光质对玉米叶片光合及光系统性能的影响

• 作者: 冯海娟 刘鹏 张吉旺 张善平 李耕 杨今胜 董树亭 赵斌 马存金
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 玉米 光质 光合作用 光系统 叶绿素荧光
• 年，卷（期）: 2014,（20）
• 所属期刊栏目: 耕作栽培·生理生化·农业信息技术
• 页码范围: 3973-3981
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.005

摘要

[目的]研究不同光质对玉米叶片光合作用及光系统性能的影响,旨在探讨阴天条件下光质变化对玉米光合作用影响的生理机理.[方法]在大田条件下,以郑单958 (ZD958)和先玉335 (XY335)为供试材料,设置3种光质处理,分别为红色膜(R)、蓝色膜(B)和绿色膜(G),以白色纱网模拟阴天作为对照(CK),试验于201 3年4-6月在黄淮海玉米技术创新中心进行.于6片完全展开叶时进行光质处理,10 d以后,利用快速叶绿素荧光和820 nm光吸收技术测定气体交换参数、快速叶绿素荧光动力学曲线及820 nm光吸收量的变化,分析光质对玉米叶片光合作用和光系统性能的作用方式.[结果]阴天和模拟阴天条件下,各波段辐射能所占比例基本与晴天一致,但各波段光的绝对量均显著下降,其中蓝紫光下降最多.3种色膜处理中,蓝膜在蓝紫光和紫外光(300-510 nm)下降最少,且所占比例较自然光显著增加.不同色膜处理后,XY335和ZD958净光合速率(Pn)均显著下降,下降幅度表现为绿膜(G)＞红膜(R)＞蓝膜(B),XY335下降幅度为40.13％、32.68％和22.00％,ZD958为46.92％、37.69％、27.46％.与对照相比,各处理的气孔导度(Gs)显著下降,胞间CO2浓度(Gi)却显著上升.这说明,不同光质处理Pn下降是由非气孔因素引起的.除XY335在蓝膜下外,两玉米品种叶片不同色膜处理下捕获的激子将电子传递到电子传递链中QA下游的电子受体的概率(Ψo)和以吸收光能为基础的性能指数(PIABS)均显著下降,下降的程度表现为绿膜＞红膜＞蓝膜,说明除XY335在蓝膜下表现出品种特异性之外,在不同的色膜处理下PSⅡ的性能均受到明显抑制,且不同处理对PSⅡ反应中心电子受体侧之后的电子传递链性能的抑制作用更大.除XY335在蓝膜下外,两品种不同光质处理叶片供体侧性能(Wk)和受体侧性能(Vj)均显著降低,这说明蓝膜对两品种PSⅡ供体侧和受体侧性能影响较小.而绿膜和红膜均显著降低了两品种PSⅡ供体侧和受体侧的性能,且绿膜下供体侧性能降低幅度大于受体侧,而红膜下反之.XY335和ZD958在不同色膜下PSⅠ的最大氧化还原能力(△I/Io)和两光系统间的协调性(Φ(PSⅠ/PSⅡ))均显著下降,表现为红膜＞绿膜＞蓝膜.[结论]阴雨天气下,可见光波段中蓝紫光的减少使得玉米叶片光系统Ⅰ的性能显著下降,造成两光系统间的协调性下降,从而降低了光合电子传递链的性能,最终导致净光合速率的下降.