逆境胁迫对菜豆黄化苗转绿过程中交替呼吸途径与叶绿素荧光特征的影响

摘要

以菜豆黄化幼苗作为试验材料,探讨了铅(Pb)或PEG(聚乙二醇)胁迫下交替呼吸途径在植物转绿过程中对叶绿素含量以及叶绿素荧光特性的影响,以阐明逆境胁迫下植物交替呼吸途径的生理学作用.结果显示:(1)与菜豆黄化幼苗正常转绿过程(对照)相比,Pb或PEG胁迫导致菜豆黄化幼苗的叶绿素含量积累延迟,使叶片PS Ⅱ潜在最大光化学量子效率(Fv/Fm)、光适应下最大光化学效率(Fv'/Fm')、PS Ⅱ光适应下实际光化学效率(Y(Ⅱ))和光化学荧光猝灭系数(qP)显著下降,而非光化学猝灭系数(NPQ)则显著增加.(2)在菜豆黄化幼苗转绿过程中,Pb或PEG胁迫导致其交替呼吸途径容量较对照均显著上升.(3)Pb或PEG胁迫下,交替呼吸途径抑制剂[水杨基氧肟酸(SHAM,1 mmol/L)]使菜豆黄化幼苗转绿过程中叶绿素含量、Fv/Fm、Fv'/Fm'、Y(Ⅱ)和qP进一步下降,NPQ却进一步增加,说明抑制交替呼吸途径会加剧Pb或PEG胁迫对PSⅡ反应中心活性的进一步抑制,使还原力积累加剧,造成热耗散进一步增加.研究表明,Pb或PEG胁迫均显著降低了菜豆黄化幼苗PS Ⅱ对光能的利用率,进而阻碍了菜豆黄化幼苗转绿进程;交替呼吸途径有助于在胁迫条件下缓解PS Ⅱ的过度还原,可能在一定程度上缓解了Pb或PEG胁迫对其转绿进程的阻碍作用.