氯化胆碱对低温弱光下黄瓜幼苗叶片细胞膜和光合机构的保护作用

1.07mmol／L氯化胆碱处理降低了低温弱光（6℃．PFD100μmol m^-2s^-1）下黄瓜幼苗叶片膜脂组分中主要是磷脂酰甘油（PG）的饱和脂肪酸含量,增加了膜脂不饱和度：减缓了膜透性的下降、MDA的产生速率、叶绿素的降解及PSII最大量子效率（Fv/Fm）、捕光效率（Fv＇／Fm＇）、光化学猝灭系数（qp）、实际光化学效率（ФPSII）和抗氧化酶POD、APX及CAT活性的下降;提高了非光化学猝灭系数（NPQ）和脯氨酸的含量。以上结果表明氯化胆碱处理保护了低温弱光对黄瓜叶片细胞膜和光合机构的伤害。     

夜间低温胁迫后外源SA对恢复中黄瓜幼苗光合特性的影响

为明确低温胁迫后恢复过程中水杨酸(SA)对植物光合特性的影响,以黄瓜品种‘津研四号’幼苗为材料,通过沙培试验,研究了外源SA对夜间5℃低温胁迫后常温(25℃)恢复中黄瓜幼苗叶绿素含量、光合速率、叶绿素荧光参数、气体交换参数等的影响。结果显示:(1)与喷施清水处理相比,外源SA处理显著促进了夜间低温胁迫后的常温(25℃)恢复效果,显著提高了恢复速度和水平,表现在黄瓜幼苗叶绿素含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)显著升高,黄瓜幼苗净光合速率在恢复6h时达到对照水平的82.18%。(2)外源SA还明显加快了恢复过程中黄瓜幼苗叶片最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)及非循环电子传递速率(ETR)的恢复,提高了非光化学猝灭系数(NPQ)值,增强了幼苗自身光保护能力。(3)外源SA也促进了黄瓜幼苗叶片表观量子效率(AQY)和羧化效率(CE)的恢复,它们在恢复2d时分别达到对照水平的92.59%和90.62%。研究表明,在夜间低温胁迫后的常温恢复过程中,外源SA可有效地促进黄瓜幼苗光合作用的恢复,增强其对低温环境的适应能力。     

水杨酸和油菜素内酯对低温胁迫下黄瓜幼苗光合作用的影响

为了探明外源水杨酸(SA)和2,4-表油菜素内酯(EBR)对低温胁迫下黄瓜幼苗光合作用的调控机理,以‘优博1-5’黄瓜为试材,用1 mmol·L^-1SA和0.1 μmol·L^-1EBR喷施预处理幼苗,每天喷1次,连喷2 d后置于低温下[10 ℃/5 ℃,光强(PFD)80 μmol·m^-2·s^-1]处理.结果表明: 低温胁迫下黄瓜幼苗生长量及净光合速率(P_n)下降;喷施SA和BER显著提高了P_n、光系统Ⅱ最大光化学效率(F_v/F_m)、光系统Ⅱ实际光化学效率(Φ_PSⅡ)和光化学猝灭系数(q_P),减缓了非光化学猝灭系数(NPQ)增加的幅度,同时核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶(Rubisco)、景天庚酮糖-1,7-二磷酸酯酶(SBPase)、转酮醇酶(TK)和果糖-1,6-二磷酸醛缩酶(FBA)活性明显升高.说明SA和EBR可以通过调节光合关键酶的活性,缓解低温对黄瓜幼苗光合作用的影响,增强其对低温的适应性.     

