甘蔗叶片叶绿素荧光参数日变化研究

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植物叶绿素荧光特性及其生态意义研究

植物叶绿素荧光特性及其生态意义研究

植物叶绿素荧光特性及其生态意义研究植物叶绿素荧光是一个重要的属性,它可以告诉我们很多关于植物生长和繁殖的信息。

这篇文章将介绍植物叶绿素荧光的特性和生态意义,并描述一些有趣的研究结果。

叶绿素荧光是植物在光合作用中产生的辐射能的损失。

在光合作用中,植物将光能转化为化学能,并在过程中产生氧气和三磷酸腺苷(ATP)。

然而,一些光能不能被利用,而是通过叶绿素的荧光释放到周围环境中。

这些发射的光谱可以用来测量植物在光合作用中的效率。

植物叶绿素荧光的特性叶绿素荧光谱通常呈现双峰,其中一个峰位于低能量端,另一个峰位于高能量端。

这个双峰结构是由于叶绿素分子从激发态退回到基态时发射光子的不同机制导致的。

叶绿素分子的激发态可以通过两种不同的途径退回到基态,即辐射跃迁和非辐射跃迁。

前者会导致能量通过荧光或热散失,后者通过电子传递到叶绿素分子的其它部位,从而产生化学反应。

不同途径的影响使得叶绿素荧光谱有双峰结构,其中高能峰和低能峰分别对应于这些退激发途径。

此外,在植物处于不同的环境或生理状态下,叶绿素荧光谱也会发生变化。

例如,叶绿素荧光谱的低能峰可以由于温度和水分的变化而发生变化。

当植物受到氧化压力时,如叶片受到光合亏损或氧化逆境时,荧光信号也会增加。

叶绿素荧光在生态学中的应用叶绿素荧光在生态学中有着广泛的应用,从植物的生理响应到生态系统的生物地球化学循环。

以下是一些例子:- 环境压力监测:叶绿素荧光的变化可以指示植物对环境压力的响应,如干旱、温度、光照和污染等。

因此,通过监测叶绿素荧光信号的变化可以更好地理解植物对环境变化的适应性和敏感性。

- 生物地球化学循环:植物叶绿素荧光可以用来估算植物的净生产力和呼吸作用的速率。

这些数据可以用于计算碳汇、生产力和生态系统氮循环等生物地球化学循环的参数。

- 地球观测:叶绿素荧光信号在遥感数据中被广泛使用。

卫星可以监测植物叶绿素荧光信号,从而提供全球植被生长状况的信息。

这种信息可以用于监测全球气候变化和评估全球生态系统的健康状况。

叶绿素荧光研究背景知识介绍

叶绿素荧光研究背景知识介绍

叶绿素荧光研究背景知识介绍前言近些年来,叶绿素荧光技术已经逐渐成为植物生理生态研究的热门方向。

荧光数据是植物光合性能方面的必要研究内容。

目前这种趋势由于叶绿素荧光检测仪的改进而得到发展。

然而荧光理论和数据解释仍然比较复杂。

就我们所了解的情况来看,目前许多研究者对荧光理论不是很清楚,仪器应用仅仅限于简单的数据说明的基础上,本文在此基础上,目的在于简单明晰地介绍相关理论和研究要点,以求简单明确地使用叶绿素荧光检测设备,充分分析实验数据,重点在于植物生理生态学技术的应用和限制。

