缺磷脅迫下水稻葉片光合特性以及水水循環(huán)功能的研究.pdf

1、以水稻品種浙農(nóng)966(OryzasativaL.subsp.Indica)為試驗材料，研究缺磷不同時期對水稻葉片光合特性的影響，并進(jìn)一步探討了水稻在缺磷脅迫下的一些光保護(hù)機(jī)制，特別研究了在缺磷條件下水水循環(huán)對過剩光能的耗散作用。主要研究結(jié)果如下： 1.缺磷對水稻葉片光合特性的影響 當(dāng)水稻長到七葉期時進(jìn)行缺磷處理。每隔8d觀察缺磷對水稻光合速率、葉綠素?zé)晒鈪?shù)、以及能量分配的影響。研究發(fā)現(xiàn)缺磷引起水稻葉片CO2同化能力下降

2、在前16d比較緩慢，16d后下降加快。光合機(jī)構(gòu)在短期缺磷處理后并未受到影響，而在長期缺磷處理后受到傷害，這可能與水稻本身的光保護(hù)機(jī)制有關(guān)。缺磷前16d，F(xiàn)v/Fm沒有變化而Fv'/Fm'顯著下降說明植物可以通過降低激發(fā)能捕獲效率，而使光能在沒有到達(dá)PSⅡ反應(yīng)中心之前就被耗散掉，與此同時缺磷葉片中非光化學(xué)猝滅熱耗散(NPQ)也顯著增強(qiáng)，活性氧清除酶系統(tǒng)中各種抗氧化酶(SOD和APX)活性明顯升高。缺磷初期水稻葉片中一系列的光保護(hù)機(jī)制被啟動

3、，使PSⅡ免受傷害。缺磷處理時間大于16d后，雖然這些光保護(hù)機(jī)制仍然在發(fā)揮作用，但其有限的能力無法清除所有過剩光能，導(dǎo)致過剩光能積累，活性氧(ROS)積累加劇，進(jìn)一步對光合系統(tǒng)造成破壞。 2.缺磷水稻中水水循環(huán)對過剩光能的耗散作用 水稻缺磷10d后，研究了水水循環(huán)對過剩光能的耗散作用。研究發(fā)現(xiàn)缺磷葉片中光合速率PN顯著下降，在這種情況下，植物吸收的光能就會超過CO2同化的需要而產(chǎn)生過剩光能，其他的耗能途徑就會被啟動。我們

4、發(fā)現(xiàn)缺磷10d后ΦPSⅡ在21％O2下測定的值與對照相比并無顯著變化，但當(dāng)O2下降到2％時，缺磷葉片中的ΦPSⅡ顯著下降，說明缺磷葉片中通過PSⅡ的電子有一部分是傳遞給氧氣的。水稻缺磷葉片中ΦPSⅡ/ΦCO2比值明顯提高，ΦPSⅡ/ΦCO2比值的升高說明葉片中啟動了除CO2固定以外的其他電子利用庫。另一方面，我們研究了缺磷對水稻葉片電子流分配的影響，結(jié)果顯示，缺磷條件下通過PSⅡ的總的電子Jf保持不變，用于CO2還原和氧化的電子占總電子

5、的比率Jg/Jf卻顯著下降，與此同時被認(rèn)為主要用于水水循環(huán)的剩余電子部分的比率Ja/Jf卻顯著增加，這說明缺磷后水水循環(huán)增強(qiáng)，分流了一部分電子。雖然我們也發(fā)現(xiàn)缺磷葉片中用于光呼吸部分的電子Jo/Jf研也增強(qiáng)了，但其增強(qiáng)幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于水水循環(huán)，說明在缺磷條件下水水循環(huán)的反應(yīng)比光呼吸敏感的多。此外，在21％的O2下，缺磷葉片qp保持不變，qN顯著上升，但是當(dāng)O2濃度降到2％時，缺磷葉片的qp與對照相比顯著下降，導(dǎo)致PSⅡ激發(fā)壓顯著升高，而此時