本文選題：葡萄 + 光合作用　； 參考：《山東農(nóng)業(yè)大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：葡萄作為起源于森林內(nèi)蔓生性攀援生長(zhǎng)的漿果類樹種,其光合作用對(duì)溫光變化敏感。隨著全球變暖,高溫、強(qiáng)光等極端天氣出現(xiàn)的頻率增大,生產(chǎn)實(shí)踐中,高溫和強(qiáng)光導(dǎo)致的葡萄葉片和果實(shí)日灼現(xiàn)象越來越常見,嚴(yán)重影響了葡萄的生長(zhǎng)發(fā)育。因此研究高溫強(qiáng)光下葡萄光合機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)律及其相應(yīng)改善措施具有重要的理論和實(shí)踐意義。本文以一年生赤霞珠葡萄為試材,研究了葉片光合參數(shù)日變化及其影響因素,深入分析了光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)活性和光合碳同化對(duì)溫光交互作用的響應(yīng)及葡萄葉片對(duì)光破壞的防御機(jī)制,并結(jié)合田間試驗(yàn)探討了高溫脅迫下架式的改善效應(yīng)。主要研究結(jié)果如下:1.夏季晴天上午,隨著光強(qiáng)的增加,氣溫和水蒸汽虧缺(VPD)明顯上升,葡萄葉片氣孔導(dǎo)度(Gs)逐漸降低。中午葉片凈光合速率(Pn)和表觀量子效率(AQY)顯著下降,葉片OJIP曲線出現(xiàn)明顯的K點(diǎn)和J點(diǎn),表明葉片PSⅡ電子供體側(cè)和受體側(cè)均受到抑制,葉片發(fā)生嚴(yán)重的光合“午休”。伴隨著中午Pn的降低,葉片葉黃素庫的脫環(huán)化程度(PRI)以及非光化學(xué)淬滅(NPQ)增加,表明葉片啟動(dòng)了依賴葉黃素循環(huán)的熱耗散來應(yīng)對(duì)過剩光能,但隨著中午溫度和光強(qiáng)的增加,NPQ不足以耗散全部過剩光能,導(dǎo)致夏季晴天中午葡萄葉片出現(xiàn)較嚴(yán)重光抑制。2.不同程度高溫(35、40和42.5℃)處理對(duì)適光(600μmol m-2 s-1)條件下葡萄葉片PSⅡ活性的影響不同:35℃的高溫處理未對(duì)葉片PSⅡ活性造成顯著光抑制;40℃和42.5℃高溫脅迫1 h導(dǎo)致葉片的最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)和葉片光化學(xué)淬滅系數(shù)(q P)快速下降,葉片NPQ顯著升高。隨著處理溫度的升高PSⅡ電子供體側(cè)和受體側(cè)均受到傷害,且供體側(cè)受到傷害的程度大于受體側(cè)。經(jīng)過2 h恢復(fù)后,葉片PSⅡ反應(yīng)中心和電子供體側(cè)均發(fā)生顯著回升,但電子受體側(cè)恢復(fù)程度較低,由此認(rèn)為短時(shí)間高溫脅迫抑制了PSII光化學(xué)活性,而脅迫解除后電子受體側(cè)恢復(fù)程度相對(duì)較慢。3.不同光強(qiáng)梯度下的高溫脅迫對(duì)葡萄光抑制程度不同:高溫下(40℃)黑暗(0μmol m-2s-1)和強(qiáng)光(1600μmol m-2 s-1)處理2 h后均導(dǎo)致了葉片F(xiàn)v/Fm、單位面積有活性反應(yīng)中心數(shù)量(RC/CSm)以及吸收的光能用于電子傳遞的量子產(chǎn)額(ψEo)均顯著降低;高溫弱光(40℃,200μmol m-2 s-1)處理后葉片F(xiàn)v/Fm、RC/CSm以及ψEo降低幅度最低;高溫黑暗處理下葉片K點(diǎn)相對(duì)熒光強(qiáng)度(VK)以及葉片單位反應(yīng)中心捕獲的用于還原QA的能量(TRo/RC)顯著升高,且脅迫解除后PSⅡ光化學(xué)活性恢復(fù)程度最低。結(jié)果表明,黑暗環(huán)境下高溫脅迫對(duì)葡萄葉片PSⅡ活性及恢復(fù)均造成了嚴(yán)重抑制,而光強(qiáng)通過調(diào)節(jié)單位反應(yīng)中心吸收的光能與用于電子傳遞的能量來適應(yīng)高溫脅迫,特別是弱光顯著緩解了高溫脅迫下PSⅡ的光抑制并促進(jìn)PSⅡ的恢復(fù)。4.分析了溫光交互作用對(duì)葡萄葉片的光合碳同化的影響。