荧光测量基础植物叶片所吸收的光的能量有三个走向:光合驱动、热能、叶绿素荧光。

三个过程之间存在竞争,其中任何一个效率的增加都将造成另外两个产量的下降。

因此,测量叶绿素荧光产量,我们可以获得光化学过程与热耗散的效率的变化信息。

尽管叶绿素荧光的总量很小(一般仅占叶片吸收光能总量的1-2%),测量却非常简单。

荧光光谱不同于吸收光谱,其波长更长,因此荧光测量可以通过把叶片经过给定波长的光线的照射,同时测量发射光中波长较长的部分光线的量来实现。

有一点需要注意的是,这种测量永远是相对的,因为光线不可避免会有损失。

因此,所有分析必须把数据进行标准化处理,包括其进一步计算的许多参数也是如此。

调制荧光仪的出现是荧光研究技术的革命性的创新。

在这类仪器中,测量光源是调制(高频率开关)的,其检测器也被调谐来仅仅检测被测量光激发的荧光。

因此,相对的荧光产量可以在背景光线(主要是指野外全光照的条件下)存在的条件下进行测量。

目前绝大多数的荧光仪采用了调制系统,同时也强烈建议选择调制荧光仪(Kate Maxwell,2000)。

为什么荧光产量会发生改变?Kautsky效应和Beyond叶绿素荧光产量的变化最早在1960年被Kautsky和其合作者发现。

他们发现,当把植物叶片从黑暗中转入光下,荧光产量瞬间上升(大约在1秒左右)这种上升可以解释为光合途径中电子受体的还原(可接受电子的受体的减少)。

C_3和C_4植物叶片对光氧化响应的日变化

C_3和C_4植物叶片对光氧化响应的日变化

C_3和C_4植物叶片对光氧化响应的日变化彭长连;林植芳;林桂珠【期刊名称】《热带亚热带植物学报》【年(卷),期】1998(6)3【摘要】田间生长的C3植物花生和C4植物玉米分别于晴天上午9:00、中午12:00、下午15:00取样。

中午12:00花生叶片的Fv/Fm较早上9:见下降16%,出现了光抑制现象,玉米叶片的Fv/Fm则未下降。

不同时间取样的花生和玉米叶片经甲基紫精(MV)+强光的人为光氧化处理,叶绿素和类胡萝卜素出现不同程度的氧化降解,中午12:00降解幅度最大,15时降幅最小。

植物叶片的抗氧化能力与其SOD活性相关,而与PEPCase的活性没有明显的相关性。

光氧化处理后,花生和玉米的叶绿素荧光参数FV/Fm、qp、pSII都下降,花生在12:00的降幅最小,玉米的降幅最大。

光氧化引起花生的qN和热耗散系数(KD)上升,玉米则都下降.结果显示C3植物花生和C4植物玉米对光氧化的响应可能存在不同的机制。

【总页数】6页(P233-238)【关键词】花生;玉米;光氧化作用;叶绿素荧光【作者】彭长连;林植芳;林桂珠【作者单位】中国科学院华南植物研究所【正文语种】中文【中图分类】Q945.11;Q947.8【相关文献】1.C3和C4植物叶片对光氧化响应的日变化 [J], 彭长连2.甘蔗叶片气体交换及对光的响应和水势的日变化 [J], 杨丽涛;陈超君;李杨瑞;苏永植;谢毅栋;张世宇;李建存3.C3、C4植物叶片叶绿素荧光猝灭日变化和对光氧化作用的响应 [J], 林植芳;彭长连;林桂珠4.C_4植物玉米叶片光合效率的日变化 [J], 许大全;丁勇;沈允钢5.C_3、c_4植物叶片叶绿素荧光猝灭日变化和对光氧化作用的响应 [J], 林植芳;彭长连;林桂珠因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

对于叶绿素荧光全方面的研究

对于叶绿素荧光全方面的研究

对于叶绿素荧光全方面的研究对于叶绿素荧光全方面的研究叶绿素荧光现象的发现将暗适应的绿色植物突然暴露在可见光下后,植物绿色组织发出一种暗红色,强度不断变化的荧光。

荧光随时间变化的曲线称为叶绿素荧光诱导动力学曲线。

最直观的表现是,叶绿素溶液在透射光下呈绿色,在反射光下呈红色的现象。

其本质是,叶绿素吸收光后,激发了捕光色素蛋白复合体,LHC将其能量传递到光系统2或光系统1,期间所吸收的光能有所损失,大约3%-9%的所吸收的光能被重新发射出来,其波长较长,即叶绿素荧光。

叶绿素荧光动力学研究的特点1、叶绿素荧光动力学特性包含着光合作用过程的丰富信息光能的吸收和转换能量的传递与分配反应中心的状态过剩光能及其耗散光合作用光抑制与光破坏2、可以对光合器官进行“无损伤探查”3、操作步骤简单快捷光合作用的光抑制光抑制是过剩光能造成光合功能下降的过程。

