臭氧脅迫疊加溫光逆境對(duì)葡萄葉片光合性能的影響
發(fā)布時(shí)間:2023-02-01 20:20
隨著工業(yè)廢氣和汽車(chē)尾氣排放量不斷增多,環(huán)境臭氧(O3)濃度逐漸升高,臭氧脅迫已經(jīng)成為威脅作物產(chǎn)量和品質(zhì)的環(huán)境指標(biāo)之一。臭氧在強(qiáng)光協(xié)同下形成的光氧化對(duì)葡萄這類(lèi)敏感作物造成的傷害呈加重趨勢(shì)。在生長(zhǎng)季節(jié)葡萄往往面臨O3、強(qiáng)光以及高溫的疊加脅迫,引起光合作用的光抑制,甚至造成光合機(jī)構(gòu)的不可逆破壞,但是高濃度臭氧疊加高溫和強(qiáng)光逆境對(duì)葡萄葉片光合性能的影響機(jī)理仍不是十分清楚。因此,研究臭氧疊加強(qiáng)光和高溫逆境因子在葡萄葉片上發(fā)生的脅迫機(jī)制有明顯的學(xué)術(shù)價(jià)值,研究應(yīng)對(duì)臭氧脅迫的緩解措施對(duì)于提高葡萄植株耐脅迫能力,保證葡萄正常生長(zhǎng)和發(fā)育有著重要的實(shí)踐意義。本文比較了田間五個(gè)葡萄品種對(duì)臭氧的敏感性以及臭氧傷害葉片的組織解剖學(xué)差異,并以一年生赤霞珠(Vitisvinifera L.cv.CabernetSauvigon)葡萄為試材,分析了光系統(tǒng)II活性在強(qiáng)光、高溫疊加下對(duì)臭氧脅迫的響應(yīng),并初步探討了澆施褪黑素(melatonin,MT)對(duì)臭氧脅迫的緩解作用。主要結(jié)果如下:(1)葡萄園環(huán)境長(zhǎng)時(shí)間低濃度O3脅迫導(dǎo)致敏感葡萄品種的葉片發(fā)生嚴(yán)重的光抑制...
【文章頁(yè)數(shù)】:76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
符號(hào)說(shuō)明
中文摘要
Abstract
1.引言
1.1 臭氧對(duì)植物的為害
1.1.1 近地層臭氧污染現(xiàn)狀
1.1.2 植物對(duì)臭氧的敏感性
1.1.3 臭氧對(duì)植物的傷害機(jī)理及植物保護(hù)機(jī)制
1.2 光氧化對(duì)植物的為害
1.2.1 強(qiáng)光與光抑制
1.2.2 光氧化脅迫與光保護(hù)機(jī)制
1.3 高溫對(duì)植物的傷害
1.3.1 高溫對(duì)光合色素的影響
1.3.2 高溫與植物膜系統(tǒng)損傷
1.3.3 高溫對(duì)植物光合作用的影響
1.4 本研究的目的及意義
2.材料與方法
2.1 臭氧熏蒸系統(tǒng)
2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及所用材料
2.2.1 品種敏感性試驗(yàn)
2.2.2 臭氧傷害葉片電鏡觀察
2.2.3 利用響應(yīng)面法確定光照/臭氧脅迫動(dòng)態(tài)閾值互作
2.2.4 臭氧/光照互作對(duì)葡萄葉片光合碳同化酶活性和基因表達(dá)量的影響
2.2.5 臭氧脅迫疊加溫光逆境下葡萄葉片PSII光化學(xué)活性的響應(yīng)
2.2.6 外源褪黑素對(duì)臭氧脅迫的緩解作用
2.3 測(cè)定指標(biāo)及方法
2.3.1 臭氧濃度的監(jiān)測(cè)
2.3.2 氣體交換參數(shù)的測(cè)定
2.3.3 調(diào)制式熒光儀熒光參數(shù)的測(cè)定
