外源亚精胺对高温胁迫下番茄幼苗快速叶绿素荧光诱导动力学特性的影响
在人工气候室中，以高温敏感型番茄品种‘浦红968’为材料，采用营养钵基质栽培的方式，探究外源亚精胺（spermidine,Spd）对高温胁迫下番茄幼苗快速叶绿素荧光诱导动力学曲线（OJIP）特性的影响。结果表明，高温胁迫下叶片OJIP曲线明显变形，基础荧光Fo增大，最大荧光值Fm下降，造成最大光能转换效率Fv/Fm明显降低；高温下喷施Spd后，OJIP曲线得到部分恢复，Fv/Fm增大。高温胁迫下，分别在300μs、2ms和30ms处测定的相对可变荧光△K，△J，△I均大于零，放氧复合体失活，同时用于热耗散（DIo/RC）明显增大，用于电子传递的能量（ETo/RC）显著减小，光合性能综合指数PI(abs)降低。高温下喷施外源Spd后，△K，△J，△I绝对值都明显变小，减少了热耗散，促进了电子的传递，光合性能指数得到一定程度恢复，说明高温胁迫下亚精胺能够稳定反应中心的结构与功能，有利于能量的优化分配，促进电子的传递，从而缓解高温胁迫对番茄幼苗的反应中心活性和光合效率的抑制。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法2
1.1材料与处理 2
1.2快速叶绿素荧光诱导动力学曲线的测定和JIP参数计算方法 2
2结果与分析3
2.1外源亚精胺对番茄幼苗快速叶绿素荧光诱导动力学曲线的影响3
2.2外源亚精胺对番茄幼苗叶片相对可变荧光的影响4
2.3外源亚精胺对高温胁迫下番茄幼苗JIPtest参数的影响4
3讨论 5
致谢 6
参考文献6
外源亚精胺对高温胁迫下番茄幼苗快速叶绿素荧光诱导动力学特性的影响
引言
在番茄的生长发育过程中温度无疑是极为重要的影响因素之一。植物光合的强弱对高温十分敏感。据有关研究表明，中度或严重的高温胁迫能引发光合器官结构功能的显著变化[1]。高温胁迫下光合器官有3个脆弱点，根据Allakhverdiev等[2]人的研究，分别是具放氧复合物OEC的PSⅡ和PSⅠ、ATP合成复合物和碳同化反应。热胁迫还会引发光系统PSⅡ的解离和膜流动性的改变[34 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
]。
绿色植物或含叶绿素的部分组织经过暗适应后，突然用可见光照射下，植物绿色组织就会发出的一种暗红色且大小不断随时间变化的荧光，以坐标的形式描述荧光强度随时间变化得到的曲线称为叶绿素荧光诱导动力学曲线[5]。该曲线中包含着有关光合原初反应的丰富信息，通过JIPtest定量分析方法，可以有效反映出光合原初反应从光能吸收、传递以及转化等众多重要生理过程的动态变化。
多胺(polyamines,PAs)是植物天然的一种生长调节物质, 参与植物的生长、性别分化、果实成熟与衰老以及适应逆境等重要生理过程[6]。众多的研究表明，多胺与植物抵抗逆境胁迫有着密切的关系。据田婧等在黄瓜上的实验表明，外源Spd能通过提高黄瓜抗氧化能力来增强对高温胁迫的耐受能力[7]。而在盐胁迫下，外源Spd的喷施还可以保护黄瓜叶片的叶绿素，提高其光合能力[8]，稳定光合器官的结构和功能，减轻胁迫所带来的伤害[9]。
可以说，多胺对植物的抗逆性的影响的相关研究已经有相当多的报道，但在涉及到多胺缓解高温胁迫对番茄幼苗光合作用的影响时，相关的研究却未发现有太多的报道。本实验采用重要的设施作物番茄为材料，以快速叶绿素荧光诱导动力学曲线分析研究方法为手段，探究高温胁迫下外源Spd缓解番茄热害的相关光合生理机制。
1 材料与方法
1．1 材料与处理
试验材料为高温敏感型番茄品种‘浦红968’，番茄幼苗培育所用基质来源于镇江培蕾基质厂，外源亚精胺Spd喷施浓度为1mmol/l。
