、指標間的相關性、以及其在主成分分析中的得分系數(shù)篩選出Pn、Fv/Fm、Plabs、MDA、和Chl作為反映葡萄葉片受脅迫程度的指標,通過再次主成分分析得到各指標權重,構建脅迫指數(shù)(SI)方程。各處理脅迫指數(shù)與主成分綜合得分排名的R2為0.97,根據(jù)恢復期各處理脅迫指數(shù)將低溫弱光災害分為輕、中、重、極重四個等級。(5)構建基于低溫弱光脅迫下葡萄葉片生理生化響應特性的低溫弱光脅迫程度指數(shù)(等級)預測模型,模型包括低溫弱光脅迫效應、低溫脅迫效應和抗逆效應三部分。模型對處理期SI的模擬(R2=0.86)弱于恢復階段(R2=0.94)。
【圖文】：

ＢＩ邋ＣＫ邋ＤＬＴ）邋ＨＬＴ２邋ＢＬＴ３邋？ＬＴ４逡逑０．７逡逑＿＿逡逑脅迫處理Ｓｔｒｅｓｓ邐｜邐恢復處理Ｒｅｃｏｖｅｒｙ邐｜！逡逑圖３－６弱光環(huán)境下不同低溫脅迫及恢復后葡萄葉片氣孔限制值Ｌｓ的變化逡逑Ｆｉｇ．３－６邋Ｅｆｆｅｃｔ邋ｏｆ邋ｓｔｒｅｓｓ邋ａｎｄ邋ｒｅｃｏｖｅｒｙ邋ｏｆ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｌｏｗ邋ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ邋ａｎｄ邋ｐｏｏｒ邋ｌｉｇｈｔ邋ｏｎ邋Ｇｓ邋ｏｆ邋ｇｒａｐｅ邋ｌｅａｖｅｓ．逡逑３．２低溫弱光脅迫下葡萄葉片光響應曲線的模擬逡逑直角雙曲線模型（Ａ）、直角雙曲線修正模型（Ｂ）、指數(shù)模型（Ｃ）、非直角雙曲線模逡逑型（Ｄ）４種模型對弱光環(huán)境下不同低溫脅迫后葡萄葉片光響應曲線的模擬如圖３－７所示，逡逑由圖可知，不同溫度處理下，，光響應曲線變化趨勢與對照（ＣＫ）相似。葡萄葉片凈光逡逑合速率對光合有效輻射的響應大致可分為三個階段，第一段為光合有效輻射較弱時，即逡逑ＰＡＲ夕０0Ｍｍ0ｒｎｆ２＿ｄ時，凈光合速率隨著ＰＡＲ的增加而迅速增加，大致呈線性關系；逡逑第二階段凈光合速率隨光合有效輻射的增速減緩，呈現(xiàn)出曲線上升的趨勢，此時的ＰＡＲ逡逑范圍大致在２０（Ｖｍｏｌ邋ｍ＇２，ｓ＿１到８００｜ａｍｏｂｍ—２．ｓ＿１之間；第三階段為凈光合速率隨光合有效逡逑輻射的增加逐漸趨于平穩(wěn)階段，葡萄葉片的光飽和點（ＬＳＰ）出現(xiàn)在這一階段，隨著脅逡逑迫程度的加深

由于直角雙曲線修正模型為葡萄葉片凈光合速率的最優(yōu)擬合模型，且ＢＢＬ模型能逡逑較好的擬合氣孔導度，故將兩模型方程聯(lián)立得到氣孔導度與凈光合速率耦合模型（ＢＢＬＰ逡逑耦合模型），用以描述氣孔導度對光和有效輻射的響應情況。由圖３－９可見，Ｊａｒｖｉｓ模逡逑型（Ａ）和ＢＢＬＰ耦合模型（Ｂ）均能夠較好的對不同低溫弱光脅迫下葡萄葉片氣孔導逡逑度進行模擬。不同溫度處理下，兩種模型的擬合效果有所差異。當溫脅迫程度較深時（ＬＴ３，逡逑ＬＴ４）邋Ｊａｒｖｉｓ模型的的模擬值與實測值的重合度要明顯高于ＢＢＬＰ耦合模型。不同光合有逡逑效輻射下，模型的擬合效果也不相同，當ＰＡＲ較弱（ＰＡＲｇＯＯ＾ｕｎｏＫ２＾１）時，Ｇｓ隨逡逑ＰＡＲ增加迅速增加，之后增速減緩。表明影響氣孔導度的主要因素為溫度而不是光強。逡逑兩種模型均在３００￣１２０（Ｈｍｉｏｌ＿ｍ＜ｓ邋＿１之間模擬值與實測值有較好的重合度，優(yōu)于其他光逡逑強范圍。同時，當ＰＡＲ為０時，Ｊａｒｖｉｓ模型對應的Ｇｓ為０，邋ＢＢＬＰ耦合模型則有不同的逡逑取值。逡逑從兩種模型擬合值的決定系數(shù)和均方根誤差（表３－５）也可以看出，隨著溫度的降逡逑低，Ｒ２呈減小的趨勢。Ｊａｒｖｉｓ模型ＣＫ、ＬＴ１、ＬＴ２、ＬＴ３、ＬＴ４處理的Ｒ２分別為０．９６４、逡逑０．９９２、０．９６６、０．９３３、０．６７３．。除ＣＫ的Ｒ２略小于ＢＬＰ耦合模型
【學位授予單位】：南京信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S663.1

【參考文獻】

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本文編號：2650727