2.3.4 葉綠素a熒光誘導(dǎo)動(dòng)力學(xué)OJIP曲線的測(cè)定及JIP-test分析
2.3.5 葉片顯微結(jié)構(gòu)觀察
2.3.6 葉綠素含量測(cè)定
2.3.7 酶活性測(cè)定
2.3.8 光合酶基因的表達(dá)分析
2.4 數(shù)據(jù)分析
3.結(jié)果與分析
3.1 葡萄園環(huán)境臭氧狀況與葡萄品種的敏感性
3.1.1 葡萄園臭氧濃度監(jiān)測(cè)
3.1.2 不同葡萄品種對(duì)環(huán)境臭氧為害的響應(yīng)
3.1.3 不同品種對(duì)臭氧環(huán)境的敏感性判斷
3.2 環(huán)境臭氧對(duì)葡萄葉片組織結(jié)構(gòu)的為害
3.2.1 臭氧傷害分級(jí)
3.2.2 葉片組織結(jié)構(gòu)傷害
3.2.3 葉綠體超微結(jié)構(gòu)傷害
3.3 基于響應(yīng)面法分析光照和臭氧交互作用對(duì)‘赤霞珠’葡萄葉綠素?zé)晒馓匦缘挠绊?br> 3.3.1 模型的建立
3.3.2 響應(yīng)曲面分析
3.3.3 模型優(yōu)化
3.3.4 模型優(yōu)化結(jié)果驗(yàn)證
3.3.5 不同臭氧濃度與光照強(qiáng)度組合對(duì)葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響
3.3.6 模型優(yōu)化結(jié)果應(yīng)用
3.4 臭氧/光照互作對(duì)葡萄葉片光合功能的影響
3.4.1 臭氧/光照互作對(duì)葡萄葉片光合碳同化酶活性和基因表達(dá)量的影響
3.4.2 臭氧/光照互作對(duì)葡萄葉片氣體交換參數(shù)的影響
3.4.3 臭氧/光照互作對(duì)葡萄葉片熒光參數(shù)的影響
3.5 臭氧疊加高溫強(qiáng)光三因素脅迫對(duì)葡萄葉片PSII光化學(xué)活性的響應(yīng)
3.5.1 臭氧脅迫下不同溫光組合對(duì)葡萄葉片F(xiàn)_v/F_m、F_v/F_o、RC/CS_m、Ψ_o的影響
3.5.2 臭氧脅迫下不同溫光組合對(duì)葡萄葉片F(xiàn)_v'/F_m'、ETR、qp的影響
3.5.3 臭氧脅迫下不同溫光組合對(duì)葡萄葉片吸收光能分配的影響
3.5.4 臭氧脅迫下不同溫光組合對(duì)葡萄葉片光系統(tǒng)I、光系統(tǒng)II間激發(fā)能分配的響應(yīng)
3.6 外源褪黑素對(duì)臭氧脅迫下‘赤霞珠'葡萄葉片光合作用的影響
3.6.1 開(kāi)頂式氣室內(nèi)臭氧濃度控制
3.6.2 外源褪黑素對(duì)臭氧脅迫下葉片表觀傷害及熒光成像的影響
3.6.3 外源褪黑素對(duì)臭氧脅迫下葉片葉綠素含量的影響
3.6.4 外源褪黑素對(duì)臭氧脅迫下葉片氣體交換參數(shù)的影響
3.6.5 外源褪黑素對(duì)臭氧脅迫下葉片熒光參數(shù)的影響
4.討論
4.1 葡萄對(duì)臭氧脅迫敏感的生物學(xué)原因
4.2 強(qiáng)光、高溫加劇臭氧對(duì)葡萄傷害的機(jī)理
4.3 外源褪黑素對(duì)臭氧脅迫的緩解作用
5.結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高溫對(duì)北高叢越橘葉片結(jié)構(gòu)和生理代謝的影響[J]. 黃磊,孫耀清,郝立華,黨承華,朱玉,王賀新,程?hào)|娟,張運(yùn)鑫,鄭云普. 園藝學(xué)報(bào). 2016(06)
