高温和强光胁迫对梨叶片光合速率及抗氧化特性的影响

摘要

梨是世界主要水果之一,但在许多梨产区,常因遭受高温和强光等逆境胁迫,出现叶片或果实灼伤,使产量和质量受到很大影响。因此,研究高温和强光对叶片光合速率和抗氧化特性的影响具有重要的理论和实践意义。本试验以鸭梨(Pyrusbretschneider.Rehd.cv:YaPear)为试材,采用田间和室内试验相结合的方法,研究了高温、强光条件下叶片光合速率和抗氧化特性的变化规律。主要研究结果如下:
　　 1.在100％、75%和35%自然光强条件下,盛果期鸭梨叶片净光合速率和抗氧化能力变化规律有所不同。全日照条件下,净光合速率、超氧阴离子产生速率以及SOD、APX和GR活性都呈现典型的“双峰”型曲线,而75%和35%光强处理则表现为“抛物线”。说明强光胁迫下,出现了明显的“光合午休”,而且午休的出现与强光造成的氧化胁迫密切相关。从全天净光合积累量看,75%光强处理与全日照处理基本相同,而且避免了“光合午休”的出现,说明强光条件下,适当降低树冠光照强度有利于叶片避免或减轻氧化胁迫程度,增强叶片的光合效能。
　　 2.梨叶片组织中抗氧化酶活性、超氧阴离子含量、LOX活性以及叶片净光合速率对高温反应比较敏感。随着温度升高,超氧阴离子产生速率和LOX活性呈现逐步增强的趋势,而净光合速率随之下降,说明高温条件能促使叶片组织氧化胁迫加重,降低了细胞膜的稳定性,从而导致叶片光合性能降低。随着温度升高,抗氧化酶(SOD、APX、GR)活性则呈现出先上升后下降的趋势,反映出叶片在高温胁迫时,抗氧化酶活性与活性氧互动的变化特点。
　　 3.外源物质可不同程度地提高叶片光合效能和细胞膜抗氧化能力,降低超氧阴离子产生速率和LOX酶活性;在一周的动态变化来看,外源物质通过不断提高叶片抗氧化酶(SOD、APX、GR)活性,从而提高叶片自身光合效能和抗氧化胁迫能力。在本试验使用的外源物质中,以SA处理效果最为明显,其后依次为:CaCl2＞AsA＞VE。
　　 4.自然条件下,由于树冠不同方位以及同一方位内膛和外围所接受太阳辐射能量及其他生态因子的不同,导致其叶片的光合速率和抗氧化胁迫能力有很大差异。虽然位于树冠西南方位外围叶片在午后的光合有效辐射大于其他方位,但叶片日最高温度也大于其他方位,叶片组织中超氧阴离子产生速率和LOX活性显著高于其他方位,从而导致叶片净光合速率显著低于其他方位。因此断定:树冠西南方位外围叶片最易遭受高温和强光胁迫。
　　 5.在不同季节,树体冠层特性、叶片的光合性能以及抗氧化特性有很大的差异。其中,7月份午后的时间段内,叶片所接受的光合有效辐射比其他4个月的平均值高32.19%,环境温度比其他4个月的平均值高28.31%,叶片超氧阴离子产生速率比其他4个月高37.37%。因此,一般晴天条件下,以7月份午后梨树体更易遭受高温和强光的胁迫。