苯丙氨酸解氨酶在诱导黄瓜幼苗抗寒性中的作用

为了探讨苯丙氨酸解氨酶(PAL)在诱导黄瓜幼苗抗寒性中的作用,采用喷施特异抑制剂(AOPP)的方法控制PAL活性,测定幼苗抗寒性的变化.结果表明： 低温可以诱导黄瓜幼苗叶片中PAL的基因表达和活性升高;喷施AOPP显著抑制了叶片中PAL活性,减少了酚类和类黄酮物质的积累.低温对黄瓜幼苗造成显著伤害,AOPP预处理加剧了低温对幼苗的损伤,幼苗抗寒性降低.与对照相比,幼苗叶片中相对电解质渗漏率和丙二醛(MDA)含量显著升高,PSII最大光化学效率(F_v/F_m)降低,光化学猝灭参数Y(NO)升高,胁迫相关基因(PR1-1a、COR47、P5CS、HSP70)的诱导表达受到抑制.低温导致黄瓜幼苗叶片中H₂O₂积累,还原型抗坏血酸(AsA)含量降低,脱氢抗坏血酸(DHA)含量升高,AsA∶DHA减小;喷施AOPP的幼苗中抗氧化酶(过氧化氢酶CAT、抗坏血酸过氧化物酶APX)活性显著低于对照,H₂O₂过量积累,AsA∶DHA更低.施用H₂O₂清除剂可以有效缓解喷施AOPP引起的低温损伤加剧,而施用CAT抑制剂的幼苗对低温胁迫更敏感.表明低温诱导了PAL活性升高,促进了苯丙烷类次生代谢产物的合成,提高了胞内抗氧化酶活性,可有效清除活性氧分子,维持AsA氧化还原状态,缓解低温引起的光损伤和氧化损伤.     

褪黑素对盐碱复合胁迫下黄瓜幼苗光合特性和渗透调节物质含量的影响

为明确外源褪黑素(MT)对黄瓜盐碱胁迫的缓解效应,以‘新春四号’黄瓜为试材,采用复合盐碱(NaCl∶Na₂SO₄∶Na₂CO₃∶NaHCO₃=1∶9∶1∶9)模拟胁迫,测定外源根施MT和盐碱胁迫下黄瓜叶片光合特性和渗透调节物质含量。结果表明: 与正常生长黄瓜幼苗相比,在40 mmol·L^-1盐碱胁迫下,外源施加10 μmol·L^-1 MT能够显著增加黄瓜幼苗叶片的叶绿素、可溶性糖和可溶性蛋白质含量,提高净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、光系统Ⅱ最大光化学效率、实际光化学效率、表观光合电子传递速率和光化学淬灭系数,而胞间CO₂浓度、非光化学淬灭系数、蔗糖、果糖、淀粉和脯氨酸含量减小了11.1%、13.8%、12.7%、27.5%、1.3%和32.8%,同时,碳同化关键酶核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶、果糖-1,6-二磷酸酯酶活性显著升高,且Rubisco亚基(CsrbcS和CsrbcL)、CsFBA、CsRCA、CsFBPase、CsTK的mRNA水平均下调表达。综上,外源MT能够提高盐碱胁迫下黄瓜幼苗的叶绿素、渗透调节物质含量、光合化学效率和碳同化关键酶活性,增强幼苗光合能力,减轻复合盐碱胁迫对植株的伤害。研究结果可为抗盐碱栽培提供理论依据。     

硅对低温胁迫下黄瓜幼苗生长的影响

采用砂基培养的方法,研究硅对低温胁迫下黄瓜幼苗生长的影响.结果表明加硅处理能使低温胁迫下的黄瓜幼苗超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性显著升高:丙二醛(MDA)含量和超氧阴离子自由基(O₂^-)产生速率显著下降,叶片质膜透性降低;硅提高了低温胁迫下黄瓜幼苗的可溶性蛋白质和叶绿素含量、叶绿素a/b比值及植株生物量.因此,硅可以减弱低温胁迫对黄瓜幼苗的伤害.     

干旱胁迫下外源水杨酸对黄瓜幼苗膜脂过氧化和光合特性的影响

为了探讨外源水杨酸(SA)提高植物抗旱性的相关机制,研究了干旱胁迫下(基质含水量为饱和持水量的60％和50％),根际施用外源SA对黄瓜幼苗生长、膜脂过氧化、脯氨酸积累、水分利用效率、净光合速率(Pn)和叶绿素荧光参数的影响.结果表明:SA处理能够缓解干旱胁迫对黄瓜幼苗生长、Pn和水分利用效率的抑制,减小膜脂过氧化程度,促进脯氨酸的积累;添加外源SA显著减小了干旱胁迫下黄瓜幼苗的PSⅡ最大光化学效率、PSⅡ实际光化学效率、PSⅡ潜在活性、PSⅡ有效光化学效率和光化学猝灭系数的下降幅度,抑制了非光化学猝灭系数的升高.添加外源SA可以缓解干旱胁迫造成的膜脂过氧化对膜系统的氧化损伤,并通过增强PSⅡ反应中心活性提高了Pn,有助于水分的利用,同时增大渗透调节能力,减少水分的散失,提高水分利用效率,从而增强植株对干旱的适应能力.     

