光叶眼子菜响应夏季高温的模拟研究

作者：邱念伟; 高珊; 周培军; 舒凤月; 侯元同; 周峰^*

来源：水生生物学报, 2019, 43(01): 181-188.

• 高温
• 光叶眼子菜
• 光合作用
• 叶绿素荧光动力学

为探讨南四湖优势物种光叶眼子菜在夏季浅水区的衰亡原因,用25℃、30℃、35℃和40℃的恒温水浴模拟夏季高温处理光叶眼子菜(Co. Potamogeton lucens L.)3h。生化结果显示,在35℃及以上高温下,光叶眼子菜的蛋白质含量、可溶性糖含量和叶绿素含量显著下降,丙二醛含量显著上升,说明35℃以上高温对光叶眼子菜产生了显著伤害。光叶眼子菜的光合系统对高温更为敏感,在高温胁迫下标准化的叶绿素荧光动力学曲线上J相和K相显著隆起,但并未发现明显的L-band。进一步解析叶片的叶绿素荧光动力学参数,结果显示:随着处理温度的升高,反应中心的初始关闭速率(dVG/dto, dV/dto)变慢,但到达P相的所需时间(Tfm)变短;光系统Ⅱ(PhotosystemⅡ, PSⅡ)的光化学效率(Fv/Fm)减小,非光化学效率(Kn)、J相相对可变荧光强度(Vj)和热耗散(DIo/RC、DIo/CSo、Fo/Fm)增大;尽管高温下质体醌周转次数(N)、还原速率(Sm/Tfm)和Ⅰ相相对可变荧光强度(Vi)变化不显著,但质体醌库(Sm)明显减小;单个反应中心光能的吸收(ABS/RC)和捕获效率(TRo/RC)增加,电子传递效率(ETo/RC)却呈下降趋势;单位激发态面积的光能捕获(TRo/CSo)和电子传递效率(ETo/CSo)均降低,反应中心数目(RC/CSo)显著减少。上述高温胁迫效应导致整个叶片的结构功能指数(SFIabs)、性能指数(PIabs)以及光合驱动力(DF)显著降低。高温对光叶眼子菜的伤害主要是导致其光系统Ⅱ放氧复合体失活、反应中心数目减少和反应中心的光化学效率下降,进而诱导活性氧的产生,对细胞造成伤害。因此,光叶眼子菜属于对高温敏感的水生植物。

• 单位
  生命科学学院; 南京晓庄学院; 曲阜师范大学