[2]遮陰對(duì)臭氧脅迫下‘赤霞珠’葡萄葉片光合功能及活性氧代謝的影響[J]. 王金歡,耿慶偉,邢浩,孫永江,王楊,翟衡,杜遠(yuǎn)鵬. 果樹(shù)學(xué)報(bào). 2016(07)
[3]不同濃度臭氧處理對(duì)‘赤霞珠’葡萄葉片光系統(tǒng)Ⅱ功能的影響[J]. 孫永江,王金歡,耿慶偉,邢浩,翟衡,杜遠(yuǎn)鵬. 植物生理學(xué)報(bào). 2015(11)
[4]臭氧脅迫對(duì)3個(gè)葡萄品種葉片原初光化學(xué)反應(yīng)的影響[J]. 王金歡,耿慶偉,孫永江,王楊,翟衡,杜遠(yuǎn)鵬. 中外葡萄與葡萄酒. 2015(02)
[5]高溫脅迫下不同光強(qiáng)對(duì)‘赤霞珠’葡萄PSII活性及恢復(fù)的影響[J]. 孫永江,杜遠(yuǎn)鵬,翟衡. 植物生理學(xué)報(bào). 2014(08)
[6]新疆野蘋(píng)果28個(gè)種下類(lèi)型葉片解剖結(jié)構(gòu)對(duì)比研究[J]. 閆娟娟,秦偉,肖運(yùn)強(qiáng),馬依努爾姑. 新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(04)
[7]強(qiáng)光高溫交叉脅迫對(duì)牡丹葉片PSⅡ和PSⅠ之間能量傳遞的影響[J]. 劉超,袁野,蓋樹(shù)鵬,張玉喜,劉春英,鄭國(guó)生. 園藝學(xué)報(bào). 2014(02)
[8]中國(guó)葡萄屬植物野生種多樣性分析[J]. 程大偉,姜建福,樊秀彩,張穎,張國(guó)海,劉崇懷. 植物遺傳資源學(xué)報(bào). 2013(06)
[9]內(nèi)源水楊酸參與黃瓜葉片光合系統(tǒng)對(duì)低溫脅迫的響應(yīng)[J]. 李亮,董春娟,尚慶茂. 園藝學(xué)報(bào). 2013(03)
[10]遮蔭和環(huán)剝對(duì)荔枝枝梢生長(zhǎng)和光合生理的影響[J]. 莫偉平,周琳耀,張靜逸,黃俊波,貝學(xué)文,付欣雨,王惠聰,黃旭明. 園藝學(xué)報(bào). 2013(01)
博士論文
[1]外源褪黑素調(diào)控葡萄抗旱的機(jī)制及其對(duì)葡萄與葡萄酒品質(zhì)的影響[D]. 孟江飛.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2015
碩士論文
[1]吉林省大豆屬部分植物演化結(jié)構(gòu)研究[D]. 高偉.東北師范大學(xué) 2015
本文編號(hào):3734423
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【學(xué)位級(jí)別】:碩士
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Abstract
1.引言
1.1 臭氧對(duì)植物的為害
1.1.1 近地層臭氧污染現(xiàn)狀
1.1.2 植物對(duì)臭氧的敏感性
1.1.3 臭氧對(duì)植物的傷害機(jī)理及植物保護(hù)機(jī)制
1.2 光氧化對(duì)植物的為害
1.2.1 強(qiáng)光與光抑制
1.2.2 光氧化脅迫與光保護(hù)機(jī)制
1.3 高溫對(duì)植物的傷害
1.3.1 高溫對(duì)光合色素的影響
1.3.2 高溫與植物膜系統(tǒng)損傷
1.3.3 高溫對(duì)植物光合作用的影響
1.4 本研究的目的及意義
2.材料與方法
2.1 臭氧熏蒸系統(tǒng)