内源GSH参与低温胁迫下外源NO对黄瓜幼苗叶片光合作用的调控

为探讨还原型谷胱甘肽(GSH)参与低温(10℃/6℃)胁迫下一氧化氮(NO)对黄瓜幼苗叶片光合及荧光作用的调节作用,该研究以‘津研4号’黄瓜幼苗为试材,于四叶一心时置光周期14 h/10 h、昼夜温度25℃/20℃光照培养箱内,叶面预处理分别为:双蒸水(对照)、GSH合成酶抑制剂(BSO,丁硫氨酸亚砜胺)、NADPH合成酶抑制剂(6-AN,6-氨基烟酰胺),8 h后再喷施NO供体亚硝基铁氰化钠(SNP),于第1次喷施药剂24 h后昼夜温度降至10℃/6℃,低温胁迫24 h后测定叶片细胞膜透性、气体交换参数、叶绿素荧光等各项指标。结果显示:(1)与CK相比,SNP处理显著提高了黄瓜幼苗叶片相对含水量、叶绿素含量、净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、最大光化学量子产量(F_v/F_m)、实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))、非光化学猝灭系数(NPQ)、光化学猝灭系数(qP)、表观光合电子传递系数(ETR)及NO含量,显著降低叶片胞间CO_2浓度(C_i)、电解质渗漏率、丙二醛(MDA)含量、非调节性能量耗散量子产量Y_(NO)。(2)SNP处理可保持较高的荧光产额,使快速叶绿素荧光诱导曲线JIP相逐渐升高,而BSO+SNP、6-AN+SNP处理显著降低了SNP的作用效果;SNP处理黄瓜幼苗叶片PSⅡ最大光化学效率(φ_(Po))、PSⅡ反应中心吸收光能用于电子传递的量子产额(φ_(Eo))、捕获激子将电子传递到电子传递链Q_A~-下游其他电子受体的概率(ψ_o)、与PSⅡ反应中心受体侧性能有关的荧光参数包括氧气释放复合体(OEC)活性状态(F_(O-K))、Q_A被还原能力(F_(K-J))、Q_B(含快还原PQ库)被还原能力(F_(J-I))和慢还原PQ库被还原能力(F_(I-P))以及单位受光面积有活性反应中心数量(RC/CS)等均显著高于CK,而与反应中心关闭有关的荧光参数Q_A被还原最大速率(M_o)和J相相对可变荧光(V_J)均显著低于CK。(3)BSO+SNP、6-AN+SNP处理也削弱了SNP的这些作用效果。研究表明,在低温胁迫条件下,内源GSH参与了外源NO增强黄瓜幼苗叶片相对含水量、缓解膜脂过氧化、稳定PSⅡ和促进PSⅡ反应中心电子传递链供受体侧的电子传递能力,从而提高黄瓜幼苗耐冷性。     

低温弱光下外源褪黑素对黄瓜幼苗生长及抗氧化系统的影响

以黄瓜品种‘津优4号’为材料,利用人工气候箱进行低温弱光处理(昼/夜,18℃/10℃),研究外源褪黑素(MT)对低温胁迫下黄瓜幼苗生长和抗氧化系统等生理指标的影响。结果显示:低温弱光下,与对照相比,外源褪黑素处理显著提高了黄瓜幼苗株高、茎粗、植株鲜重和干重,叶绿素和根系活力分别显著提高了13.3%和18.8%,抗氧化物质GSH及ASA的含量分别显著增加了39.3%和24.7%,保护酶SOD、POD、CAT、APX活性均显著升高;同时,外源褪黑素处理还显著提高了黄瓜叶片质膜及液泡膜H+-ATP酶的活性,从而使黄瓜幼苗叶片MDA含量和电解质渗漏率分别显著降低了28.7%和29.7%。研究表明,低温弱光下外源褪黑素可通过提高黄瓜幼苗保护酶活性、抗氧化物质的含量、细胞膜ATP酶活性等来降低质膜过氧化水平,保持细胞膜的完整性和功能,从而增强黄瓜幼苗对低温弱光的适应性,维持其正常生长,并以200μmol·L-1褪黑素处理效果较好。     