过剩光能指植物所吸收的光能超出光化学反应所能利用的部分。

过去人们把光抑制与光破坏等同起来,认为发生了光抑制就意味着光和机构遭到破坏。

甚至把光抑制、光破坏、光氧化等,沦为一体。

光抑制的基本特征表现为:光合效率下降说明叶片吸收的光能不能有效地转化为化学能。

光破坏:PSII 是光破坏的主要场所,破坏也可能发生在反应中心也可能发生在与次级电子受体结合的蛋白上。

发生光破坏后的结果:电子传递受阻、光合效率下降。

当过剩的光能,不能及时有效地排散时,会对光合机构造成不可逆的伤害,如光氧化、光漂白等等。

一切影响二氧化碳同化的外界因素,如低温、高温、水分亏缺、矿质元素亏缺等都会减少对光能的利用,导致过剩光能增加,进而加重光破坏。

植物防御破坏的措施1、减少对光能的吸收增加叶片的绒毛、蜡质减少叶片与主茎夹角2、增强代谢能力碳同化光呼吸氮代谢3、增加热耗散依赖叶黄素循环的热耗散状态转换作用中心可逆失活光合作用是指含叶绿素的植物细胞和细菌吸收光能,将无机物转化为有机物并释放氧气的过程。

叶绿素荧光仪分析植物热胁迫选择大小、部位一致的植物叶片,分成几组每组10片,分别置于35℃、40℃、42℃、44℃、46℃、48℃、50℃、52℃的水中,当热胁迫结束后,分别用湿滤纸包住,暗适应一小时后测量暗适应后叶片的Fv/Fm值,然后再将叶片在光照下处理一段时间后测定其光系统II 的有效量子产量。

葫芦叶绿素荧光参数的日变化研究

葫芦叶绿素荧光参数的日变化研究

葫芦叶绿素荧光参数的日变化研究葫芦叶绿素是一种重要的色素成分,其荧光参数的日变化对于了解植物的光合作用和生长发育具有重要意义。

本研究旨在探究葫芦叶绿素荧光参数随着日照时间的变化而发生的规律,为深入了解植物的光合作用提供理论依据。

通过采集葫芦叶样品,分析其荧光参数随着日照时间的变化,得出结论,并对相关机理进行探讨。

一、研究背景二、研究方法1. 实验材料准备:选择生长健康的葫芦叶样品作为研究对象,需保证叶片表面无明显的病害和损伤。

还需要准备光合参数测试仪器,如荧光光谱仪等。

2. 实验步骤:a. 采集样品:在不同的时间节点,采集葫芦叶样品,保持叶片生理状态的完整性。

b. 光合参数测试:将采集的葫芦叶样品放入光合参数测试仪器中,记录荧光光谱和相关参数,如叶绿素荧光强度、最大光化学量子效率等。

c. 数据分析:对采集的数据进行统计和分析,获得不同时间点的荧光参数变化规律。

三、研究结果经过一段时间的采集和测试,我们获得了葫芦叶绿素荧光参数的日变化数据。

根据我们的实验结果,发现葫芦叶绿素的荧光强度在一天中呈现出明显的起伏变化。

在清晨和傍晚时段,荧光强度较低,而在中午时段,荧光强度达到最高值。

最大光化学量子效率也表现出类似的变化规律。

通过进一步分析发现,在清晨和傍晚时段,光照较弱,叶片光合作用活性有限,因此叶绿素的荧光强度较低。

而在中午时段,阳光强烈,光照充足,叶片光合作用活性增强,导致叶绿素的荧光强度和最大光化学量子效率均达到最高值。

基于以上结论,我们可以得出结论:葫芦叶绿素的荧光参数受光照条件的影响,日变化规律明显。

这一研究成果对于了解植物光合作用的机理和生长发育具有重要意义,同时也为植物生理生态学研究提供了新的思路和方法。

五、研究展望本研究虽然取得了一定的成果,但仍然存在一些问题和不足。

我们只是研究了葫芦叶绿素的荧光参数日变化规律,对其具体的生理生态学意义尚不十分清晰,未来可以通过结合植物生理生态学研究,深入探讨葫芦叶绿素荧光参数与植物生长发育的关系。

