青藏高原高山嵩草光合功能对模拟夜间低温的响应

摘要

昼夜温差大是青藏高原的典型气候特征,夜间低温作为植物生长季内非常频繁的非生物胁迫因子,对典型高山植物日间光合生理功能的影响如何,尚缺乏研究。该研究以采自青海大学-清华大学三江源高寒草地生态系统野外观测站的高山嵩草(Kobresiapygmaea)为材料,应用叶绿素荧光图像分析手段,研究了模拟夜间低温对叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)非光化学猝灭中光诱导和非光诱导的量子产量,及慢弛豫相和快弛豫相组分的影响。结果表明:0℃夜间低温对日间PSⅡ相对电子传递速率、PSⅡ反应中心开放比率(qL)和PSⅡ非光化学猝灭系数(qNP)的快速光响应曲线影响较小;400和1 500μmol·m^(-2)·s^(-1)稳态作用光强下的比较证实,夜间低温并没有影响到光合机构活性及非光化学能量耗散过程。PSⅡ反应中心激发能分配的量子通量分析表明, PSⅡ实际光化学量子效率、PSⅡ非光化学猝灭中非调节性和调节性能量耗散量子产量的相对比率在第3天高光强下,对照组和夜间低温组分别为:36:19:45和38:19:43;较低光强下为66:22:12和66:23:11。非光化学猝灭(NPQ)中快弛豫相(NPQf)为主要组分,而慢弛豫相(NPQs)所占份额(NPQs/NPQ)在对照植株的第1天和第3天分别为11%和10%,夜间低温组则为13%和12%。因此, 0℃夜间低温后,高山嵩草PSⅡ反应中心发生光抑制的几率增大,较低光强和夜间低温能导致光合诱导时间的延长;但光化学能量转换和保护性的调节机制尚能有效分配吸收的光能,夜间低温没有加剧过剩激发能难以调节耗散的趋势。