外源H_2S通过减轻低温光抑制增强黄瓜幼苗耐冷性

以‘津优3号’黄瓜(Cucumis sativus)为试材,叶面喷施硫化氢(H_2S)供体硫氢化钠(NaHS)、H_2S合成抑制剂氨氧基乙酸(AOA)、清除剂次牛磺酸(HT)或去离子水(对照),研究H_2S对低温下黄瓜幼苗光合作用和抗氧化系统的影响。结果表明:低温胁迫初期,黄瓜幼苗叶片的内源H_2S与L-/D-半胱氨酸脱巯基酶(L/DCD)活性快速升高,4或6 h后降低。随着低温胁迫时间的延长,黄瓜幼苗的丙二醛(MDA)含量、电解质渗漏率(EL)和冷害指数逐渐增加,NaHS处理的增加幅度明显小于对照,而AOA和HT处理的与对照差异不显著。低温下黄瓜幼苗的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、光下光系统Ⅱ(PSⅡ)实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))和暗下PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m),以及核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(RuBPCase)和果糖-1,6-二磷酸酯酶(FBPase)活性逐渐降低,胞间CO_2浓度(C_i)和初始荧光(F_o)趋于升高。与对照相比,NaHS处理的P_n、G_s、T_r、RuBPCase和FBPase活性,以及Φ_(PSⅡ)和F_v/F_m均较高,C_i和F_o较低,而AOA和HT处理的气体交换参数、光合酶活性及荧光参数多与对照差异不显著。随着低温胁迫时间的延长,黄瓜幼苗的过氧化物酶(POD)活性逐渐增加,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性,以及还原型谷胱甘肽(GSH)和抗坏血酸(AsA)含量先升高,后降低。NaHS处理的SOD、POD、CAT、APX和GR活性及GSH和AsA含量明显高于对照,AOA和HT处理的低于对照或与对照差异不显著。由此可见,H_2S受低温胁迫诱导,外源H_2S可通过减轻低温光抑制增强黄瓜幼苗耐冷性。     

硝酸根胁迫对黄瓜幼苗叶片光合速率、PSⅡ光化学效率及光能分配的影响

研究了不同浓度NO₃^-胁迫对黄瓜幼苗叶片光合速率、PSⅡ光化学效率及光能分配的影响.结果表明,当NO₃^-浓度较低时（14～98 mmol·L^-1）,适当增加NO₃^-浓度,可增强黄瓜幼苗叶片对光的捕获能力,促进光合作用.随着NO₃^-浓度的进一步增加（140～182 mmol·L^-1）,PSⅡ光化学效率降低,电子传递受到抑制,净光合速率降低;吸收的光能中,通过天线色素的热耗散增加,用于光化学反应的能量降低,光化学效率下降.140和182 mmol·L^-1 NO₃^-处理黄瓜幼苗叶片6 d后净光合速率(P_n)极显著下降,分别比对照降低了35%和78%;PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、天线转化效率(F_v’/F_m’)、实际光化学效率(Φ_PSⅡ)、光化学猝灭系数(q_P)均低于对照,非光化学猝灭(NPQ)高于对照,激发能在两个光系统间的分配不平衡性(β/α-1)增大.高浓度NO₃^-处理的黄瓜幼苗叶片各荧光参数变化幅度比低浓度大.当光照增强时,高浓度NO₃^-胁迫下黄瓜幼苗叶片吸收的光能中应用于光化学反应的份额(P) 显著降低,天线热耗散的份额(D)显著增加. 天线热耗散是耗散过剩能量的主要途径.     

6-BA预处理对低温弱光胁迫下辣椒幼苗叶绿素a荧光参数和膜脂过氧化的

研究6-BA预处理对低温（15℃/5℃）弱光（100μmol·m^-2·s^-1）下辣椒品种‘湘研16号’幼苗叶片中叶绿素a荧光参数和膜脂过氧化影响。结果表明,0．08mmol·L^-16-BA减缓低温弱光下辣椒幼苗光系统II（PSII）最大光化学效率（Fv/Fm）、PSH实际光化学效率（ΦPSII）和PSII反应中心光能捕获效率（Fv’/Fm’）的下降以及叶片膜透性和丙二醛（malondialdehyde,MDA）含量的增加,但是提高了超氧化物歧化酶（superoxidedismutase,SCD）、过氧化物酶（peroxidase,POD）、过氧化氢酶（catalase,CAT）以及抗坏血酸过氧化物酶（ascorbate peroxidase,APX）的活性。     

