越冬期红叶石楠和桂花防御低温强光伤害的光保护机制

作者：胡文海; 肖宜安; 闫小红; 叶子飘; 曾建军; 李晓红

来源：植物研究, 2021, 41(06): 938-946.

• 光保护策略
• 常绿植物
• 叶绿素荧光
• 捕光色素分子内禀特性
• 越冬期
• 亚热带

位于亚热带地区的常绿植物在冬季常遭遇低温强光协同影响。低温限制了光合碳同化的进行,但强光仍能够被常绿植物叶片所吸收,因此越冬期的常绿植物存在潜在的光抑制风险。不同的常绿植物有着不同的越冬光保护策略,本研究以亚热带地区冬季生长型的红叶石楠(Photinia×fraseri)和冬季生长停滞型的桂花(Osmanthus fragrans)作为材料,研究了两种常绿植物阳生叶和阴生叶的叶绿素荧光和捕光色素分子内禀特性的差异,以探索亚热带地区常绿植物越冬光保护策略的选择。结果表明,红叶石楠和桂花均能够适应亚热带地区冬季低温强光环境,但2种常绿植物采取了不同的光保护策略。红叶石楠主要是通过降低捕光色素分子的实际光能吸收能力以减少光能的吸收,并维持相对较高的光化学能力和电子传递速率,从而保护光合机构免受低温强光伤害;同时,红叶石楠阳生叶又保持了相对较高的叶绿素含量和光化学效率,这将有利于温度回升后红叶石楠由光保护快速转换到碳同化为主的能量代谢。桂花则主要采用减少叶绿素含量和增强热耗散等逆转速度相对较慢的光保护策略为主。这也可能是亚热带地区红叶石楠冬季仍保持生长,而桂花生长停滞的主要原因。

• 单位
  数理学院; 井冈山大学; 江西省生物多样性与生态工程重点实验室; 生命科学学院