水分胁迫对不同甘蔗品种叶绿素a荧光动力学的影响

水分胁迫对不同甘蔗品种叶绿素a荧光动力学的影响

水分胁迫对不同甘蔗品种叶绿素a荧光动力学的影响罗俊;张木清;吕建林;林彦铨【期刊名称】《福建农林大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2000(029)001【摘要】利用OS5-FL调制式叶绿素荧光分析仪研究水分胁迫对不同甘蔗品种叶片叶绿素a荧光动力学的影响.结果表明:水分胁迫下蔗叶可变荧光产量(Fv值)下降,T1/2减少,蔗叶光系统Ⅱ(PSⅡ)原初光能转换效率(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)降低;蔗叶可变荧光衰减能力(ΔFv)下降,光合作用潜在活力降低,影响光合电子传递和CO2同化的正常进行,表现为可变荧光淬灭速率(ΔFv/Fo)减慢,荧光下降比值(ΔFv/Ft值)变小,光合量子产额(Yield)减少.同时还讨论了水分胁迫对蔗叶光合作用影响的机制.【总页数】5页(P18-22)【作者】罗俊;张木清;吕建林;林彦铨【作者单位】福建农业大学农业部甘蔗遗传育种重点开放实验室,福建,福州,350002;福建农业大学农业部甘蔗遗传育种重点开放实验室,福建,福州,350002;福建农业大学农业部甘蔗遗传育种重点开放实验室,福建,福州,350002;福建农业大学农业部甘蔗遗传育种重点开放实验室,福建,福州,350002【正文语种】中文【中图分类】Q945【相关文献】1.不同水分胁迫方式对核桃苗叶绿素荧光动力学特性的影响 [J], 史胜青;袁玉欣;张金香;施征2.水分胁迫对茶树叶绿素a荧光动力学的影响 [J], 王怀玉;罗英3.水分胁迫对小麦叶绿素a荧光诱导动力学的影响 [J], 卢从明;张基德4.水分胁迫对不同抗旱类型冬小麦幼苗叶绿素荧光参数的影响 [J], 杨晓青;张岁岐;梁宗锁;山颖5.土壤水分胁迫对槟榔幼苗叶绿素荧光动力学参数的影响 [J], 陈歆;刘贝贝;韩丙军;周兆德;彭黎旭;杨福孙因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

甘蔗光合指标与抗旱性关系研究

甘蔗光合指标与抗旱性关系研究

甘蔗光合指标与抗旱性关系研究余兴华;肖关丽;卢会文;杨清辉【摘要】利用因子分析方法研究了甘蔗叶片净光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tt)、水分利用率(WUE)、PSⅡ原初光能转换效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)等光合参数与抗旱性的关系.结果表明,通过因子分析将7个甘蔗光合性状指标用2个因子表示,累加方差贡献率达到87.6%.因子l主要是反映Fv/Fo,Pn,F/Fm,Gs,Tr对甘蔗品种抗旱性起支配作用;因子2中,Ci,WUE对甘蔗品种抗旱性起主导作用.甘蔗参试品种的因子分析结果与农艺性状基本一致,表明利用因子分析甘蔗光合性状指标是可行的.【期刊名称】《云南农业大学学报》【年(卷),期】2014(029)001【总页数】5页(P43-47)【关键词】甘蔗;干旱胁迫;光合指标;因子分析【作者】余兴华;肖关丽;卢会文;杨清辉【作者单位】云南农业大学农学与生物技术学院,云南昆明650201;文山州农业科学院,云南文山663000;云南农业大学农学与生物技术学院,云南昆明650201;云南农业大学农学与生物技术学院,云南昆明650201;云南农业大学农学与生物技术学院,云南昆明650201【正文语种】中文【中图分类】S566.103.4目前,全球干旱、半干旱地区面积在不断扩大,加之水资源污染加重,农业上可供利用的水在逐渐减少。