本实验于2013年36月在大学牌楼实验基地中的玻璃温室内实施。在营养钵中采用基质育苗的方式培育番茄幼苗。待幼苗长到三叶一心的时候，从中挑选出长势一致的幼苗，并转移到人工气候室中，设置室内环境昼夜温度为25℃/15℃，相对湿度是60%，光强200 μmolm2s1，光照长度12h。幼苗2天适应期过后，进行连续7天的处理。设置4个处理：常温下叶面喷施去离子水（CK）、常温下喷施Spd（CS）、高温下喷施去离子水（HK）、高温下喷施Spd（HS）。常温环境温度设定为25℃/15℃（昼/夜），高温下为38℃/28℃（昼/夜）。亚精胺溶液叶面喷施浓度为1mmol/l，每天5:00pm喷施一次，喷施处理标准为番茄幼苗叶片正反面全部湿润并且无液体滴下。实验采取随机排列，3次重复。处理结束后，从植株基部数的第3片真叶中采样并测定快速叶绿素荧光动力学曲线。
1．2 快速叶绿素荧光诱导动力学曲线的测定和JIP参数计算方法
测量荧光诱导动力学曲线所用仪器为便携式植物效率分析仪MPEA（Hansatech，英国）。
根据Srivastava & Strasser[10]的方法计算以下荧光参数。单位反应中心吸收的光能：ABS/RC = Mo（1/VJ）（1/φPo）；单位反应中心捕获的用于还原QA的能量：TRo/RC = Mo（1/VJ）；单位反应中心捕获的用于电子传递的能量：ETo/RC = Mo（1/VJ）ψo；单位反应中心耗散的能量：DIo/RC = ABS/RCTRo/RC；捕获的激子将电子传递到电子传递链中超过QA的其它电子受体的概率：ψo = ETo/TRo = 1VJ；用于还原PSI受体侧末端电子受体的量子产额：φRo = RE/ABS = TRo/ABS（1VI）；用于热耗散的量子比率：φDo = 1φPo=（Fo/Fm）；用于电子传递的量子产额：φEo = ETo/ABS = φPoψo；OJIP荧光诱导曲线的初始斜率：Mo = 4（F300μsFo）/（FmFo）；单位面积有活性反应中心的数量：RC/CSo = φPo（VJ/Mo）Fo；标准化后的在OJIP荧光诱导曲线和F = Fm之间的面积：Sm = Area/（FmFo）；以吸收光能为基础的性能指数： PI(abs） = （RC/ABS）[φPo/（1– φPo）] [ψo /（1– ψo）]。最大光化学效率：φPo＝Fv/Fm = （Fm Fo）/Fm；DF(abs) = log（PI）。在这里：VJ = （F2ms – Fo）/（Fm Fo）; VI = （F30ms Fo）/（Fm Fo）。
根据Li等[11]方法计算相对可变荧光。Vt =（Ft Fo）/（Fm Fo），ΔVt = Vt 处理 Vt ck; WK = （Ft Fo）/（F300 μs Fo），ΔK、ΔJ和ΔIband分别为在300 μs、2 ms和30 ms处测定的ΔVt。
2 结果与分析
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法2
1.1材料与处理 2
1.2快速叶绿素荧光诱导动力学曲线的测定和JIP参数计算方法 2
2结果与分析3
2.1外源亚精胺对番茄幼苗快速叶绿素荧光诱导动力学曲线的影响3
2.2外源亚精胺对番茄幼苗叶片相对可变荧光的影响4
2.3外源亚精胺对高温胁迫下番茄幼苗JIPtest参数的影响4
3讨论 5
致谢 6
参考文献6
外源亚精胺对高温胁迫下番茄幼苗快速叶绿素荧光诱导动力学特性的影响
引言
在番茄的生长发育过程中温度无疑是极为重要的影响因素之一。植物光合的强弱对高温十分敏感。据有关研究表明，中度或严重的高温胁迫能引发光合器官结构功能的显著变化[1]。高温胁迫下光合器官有3个脆弱点，根据Allakhverdiev等[2]人的研究，分别是具放氧复合物OEC的PSⅡ和PSⅠ、ATP合成复合物和碳同化反应。热胁迫还会引发光系统PSⅡ的解离和膜流动性的改变[34 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
]。
绿色植物或含叶绿素的部分组织经过暗适应后，突然用可见光照射下，植物绿色组织就会发出的一种暗红色且大小不断随时间变化的荧光，以坐标的形式描述荧光强度随时间变化得到的曲线称为叶绿素荧光诱导动力学曲线[5]。该曲线中包含着有关光合原初反应的丰富信息，通过JIPtest定量分析方法，可以有效反映出光合原初反应从光能吸收、传递以及转化等众多重要生理过程的动态变化。