Overexpression of the rubisco activase gene improves growth and low temperature and weak light tolerance in Cucumis sativus

Rubisco activase (RCA) is an important enzyme that can catalyze the carboxylation and oxygenation activities of ribulose‐1,5‐bisphosphate carboxylase/oxygenase (Rubisco), which is involved in the photosynthetic carbon reduction cycle. Here, we studied the effects of changes in RCA activity on photosynthesis, growth and development, as well as the low temperature and weak light tolerance of RCA overexpressing transgenic cucumber (Cucumis sativus) plants. CsRCA overexpression increased the plant height, leaf area and dry matter, and decreased the root/top ratio in transgenic cucumber plants compared with the wild‐type (WT) plants. Low temperature and low light stress led to decreases in the CsRCA expression and protein levels, the photosynthetic rate (Pn) and the stomatal conductance (Gs), but an increase in the intercellular CO₂ (Ci) concentration in cucumber leaves. The actual photochemical efficiency and maximal photochemical efficiency of photosystem II in cucumber seedlings also declined, but the initial fluorescence increased during low temperature and weak light stress. Transgenic plants showed a lower decrease in the CsRCA expression level and actual and maximal photochemical efficiencies, as well as increases in the Ci and initial fluorescence relative to the WT plants. Low temperature and low light stress resulted in a significant increase in the malondialdehyde (MDA) content; however, this increase was reduced in transgenic plants compared with that in WT plants. Thus, the overexpression of CsRCA may promote the growth and low temperature and low light tolerance of cucumber plants in solar greenhouses.     

Antioxidant system and photosynthetic characteristics responses to short-term PEG-induced drought stress in cucumber seedling leaves

The effect of short-term drought stress on the water content, antioxidant system and photosynthetic characteristics was investigated using cucumber (Cucumis sativus L.) seedlings. The results indicated that polyethylene glycol induced water stress reduced water content in shoots of cucumber seedling after treatment of 36 hours, and caused obvious reductions in net photosynthetic rate, stomatal conductance, intercellular CO₂ concentration and transpiration of leaves. In addition, water stress significantly reduced the photosynthetic pigment content and inhibited photochemical activity, including actual photochemical efficiency, maximal quantum yield of photosystem II photochemistry and coefficient for photochemical quenching. Meanwhile non-photochemical quenching increased. As responses to drought stress, significant increases in electrolyte leakage, malondialdehyde, superoxide anion and hydrogen peroxide levels were detected in leaves. The superoxide dismutases, catalase, glutathione reductase and dehydroascorbate reductase activities, protein, ascorbate and glutathione content, all decreased and peroxidases activity increased, while ascorbate peroxidase and monodehydroascorbate reductase activities exhibited different trend under different degree of water stress. Therefore, it can be concluded that water stress strongly disrupted the normal metabolism of leaves and restrained water absorption.     

低氧胁迫下黄瓜植株热耗散途径

采用营养液栽培,研究了低氧(营养液溶氧浓度为0.9～1.1 mg·L-1)胁迫下黄瓜幼苗光合作用热耗散与叶黄素循环的关系.结果表明:低氧胁迫下,黄瓜叶片PSⅡ的实际光化学效率(φPSⅡ)、饱和光强下的净光合速率(Pn)、表观量子效率(AQY)和PSⅡ的最大光化学效率(Fv/Fm)均显著降低,表明黄瓜植株的光合作用受到了光抑制;同时,光化学猝灭系数(qp)降低,而热耗散(NPQ)和天线耗散能量(D)的比值显著升高,说明黄瓜叶片热耗散增强;NPQ与叶黄素脱环氧化状态(DEPS)呈显著正相关,且两者均被抗坏血酸(AsA)所促进,被二硫苏糖醇(DTT)所抑制,说明低氧胁迫下,叶黄素循环是黄瓜植株光合作用热耗散的主要途径.     