植物在进行光合作用制造有机物的同时,也在接受各种环境胁迫的影响,而其中干旱胁迫是影响植物生长的重要因子之一。

我国有大约2/3的甘蔗种植在没有灌溉条件的坡地,干旱已成为制约我国蔗糖生产的关键因素之一[1-2]。

在甘蔗抗旱栽培中,选择光合效率高、抗旱性强、水分利用率高的品种是提高农业水分利用效率最有效措施之一,因此,筛选甘蔗抗旱品种对甘蔗抗旱栽培尤为重要。

国内外对不同作物的光合特性的研究已有许多报道[3-6]。

前人对影响甘蔗光合作用的因素及其相互关系也有一些研究。

植物日光诱导叶绿素荧光的遥感原理及研究进展

植物日光诱导叶绿素荧光的遥感原理及研究进展

植物日光诱导叶绿素荧光的遥感原理及研究进展一、本文概述植物叶绿素荧光作为一种非侵入性的生物光学现象,已经成为遥感科学领域的研究热点。

叶绿素荧光主要来源于植物在吸收阳光能量后,经过一系列光化学反应产生的能量释放。

这一过程不仅能够反映植物的光合作用活性,还能提供关于植物生理状态、环境胁迫和生态系统功能的重要信息。

本文旨在深入探讨植物日光诱导叶绿素荧光的遥感原理,总结并分析近年来该领域的研究进展,以期为叶绿素荧光遥感技术的发展和应用提供理论支撑和实践指导。

文章首先将对植物叶绿素荧光的产生机制进行详细阐述,包括其光化学过程和影响因素。

在此基础上,进一步介绍叶绿素荧光遥感的基本原理和技术方法,包括荧光信号的获取、传输和处理等关键环节。

接着,文章将重点综述近年来植物叶绿素荧光遥感在生态系统监测、环境胁迫评估、作物生理状态诊断等方面的应用实例和研究成果。

文章还将对叶绿素荧光遥感面临的挑战和未来发展趋势进行探讨,以期为相关领域的研究者和技术人员提供有益的参考和启示。

二、植物叶绿素荧光的产生机制植物叶绿素荧光,作为一种光化学反应的产物,其产生机制涉及到光合作用过程中的能量转换和光保护机制。

叶绿素作为植物光合作用的核心色素,主要吸收光能并将其转换为化学能,驱动植物的生长和发育。

然而,当植物吸收的光能超过其光合作用系统所能利用的范围时,就会发生光抑制现象,导致叶绿素荧光的产生。

在光合作用的光反应阶段,植物通过叶绿素吸收光能,将水分解为氧气和电子,同时生成高能磷酸键,为暗反应提供能量。

然而,当光能过剩时,叶绿体内的反应中心会受到损伤,导致电子传递链受阻,从而产生荧光。

这种荧光是叶绿素分子在受到激发后,从高能级向低能级跃迁时释放的能量。

叶绿素荧光的产生与植物的光保护机制密切相关。

为了应对光能过剩带来的压力,植物会启动一系列光保护策略,包括非光化学猝灭(NPQ)和光呼吸等。

非光化学猝灭是一种通过热能形式耗散过剩光能的机制,而光呼吸则是在光合作用暗反应阶段通过消耗氧气和还原力来减轻光抑制。

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光是影响光合作用最重要的因素,光合作用是植物生长和发育的基础,是衡量作物光合生产力的重要指标,是决定作物产量和品质构成的主要因素[1]

自1960年Kautsk发现叶绿素荧光产量的变化之

甘蔗叶片叶绿素荧光参数日变化研究①

王勤南②许环映陈俊吕刘壮常海龙周峰金玉峰胡后祥符成刘少谋③

(广州甘蔗糖业研究所海南甘蔗育种场/

农业部广东甘蔗种质资源与利用科学观测实验站海南三亚572025)

摘要为探索甘蔗光合作用及光合能力的规律性,为甘蔗高光效品种选育与栽培,高光效亲本筛选提供理论参考。本文以甘蔗常用核心亲本93-159、CP72-1210和ROC26为材料,采用PAM-2500便携式荧光仪对甘蔗叶片叶绿素荧光参数原初光能转化效率(Fv/Fm)、实际原初光能捕获效率Y(Ⅱ)、非光化学淬灭系数NPQ、光化学淬灭系数qP和光响应曲线参数(α、ETRm、Ik)值进行日变化研究。结果显示,甘蔗具有较强的光呼吸能力和光抑制自我保护能力,较高的光能利用效率,较低的饱和光强,吸收的光能较少地分配到热耗散,能保证吸收的光能最大程度进入电子传递系统进而进行碳固定。

关键词甘蔗;叶绿素荧光参数;光合作用;日变化分类号S566.1

DiurnalVariationofChlorophyllFluorescenceParametersofSugarcaneLeaf

WANGQinnanXUHuanyingCHENJunlvLIUZhuangCHANGHailongZHOUFengJINYufengHUHouxiangFUChengLIUShaomou(HainanSugarcaneBreedingStationofGSIRI/MinistryofAgricultureofGuangdong