多胺(polyamines,PAs)是植物天然的一种生长调节物质, 参与植物的生长、性别分化、果实成熟与衰老以及适应逆境等重要生理过程[6]。众多的研究表明，多胺与植物抵抗逆境胁迫有着密切的关系。据田婧等在黄瓜上的实验表明，外源Spd能通过提高黄瓜抗氧化能力来增强对高温胁迫的耐受能力[7]。而在盐胁迫下，外源Spd的喷施还可以保护黄瓜叶片的叶绿素，提高其光合能力[8]，稳定光合器官的结构和功能，减轻胁迫所带来的伤害[9]。
可以说，多胺对植物的抗逆性的影响的相关研究已经有相当多的报道，但在涉及到多胺缓解高温胁迫对番茄幼苗光合作用的影响时，相关的研究却未发现有太多的报道。本实验采用重要的设施作物番茄为材料，以快速叶绿素荧光诱导动力学曲线分析研究方法为手段，探究高温胁迫下外源Spd缓解番茄热害的相关光合生理机制。
1 材料与方法
1．1 材料与处理
试验材料为高温敏感型番茄品种‘浦红968’，番茄幼苗培育所用基质来源于镇江培蕾基质厂，外源亚精胺Spd喷施浓度为1mmol/l。
本实验于2013年36月在大学牌楼实验基地中的玻璃温室内实施。在营养钵中采用基质育苗的方式培育番茄幼苗。待幼苗长到三叶一心的时候，从中挑选出长势一致的幼苗，并转移到人工气候室中，设置室内环境昼夜温度为25℃/15℃，相对湿度是60%，光强200 μmolm2s1，光照长度12h。幼苗2天适应期过后，进行连续7天的处理。设置4个处理：常温下叶面喷施去离子水（CK）、常温下喷施Spd（CS）、高温下喷施去离子水（HK）、高温下喷施Spd（HS）。常温环境温度设定为25℃/15℃（昼/夜），高温下为38℃/28℃（昼/夜）。亚精胺溶液叶面喷施浓度为1mmol/l，每天5:00pm喷施一次，喷施处理标准为番茄幼苗叶片正反面全部湿润并且无液体滴下。实验采取随机排列，3次重复。处理结束后，从植株基部数的第3片真叶中采样并测定快速叶绿素荧光动力学曲线。
1．2 快速叶绿素荧光诱导动力学曲线的测定和JIP参数计算方法
测量荧光诱导动力学曲线所用仪器为便携式植物效率分析仪MPEA（Hansatech，英国）。
根据Srivastava & Strasser[10]的方法计算以下荧光参数。单位反应中心吸收的光能：ABS/RC = Mo（1/VJ）（1/φPo）；单位反应中心捕获的用于还原QA的能量：TRo/RC = Mo（1/VJ）；单位反应中心捕获的用于电子传递的能量：ETo/RC = Mo（1/VJ）ψo；单位反应中心耗散的能量：DIo/RC = ABS/RCTRo/RC；捕获的激子将电子传递到电子传递链中超过QA的其它电子受体的概率：ψo = ETo/TRo = 1VJ；用于还原PSI受体侧末端电子受体的量子产额：φRo = RE/ABS = TRo/ABS（1VI）；用于热耗散的量子比率：φDo = 1φPo=（Fo/Fm）；用于电子传递的量子产额：φEo = ETo/ABS = φPoψo；OJIP荧光诱导曲线的初始斜率：Mo = 4（F300μsFo）/（FmFo）；单位面积有活性反应中心的数量：RC/CSo = φPo（VJ/Mo）Fo；标准化后的在OJIP荧光诱导曲线和F = Fm之间的面积：Sm = Area/（FmFo）；以吸收光能为基础的性能指数： PI(abs） = （RC/ABS）[φPo/（1– φPo）] [ψo /（1– ψo）]。最大光化学效率：φPo＝Fv/Fm = （Fm Fo）/Fm；DF(abs) = log（PI）。在这里：VJ = （F2ms – Fo）/（Fm Fo）; VI = （F30ms Fo）/（Fm Fo）。
根据Li等[11]方法计算相对可变荧光。Vt =（Ft Fo）/（Fm Fo），ΔVt = Vt 处理 Vt ck; WK = （Ft Fo）/（F300 μs Fo），ΔK、ΔJ和ΔIband分别为在300 μs、2 ms和30 ms处测定的ΔVt。
2 结果与分析
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