光强对罗勒叶中花青素含量及光合特性的影响

摘要

罗勒(Ocimum basilicum L.)是一种保健型高档绿色蔬菜，作为药食兼用植物，罗勒日益成为国内外医疗保健食品、化工领域的研究热点。本文通过对叶片解剖结构、气体交换、叶绿素荧光特性、反射光谱及花青素含量的测定，研究了不同光强对紫罗勒和绿罗勒叶片发育、光合特性及光破坏防御机制的影响。结果表明：
　　 ⑴光强对罗勒叶片形态结构及光合特性的影响。与全日照处理相比，遮荫后叶片变薄、栅栏组织变疏松在叶肉厚度中所占比例下降、比叶面积降低、单位叶面积叶绿素含量和类胡萝卜素含量降低、叶绿素a/b比值减小、上下表面的气孔密度和气孔指数下降，紫罗勒叶色发生明显变化由紫色变为绿色、花青素含量明显减少、单叶面积不变，绿罗勒单叶面积变大、叶中没有花青素生成。紫罗勒与绿罗勒相比变化幅度较小。遮荫处理后，紫罗勒和绿罗勒光补偿点和光饱和点、碳同化能力、最大光化学效率(Fv/Fm)、光系统Ⅱ性能参数(PⅠ)、天线转化效率(Fv’/Fm)、光化学猝灭系数(qP)、实际光化学效率(ФPSⅡ)都降低，非光化学猝灭(NPQ)升高；紫罗勒叶片光化学反射指数△PRⅠ增大，绿罗勒叶片光化学反射指数△PRⅠ减小。
　　 ⑵遮荫转强光后罗勒光破坏防御机制的变化。遮荫转强光后随着转强光时间的延长，紫罗勒和绿罗勒叶绿素含量和类胡萝卜素含量增加、叶绿素a/b比值增大，紫罗勒叶片中花青素含量也显著增加。遮荫转强光后第一天光抑制严重，此时净光合速率(Pn)和最大光化学效率(Fv/Fm)急剧下降，然而随着转强光时间的增长Pn和Fv/Fm逐渐得到恢复，紫罗勒与绿罗勒相比，光抑制较轻，尤其是转强光的第一天差异很明显。遮荫转强光后随着转强光时间的延长，原来的功能叶在光抑制得到恢复后逐渐衰老，新的功能叶生成，新生成的功能叶天线转化效率(Fv’/Fm’)、光化学猝灭系数(qP)、实际光化学效率(ФPSⅡ)升高，非光化学猝灭(NPQ)降低，绿罗勒依赖叶黄素循环的热耗散增强，而紫罗勒依赖叶黄素循环的热耗散减弱。
　　 ⑶光强通过影响叶片厚度、气孔密度、比叶面积、色素含量、光系统Ⅱ性能从而改变其光合能力，强光下植物尽可能的增大其光合能力来减轻光抑制。光强是影响花青素合成的重要因素，强光诱导花青素高水平表达，遮荫严重抑制花青素合成；紫罗勒叶中花青素的合成及积累有利于紫罗勒适应不同的光照环境，使紫罗勒比绿罗勒具有较强的光环境适应能力，较高的光饱和点，较轻的光抑制。试验还发现，绿罗勒比紫罗勒有较厚、较致密的叶片结构和较强的光合能力，热耗散是绿罗勒主要的光破坏防御机制。