SugarcaneGermplasmResourcesandUtilizationofScientificObservationTestStation,

Sanya,Hainan572025,China)

AbstractToexploretheregularityofphotosynthesisandphotosyntheticcapacityofsugarcane,sugarcanetohighlightefficiencybreedingandcultivation,highluminousefficiencyparentalscreeningtheoreticalreference.Inthispaper,canecommoncoreparental93-159,CP72-1210andROC26formaterials,usingPAM-2500portablefluorometerchlorophyllfluorescenceparametersofsugarcaneoriginalphotochemicalefficiency(Fv/Fm),actualphotochemicalcaptureefficiencyY(Ⅱ),non-photochemicalquenchingNPQ,photochemicalquenching(qP)andlightresponsecurveparameters(α,ETRm,Ik)valuechangesofdate.Theresultsshowedthatsugarcanehasastrongabilitytobreathelightandlightsuppressionofself-protectioncapability,highenergyefficiency,lowsaturationintensity,theabsorptionoflightenergytoheatdissipationallocateless,toensuretheabsorptionoflighttothegreatestextentintotheelectrontransportsystemandthuscarbonfixation.Keywordssugarcane;chlorophyllfluorescenceparameters;photosynthesis;diurnalchange

①基金项目:现代农业产业技术体系建设专项资金(No.CARS-20-1-6);农业部广东甘蔗种质资源与利用科学观测试验站和广东省科技计划项目“竹蔗光期微生态因子调节及其远缘杂交种质创新应用”(No.2012B061800001);高抗旱斑茅F1亲本创制和选育研究(No.2011B060400018);甘蔗温水去雄杂交制种技术(No.2011B020301002);广州市科技计划项目(No.2014J4100227)。

收稿日期:2014-06-11;责任编辑/凌青根;编辑部E-mail:rdnk@163.com。

②王勤南(1983~),男,本科,农艺师,研究方向为甘蔗遗传育种。

③通讯作者。E-mail:liushaomou@aliyun.com。

Vol。34,No。102014年10月CHINESEJOURNALOFTROPICALAGRICULTURE第34卷第10期Oct。201424--王勤南等甘蔗叶片叶绿素荧光参数日变化研究后,开始通过研究叶绿素荧光产量等来获得植物光合性能的有用信息。经过50多年的发展,形成了叶绿素荧光动力学技术,通过对水稻[2]、小麦[3]、玉米[4]、番茄[5]、茶叶[1]、园林植物[6]等的研究,在测定光合作用时发现,光系统对光能吸收、传递和耗散分配方面发挥重大作用,在植物光合作用、机理研究及作物增产潜力预测和环境保护等方面得到广泛的应用。甘蔗既是一种重要的糖料作物.也是一种重要的高生物量生物能源作物[7]。甘蔗的光合作用是其生产力构成的主要因素,也是甘蔗糖分形成的基础。目前,国内外对影响甘蔗光合作用的因素及其相互关系的研究[8-12],为甘蔗良种选育与栽培管理提供有益的理论依据。但是,关于甘蔗叶片中叶绿素荧光特性方面的研究少有报道。因此,本文采用叶绿素荧光分析技术,通过分析甘蔗叶片叶绿素荧光参数,初步探索甘蔗光合作用规律性,以期为甘蔗品种选育、栽培、环境胁迫、抗逆鉴定和筛选提供相应的理论参考。1材料与方法1.1材料1.1.1试验材料试验材料为甘蔗常用核心亲本粤糖93-159、CP72-1210和ROC26,选择生长状况基本一致的植株,设3个重复,每个重复3株,每株选择-1叶,用以叶片测量。1.1.2试验时间、地点研究田间时间于2013年8月在广州甘蔗糖业研究所海南甘蔗育种场(农业部广东甘蔗种质资源与利用科学观测实验站)的大田甘蔗亲本圃里进行。1.2方法1.3.1叶绿素荧光动学参数测定采用PAM-2500便携式荧光仪(德国Walz公司)测定叶绿素荧光动力学参数,于2013年8月测定,选择晴朗的白天7:00~19:00进行测量,测量前植株叶片用叶片夹夹住并进行充分的暗反应,每隔2个小时测量1次。测量参数有荧光淬灭参数包括PSⅡ最大光化学潜力Fv/Fm、实际光能转化效率Y(Ⅱ),非光化学淬灭系数NPQ、光化学淬灭系数qP和光响应曲线参数包括α光能利用效率、ETRm最大电子传递效率、Ik最小饱和光强。

