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高温胁迫对不同衰老型小麦品种光合机构的影响

刘洪展  
【摘要】: 以衰老类型不同的两个小麦品种L14和935031为材料,采用田间和盆栽两种方式,研究了不同高温胁迫对小麦叶片光合机构的影响以及氮素营养在高温胁迫条件下的作用,实验结果为小麦超产栽培和育种提供理论依据。主要结果如下: 1.不同衰老类型小麦品种在衰老的过程中相关参数的变化 自开花至成熟期,L14小麦叶片光合速率、叶绿素含量、可溶性蛋白含量及光能转化效率的下降速度均明显快于小麦品种935031,但是各相关参数降低的起始时间不同,自开花后30天L14的叶片已经开始干枯,而935031小麦品种到成熟时大部分叶片还保持绿色,说明小麦品种L14属于早衰品种。 2.高温胁迫对叶片光合特性的影响 高温胁迫下,叶片在光饱和时的光合速率明显下降,光呼吸中的关键酶GO活性降低,可溶性蛋白质的含量减少,L14下降的幅度显著大于935031,但是两品种叶绿素的含量变化差异不明显。这表明高温胁迫降低叶片的光合能力。 高温胁迫下,小麦叶片叶肉细胞叶绿体超微结构变化随胁迫的加重而加剧,光合作用的光能转化效率与超微结构变化趋势一致。胁迫导致叶绿体外形变圆,类囊体收缩,片层间距加大,基质片层紊乱,最终叶绿体解体,进一步证明了高温逆境的促衰作用。 高温胁迫影响植物叶片的光能利用效率,高温胁迫导致PSⅡ的光能转化效率降低,非光化学能量耗散增加,因此高温逆境条件下光能利用下降,造成叶片吸收光能的更加过剩。高温伤害是诱发早衰型小麦叶片早衰的重要原因之一。 3.高温胁迫对叶片活性氧代谢的影响 植物体内的活性氧代谢与叶片衰老关系密切,适度高温胁迫诱导活性氧清除酶系活性增强,减少活性氧的积累,延缓了叶片的衰老进程。但是严重高温胁迫条件下,清除活性氧的酶系统(SOD、CAT、APX)活性下降,非酶系统的组分(AsA、GSH)含量减少,活性氧大量产生,导致膜脂过氧化程度(MDA)加剧,衰老速度加快。高温导致的L14活性氧代谢失调比935031更严重。所以,高温逆境导致的活性氧代谢紊乱可能是光合机构损伤的主要原因之一。 4.氮素营养对高温胁迫下叶片光合能力的影响 盆栽条件下,叶面分别喷洒0.5mM和5.0mM KNO_3,然后在进行高温胁迫处理。研究发现,轻度高温胁迫条件下氮素营养可以有效地提高叶片在光饱和时的光合速率和表观量子效率,增加叶绿素含量,可溶性蛋白含量上升,但是重度胁迫促进了可溶性蛋白的降解。 通过影响热耗散程度来提高光能利用是植物适应逆境的重要方式之一,轻度热 夕‘刘洪展高温胁迫对不同衰老型小麦品种光合机构的影响 胁迫条件下氮素营养增加热耗散程度,重度胁迫时氮素营养减少热耗散程度,说明 氮素代谢通过能量调节最大限度的利用叶片吸收的光能。 5.高温胁迫下氮素营养与活性氧代谢的关系 在轻度和严重高温胁迫下,氮素营养均能提高活性氧代谢相关酶(SOD、CAT、 APX)的活性,降低膜脂过氧化(MDA)的伤害。但是活性氧代谢非酶组分的变 化各异,其中在轻度胁迫时,随着氮素浓度的增加,ASA含量明显升高,GSH反 应不敏感;高温胁迫时,氮素营养明显降低 ASA和 GSH的含量,这说明氮素营养 能够提高活性氧的清除能力,减少活性氧的伤害作用。


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