高溫適光(40℃,600μmol m-2s-1)和強(qiáng)光適溫脅迫(25℃,1600μmol m-2 s-1)均造成了葡萄葉片Pn由于非氣孔限制因素而降低,但不同脅迫對(duì)葉片光合碳同化的影響存在差異:高溫脅迫下葉片羧化效率(CE)的降低幅度比強(qiáng)光脅迫明顯,而高溫強(qiáng)光復(fù)合脅迫(40℃,1600μmol m-2 s-1)進(jìn)一步導(dǎo)致了CE的降低。高溫脅迫和復(fù)合脅迫導(dǎo)致用于碳同化的電子流(Je(PCR))和用于碳氧化的電子流(Je(PCO))均發(fā)生降低,而強(qiáng)光脅迫下葉片Je(PCO)和剩余電子流(Ja)顯著增加。表明高溫脅迫和溫光復(fù)合脅迫抑制了Rubisco的羧化作用和加氧作用,而強(qiáng)光脅迫對(duì)Rubisco加氧作用有促進(jìn)作用。5.Lin或DTT處理均使高溫或強(qiáng)光脅迫下葡萄葉片PSⅡ活性受到破壞,且Lin處理的葉片脅迫解除后PSⅡ活性基本沒有恢復(fù)。與處理前相比,高溫脅迫和強(qiáng)光脅迫下Lin處理的葉片的Fv/Fm的分別降低了55.5%與40.8%,PSⅡ激發(fā)壓(1-q P)分別增加了140.7%與118%;高溫脅迫和強(qiáng)光脅迫下DTT處理的葉片F(xiàn)v/Fm分別降低了23.4%和41.6%,1-q P分別升高了41.7%和145%。表明抑制D1蛋白合成對(duì)高溫脅迫下PSⅡ的傷害程度大于強(qiáng)光脅迫,而葉黃素循環(huán)在強(qiáng)光脅迫下起到的作用大于在高溫脅迫下的作用。6.常溫日下棚架和籬架葉片的Pn沒有顯著差異,高溫日下棚架葉片10:00的Pn和Gs均顯著高于籬架葉片;熒光分析結(jié)果表明,高溫日下棚架葉片的Fv/Fm、光系統(tǒng)捕獲的激子將電子傳遞到電子傳遞鏈中QA下游的概率(ψo(hù))及ψEo均顯著高于籬架葉片。葡萄莖干液流速率以及環(huán)境因子日變化規(guī)律分析發(fā)現(xiàn),環(huán)境因子與液流速率密切相關(guān),棚架葉幕上午的莖流速率明顯高于籬架,這可能與高溫日下棚架葉片氣孔導(dǎo)度降低幅度較大有關(guān)。同位素分配數(shù)據(jù)表明,高溫日條件下,棚架葉片截留的13C和15N含量與籬架相比較低,而分配到果實(shí)中的13C和15N含量較高。這些結(jié)果說明棚架改善了高溫逆境下葉片光系統(tǒng)的能量分配,緩解了葉片光抑制程度,更有利于葡萄光合作用抵御田間高溫脅迫,使分配到果實(shí)中的碳氮營(yíng)養(yǎng)增加。
[Abstract]:The photosynthetic rate ( Pn ) and the apparent quantum efficiency ( AQY ) of the leaves of the leaves of the leaves and leaves of the leaves of the leaves were significantly decreased . The results showed that the photosynthetic rate ( Pn ) and the apparent quantum efficiency ( AQY ) of the leaves of the leaves were significantly decreased . The results showed that the photosynthetic rate ( Pn ) and the apparent quantum efficiency ( AQY ) of the leaves of the leaves were significantly decreased . The effects of high temperature stress and high temperature stress on photosynthetic carbon assimilation in leaves of grape leaves decreased by 55.5 % and 40.8 % .
【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S663.1

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