2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及所用材料
2.2.1 品種敏感性試驗(yàn)
2.2.2 臭氧傷害葉片電鏡觀察
2.2.3 利用響應(yīng)面法確定光照/臭氧脅迫動(dòng)態(tài)閾值互作
2.2.4 臭氧/光照互作對(duì)葡萄葉片光合碳同化酶活性和基因表達(dá)量的影響
2.2.5 臭氧脅迫疊加溫光逆境下葡萄葉片PSII光化學(xué)活性的響應(yīng)
2.2.6 外源褪黑素對(duì)臭氧脅迫的緩解作用
2.3 測(cè)定指標(biāo)及方法
2.3.1 臭氧濃度的監(jiān)測(cè)
2.3.2 氣體交換參數(shù)的測(cè)定
2.3.3 調(diào)制式熒光儀熒光參數(shù)的測(cè)定
2.3.4 葉綠素a熒光誘導(dǎo)動(dòng)力學(xué)OJIP曲線的測(cè)定及JIP-test分析
2.3.5 葉片顯微結(jié)構(gòu)觀察
2.3.6 葉綠素含量測(cè)定
2.3.7 酶活性測(cè)定
2.3.8 光合酶基因的表達(dá)分析
2.4 數(shù)據(jù)分析
3.結(jié)果與分析
3.1 葡萄園環(huán)境臭氧狀況與葡萄品種的敏感性
3.1.1 葡萄園臭氧濃度監(jiān)測(cè)
3.1.2 不同葡萄品種對(duì)環(huán)境臭氧為害的響應(yīng)
3.1.3 不同品種對(duì)臭氧環(huán)境的敏感性判斷
3.2 環(huán)境臭氧對(duì)葡萄葉片組織結(jié)構(gòu)的為害
3.2.1 臭氧傷害分級(jí)
3.2.2 葉片組織結(jié)構(gòu)傷害
3.2.3 葉綠體超微結(jié)構(gòu)傷害
3.3 基于響應(yīng)面法分析光照和臭氧交互作用對(duì)‘赤霞珠’葡萄葉綠素?zé)晒馓匦缘挠绊?br> 3.3.1 模型的建立
3.3.2 響應(yīng)曲面分析
3.3.3 模型優(yōu)化
3.3.4 模型優(yōu)化結(jié)果驗(yàn)證
3.3.5 不同臭氧濃度與光照強(qiáng)度組合對(duì)葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響
3.3.6 模型優(yōu)化結(jié)果應(yīng)用
3.4 臭氧/光照互作對(duì)葡萄葉片光合功能的影響
3.4.1 臭氧/光照互作對(duì)葡萄葉片光合碳同化酶活性和基因表達(dá)量的影響
3.4.2 臭氧/光照互作對(duì)葡萄葉片氣體交換參數(shù)的影響
3.4.3 臭氧/光照互作對(duì)葡萄葉片熒光參數(shù)的影響
3.5 臭氧疊加高溫強(qiáng)光三因素脅迫對(duì)葡萄葉片PSII光化學(xué)活性的響應(yīng)
3.5.1 臭氧脅迫下不同溫光組合對(duì)葡萄葉片F(xiàn)_v/F_m、F_v/F_o、RC/CS_m、Ψ_o的影響
3.5.2 臭氧脅迫下不同溫光組合對(duì)葡萄葉片F(xiàn)_v'/F_m'、ETR、qp的影響
3.5.3 臭氧脅迫下不同溫光組合對(duì)葡萄葉片吸收光能分配的影響
3.5.4 臭氧脅迫下不同溫光組合對(duì)葡萄葉片光系統(tǒng)I、光系統(tǒng)II間激發(fā)能分配的響應(yīng)
3.6 外源褪黑素對(duì)臭氧脅迫下‘赤霞珠'葡萄葉片光合作用的影響
3.6.1 開(kāi)頂式氣室內(nèi)臭氧濃度控制
3.6.2 外源褪黑素對(duì)臭氧脅迫下葉片表觀傷害及熒光成像的影響