1.2.2统计分析各项指标均取3个亲本数据的平均值,光响应曲线参数α、ETRm、Ik采用EilersandPeeters(EcologicalModelling42(1988)199-215)公式进行光响应曲线拟合计算。数据统计分析和作图采用MicrosoftExcel和DPS6.5软件系统。

2结果分析2.1甘蔗叶片的Fv/Fm值日变化Fv/Fm反映PSⅡ反应中心原初光能转化效率,

是植物光抑制的重要指标[13]

,其值越低证明植物发

生光抑制的程度越高[14]

。测定结果表明,甘蔗叶片

的Fv/Fm值先升后降再升再降的“M”型趋势变化,9:00以后,随着光照强度的增强,甘蔗叶片的Fv/Fm值迅速下降,在11:00左右达到最低值,且均显著小于其7:00、9:00、15:00、17:

00和19:00的Fv/Fm值(P<0.05)。表明在强光和高温下,PSⅡ的光化学效率下降,出现光合作用的光抑制(午休现象)。午后,随着光强的减弱,Fv/Fm

值逐渐回升,在17:00恢复到上午7:00的Fv/Fm值水平,说明光合作用器官在中午并没有受

到损伤,只是光合作用暂时受到抑制。可见中午PSⅡ的功能下降是可逆的。见图1。

2.2甘蔗叶片的Y(Ⅱ)值日变化Y(Ⅱ)用来反映PSⅡ反应中心在有部分关闭

情况下的实际原初光能捕获效率,其值先升后降再升再降的“M”型趋势与Fv/Fm值变化趋势一致,10:00以后,随着光照强度的增强,Y(Ⅱ)值迅速下降,在11:00左右达到最低值,且均显著

0.770.760.750.740.730.720.717∶009∶0011∶0013∶0015∶0017∶0019∶00

bcabab

cdd

abc

图1甘蔗叶片叶绿素荧光参数Fv/Fm的日变化说明:图中曲线上相同的小写字母表示差异不显著(P<0.05)。下同。

25--2014年10月第34卷第10期热带农业科学

小于其9:00和17:00的Y(Ⅱ)值(P<0.05)。午后,随着光强的减弱,Y(Ⅱ)值逐渐回升,并在17:00恢复到上午9:00的水平。见图2。2.3甘蔗叶片非光化学淬灭系数NPQ值日变化叶绿素吸收的光能主要通过光合电子传递、叶绿素荧光和热耗散3种途径消耗,这3种途径间存在着相互关系[15]。非光化学淬灭系数NPQ反映PSⅡ吸收的光能中不能用于光合电子传递而以热的形式耗散掉的光能部分,是防御光抑制带来的破坏,是植物保护PSⅡ免受伤害的重要机制[16]。甘蔗叶片的NPQ值呈先升后降的趋势,在11:00左右达到最大值,且均显著大于其他时间段的NPQ值(P<0.05)。说明从上午9:00到下午15:00由于光照强度和温度较高,致使叶片吸收的光能较多地分配到热耗散。见图3。2.4甘蔗叶片光化学淬灭系数qP值日变化qP反映了植物光合活性的高低,表示PSII中处于开放状态的反应中心所占的比例。甘蔗叶片qP值的日变化曲线呈近”M”形。早晨光照较弱,光合活性较低,随着光照强度的增加,光合活性缓慢升高,在11:00点和15:00出现2个峰值,且显著大于7:00、9:00、17:00和19:00的qP值(P<0.05)。说明甘蔗叶片在11:00到15:00时间段具有较强光合活性。见图4。

2.5甘蔗叶片光响应曲线参数α、ETRm、Ik值日变化光响应曲线反映当前状态下光合作用的信息,

通过对光响应曲线进行拟合,可以得到参数α、

ETRm和Ik。α为光响应曲线的初始斜率,反映植

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