弱光照条件下菊花叶片光合作用减弱的机理分析

摘要

以切花菊品种'红面'(Hongmian)为试材,于2019年8-10月在南京信息工程大学试验温室中开展环境控制实验,采用透光率分别为60％(L1)和30％(L2)的遮阳网进行遮光处理,持续时间分为3d(T1)、6d(T2)、9d(T3)和12d(T4),以自然光强为对照(CK),测定不同处理下菊花植株叶片的光合参数和快速叶绿素荧光诱导动力学参数,以探究遮光对温室菊花叶片光合特性的影响.结果表明,(1)不同遮光处理下菊花叶片的光饱和点(LSP)、最大净光合速率(Pmax)、表观量子效率(AQE)、气孔导度(Gs)以及蒸腾速率(Tr)均随着处理天数的增加而降低,而光补偿点(LCP)、暗呼吸速率(Rd)、气孔限制值(Ls)和水分利用效率(WUE)则随着处理天数的增加呈现升高的趋势,且L2处理各项指标的变化幅度均大于L1.遮光12d后,Pmax降至CK的51.1％,LCP则增至CK的2.75倍,Gs值较CK降低62.4％.弱光持续时间越长、程度越深,菊花叶片的净光合速率越小,光合性能越差.(2)菊花叶片的最大荧光值(P)随着遮光时间和遮光程度的加深而逐渐升高.(3)遮光处理对菊花叶片PSⅡ反应中心能量分配的影响在于提高了反应中心捕获的量子产额(φPo)和用于电子传递的量子产额(φEo),而降低了用于热耗散的量子比率(φRo).其中,φPo在L2T3处理下达到最大值0.85,φRo经L1T4处理后降至最小值0.16.表明遮光使菊花叶片吸收的光能被反应中心捕获的概率升高,而用于热耗散的部分减小.(4)遮光处理对于菊花叶片PSⅡ反应中心活性的影响在于使单位活性反应中心吸收的光能(ABS/RC)、热耗散的光能(DIo/RC)、捕获的用于还原QA的光能(TRo/RC)和用于电子传递的能量(ETo/RC)全部降低.其中,ABS/RC、DIo/RC两个参数都在L2T3处理下达到最小值,分别为1.176、0.198.本研究证实,弱光处理使菊花叶片胞间CO2浓度降低,PSⅡ反应中心部分失活,还原PQ、QB的能力降低,天线色素吸收和捕获的光能减少,叶片的光合作用减弱.