3.6.3 外源褪黑素對(duì)臭氧脅迫下葉片葉綠素含量的影響
3.6.4 外源褪黑素對(duì)臭氧脅迫下葉片氣體交換參數(shù)的影響
3.6.5 外源褪黑素對(duì)臭氧脅迫下葉片熒光參數(shù)的影響
4.討論
4.1 葡萄對(duì)臭氧脅迫敏感的生物學(xué)原因
4.2 強(qiáng)光、高溫加劇臭氧對(duì)葡萄傷害的機(jī)理
4.3 外源褪黑素對(duì)臭氧脅迫的緩解作用
5.結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高溫對(duì)北高叢越橘葉片結(jié)構(gòu)和生理代謝的影響[J]. 黃磊,孫耀清,郝立華,黨承華,朱玉,王賀新,程?hào)|娟,張運(yùn)鑫,鄭云普. 園藝學(xué)報(bào). 2016(06)
[2]遮陰對(duì)臭氧脅迫下‘赤霞珠’葡萄葉片光合功能及活性氧代謝的影響[J]. 王金歡,耿慶偉,邢浩,孫永江,王楊,翟衡,杜遠(yuǎn)鵬. 果樹(shù)學(xué)報(bào). 2016(07)
[3]不同濃度臭氧處理對(duì)‘赤霞珠’葡萄葉片光系統(tǒng)Ⅱ功能的影響[J]. 孫永江,王金歡,耿慶偉,邢浩,翟衡,杜遠(yuǎn)鵬. 植物生理學(xué)報(bào). 2015(11)
[4]臭氧脅迫對(duì)3個(gè)葡萄品種葉片原初光化學(xué)反應(yīng)的影響[J]. 王金歡,耿慶偉,孫永江,王楊,翟衡,杜遠(yuǎn)鵬. 中外葡萄與葡萄酒. 2015(02)
[5]高溫脅迫下不同光強(qiáng)對(duì)‘赤霞珠’葡萄PSII活性及恢復(fù)的影響[J]. 孫永江,杜遠(yuǎn)鵬,翟衡. 植物生理學(xué)報(bào). 2014(08)
[6]新疆野蘋(píng)果28個(gè)種下類(lèi)型葉片解剖結(jié)構(gòu)對(duì)比研究[J]. 閆娟娟,秦偉,肖運(yùn)強(qiáng),馬依努爾姑. 新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(04)
[7]強(qiáng)光高溫交叉脅迫對(duì)牡丹葉片PSⅡ和PSⅠ之間能量傳遞的影響[J]. 劉超,袁野,蓋樹(shù)鵬,張玉喜,劉春英,鄭國(guó)生. 園藝學(xué)報(bào). 2014(02)
[8]中國(guó)葡萄屬植物野生種多樣性分析[J]. 程大偉,姜建福,樊秀彩,張穎,張國(guó)海,劉崇懷. 植物遺傳資源學(xué)報(bào). 2013(06)
[9]內(nèi)源水楊酸參與黃瓜葉片光合系統(tǒng)對(duì)低溫脅迫的響應(yīng)[J]. 李亮,董春娟,尚慶茂. 園藝學(xué)報(bào). 2013(03)
[10]遮蔭和環(huán)剝對(duì)荔枝枝梢生長(zhǎng)和光合生理的影響[J]. 莫偉平,周琳耀,張靜逸,黃俊波,貝學(xué)文,付欣雨,王惠聰,黃旭明. 園藝學(xué)報(bào). 2013(01)
博士論文
[1]外源褪黑素調(diào)控葡萄抗旱的機(jī)制及其對(duì)葡萄與葡萄酒品質(zhì)的影響[D]. 孟江飛.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2015
碩士論文
[1]吉林省大豆屬部分植物演化結(jié)構(gòu)研究[D]. 高偉.東北師范大學(xué) 2015
本文編號(hào):3734423
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