低溫脅迫后紫花苜蓿葉片光合作用的恢復特性研究

苗宇 王婕 趙堯堯 張麗佳 劉美君

摘要：為探究低溫解除后苜蓿光合作用恢復過程中的限制位點，以‘新牧4號和‘甘農5號2個品種紫花苜蓿為材料，測定其低溫脅迫及恢復過程中苜蓿葉片光合活性的變化。結果表明，低溫脅迫下2個苜蓿品種葉片葉綠素含量、凈光合速率以及光系統Ⅱ（photosystem Ⅱ，PSⅡ）活性顯著下降，非光化學淬滅系數（nonphotochemicalquenching factor，NPQ）顯著上升，但對光系統Ⅰ（photosystem Ⅰ，PSⅠ）的活性無顯著影響；其中，‘甘農5號葉綠素對低溫更敏感，含量下降較多。室溫恢復72 h后，2個品種苜蓿葉片PSⅡ的活性及凈光合速率都有上升但均未恢復至處理前水平；NPQ緩慢下降至處理前水平，‘甘農5號NPQ較‘新牧4號更高，表明在恢復過程中仍有過剩光能需通過NPQ消耗。苜蓿葉片的電子傳遞鏈在低溫下受抑制顯著，恢復72 h后PSⅡ受體側活性基本恢復至處理前，而PSⅡ供體側活性顯著下降。2個品種苜蓿單位反應中心捕獲的用于電子傳遞的能量（energy captured by unit reaction center for electron transfer，ETO/RC）和單位反應中心捕獲的用于還原QA的能量（energy captured by the unit reaction center for reducing QA，TRO/RC）在低溫處理72 h后顯著下降，解除低溫后恢復至處理前水平，且2個品種無顯著差異；2個苜蓿品種單位反應中心耗散掉的能量（energy dissipated by theunit reaction center，DIO/RC）未恢復至處理前水平，且‘甘農5號在恢復72 h后DIO/RC顯著升高。綜上，低溫脅迫顯著傷害紫花苜蓿葉片光合機構，降低了光合速率，光合速率未恢復到處理前與PSⅡ的活性顯著相關，限制光合作用恢復的位點在其供體側，非光化學淬滅是恢復24 h過剩光能的主要分配途徑。

關鍵詞：紫花苜蓿；低溫脅迫；脅迫解除；光合作用；光合機構活性

doi：10.13304/j.nykjdb.2022.0873

中圖分類號：S541.9 文獻標志碼：A 文章編號：10080864（2024）02008010