不同磷效率紫花苜蓿叶绿素荧光参数对低磷胁迫的响应

摘要

【目的】探讨不同磷效率紫花苜蓿(Medicago sativa L.)叶片光合性能对低磷胁迫的响应,从光能转化和利用的差异来揭示品种适应磷胁迫的机理。【方法】试验采用砂培法,供试材料为2个磷高效紫花苜蓿品种甘农6号(G6)、极光(JG)和2个磷低效品种Bara 310SC(B310)、甘农4号(G4)。以1/4霍格兰营养液为基础,设置磷浓度为0.5 mmol/L(正常对照)和0.05 mmol/L(低磷)两个处理水平,紫花苜蓿幼苗处理30天后,测定苜蓿幼苗叶片叶绿素荧光参数,将样品烘干后,测定生物量和磷含量。【结果】与对照相比,低磷胁迫下4个苜蓿品种的生物量和磷利用效率均降低,相对可变荧光诱导曲线J点和I点的荧光强度上升,初级醌受体(Q_(A))被还原的最大速率(M_(o))显著增加,受体库容量(S_(m))等参数下降,PSⅡ受体侧受损;活性反应中心数目(RC/CS_(o))降低,光能的吸收(ABS/RC、ABS/CS_(o))、捕获(TR_(o)/RC、TR_(o)/CS_(o))、传递(ET_(o)/RC)和耗散(DI_(o)/RC、DI_(o)/CS_(o))显著增加,性能指数(PI_(abs)和PI_(total))降低,光合电子传递受阻,PSⅠ和PSⅡ的整体性能降低。从品种间差异来看,磷高效利用型品种G6和JG这些参数的变化幅度均小于磷低效利用型品种B310和G4,且在相同磷处理下具有较高的生物量和磷利用效率。【结论】低磷胁迫主要抑制苜蓿叶片受体侧及反应中心电子传递链性能,使PSⅠ和PSⅡ性能下降,光合电子传递受阻,最终导致生物量和磷利用效率降低。与磷低效利用型品种相比,磷高效利用型品种具有较高的光合电子传递活性,能较好的维持光合系统的稳定性;与其他荧光参数相比,PI_(abs)对低磷胁迫最为敏感,且与磷利用效率显著正相关,能有效的反映PSⅡ光能转化效率、活性反应中心和受体侧的状况,是评估低磷胁迫下苜蓿光合活性的有效指标。