定向种植对夏玉米群体内光环境及叶片光合性能的影响

为改善玉米群体内光环境,进一步提高玉米单株光合能力以获得高产,本研究以郑单958为试验材料,通过设置种子定向入土方式,研究了定向有序种植条件下群体内光分布特征,以及单株玉米穗位叶花后光合性能,并借助快速叶绿素荧光动力学曲线分析了与叶片光合性能有密切联系的光系统Ⅱ(PSⅡ)的性能特征.结果表明:叶片不同朝向显著改变夏玉米群体内穗位叶处光合有效辐射截获量,朝南处理(S)平均比朝北处理(N)高271.8%.不同朝向的叶片对高光与弱光的利用能力差异显著,朝南处理饱和光强下净光合速率(Pn)显著升高,表明其高光强利用能力显著提升;而朝北处理(N)表观量子效率(α)则随生育期推进显著增加,有利于叶片适应长期弱光环境.生育前期朝南处理PSⅡ电子供体侧和受体侧性能显著提高,进而改善了PSⅡ反应中心性能(PIABS)和荧光光化学淬灭系数(ψo),电子在电子传递链中转移效率(φEo)的提高增强了电子由PSⅡ向光系统Ⅰ(PSⅠ)的传递性能.生育前期叶片性能呈现出朝南>朝东>朝西>朝北的趋势.但成熟末期朝南处理对强光的利用效率显著降低,朝北处理在生育后期表现出较强的弱光利用能力,表观量子效率显著升高,花后40dPn与PSⅡ性能均表现为朝北>朝西>朝东>朝南的趋势.总体上,朝南与朝东处理群体内光环境改善显著,群体穗位层截获光合有效辐射较多,光合能力和干物质生产能力增强,有利于夏玉米产量提高.     

高羊茅对高温的生理生态响应

分析了昼/夜38℃/30℃高温下2种高羊茅草坪草(凌志和交战Ⅱ)与狗牙根叶片的相对含水量、叶绿素含量、细胞膜脂过氧化、抗氧化系统以及光合作用等生理生态指标的变化.结果表明:随高温时间的延长,2种高羊茅的相对含水量、叶绿素含量、净光合速率和最大光能转化效率均呈降低趋势,而且凌志高羊茅的平均降幅小于交战Ⅱ高羊茅.经过9d的高温处理,凌志高羊茅叶片超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶的平均活性比交战Ⅱ高羊茅分别高19.7%、17.9%和17.7%,而凌志和交战Ⅱ高羊茅的净光合速率分别下降了60.7%和81.9%.与交战Ⅱ高羊茅相比,凌志高羊茅具有更高的光化学转换功能,有利于减轻高温对光合器官的损伤,使其保持较高的净光合速率.在整个高温处理过程中,狗牙根的各项生理生态指标随时间变化的差异不显著.狗牙根、凌志高羊茅和交战Ⅱ高羊茅对高温胁迫的适应能力由强到弱.     

高温对仁用杏光合特性及PSⅡ光化学活性的影响

为探讨高温胁迫下仁用杏叶片的光合适应机制,以科尔沁沙地生长的4年生'超仁'仁用杏为试材,设置环境温度为25℃、30℃、40℃和50℃处理,利用气体交换技术和快速叶绿素荧光诱导动力学曲线分析技术(JIP-test),研究了仁用杏叶片光合特性和PSⅡ光化学活性.结果表明:在一定温度范围内,随着温度升高,仁用杏通过提高光合色素含量和比例来维持光能的吸收、传递和转换能力,从而保证光合机构正常运转;当高温超过叶片自身生理调节限度后,叶绿素发生分解、净光合速率(Pn)明显下降、胞间CO2浓度(Ci)上升,说明光合作用的下降是由叶肉因素造成的.温度40℃导致单位面积有活性反应中心数量(RC/CSo)显著下降;而50℃高温下荧光诱导曲线中K点(Wk)和J点(Vj)明显增加,高温对仁用杏叶片放氧复合体(OEC)、受体侧和PsⅡ反应中心造成了伤害.此外,50℃高温还导致初始荧光(Fo)显著升高,为对照的2.26倍,PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和光化学性能指数(PI/ABS)分别下降为对照的37.9%和10.3%.高温损害了PSⅡ供体侧和受体侧的功能,造成光合效率下降,这是高温胁迫对仁用杏叶片光合机构伤害的主要机制之一.     

Effects of Exogenous Putrescine on Chlorophyll Fluorescence Imaging and Heat Dissipation Capacity in Cucumber (Cucumis sativus L.) Under Salt Stress

The objective of this study was to identify the effects of exogenous putrescine on photosynthetic performance and heat dissipation capacity in cucumber seedlings under salt stress. The stress of 75 mM NaCl for 7 days caused a significant decrease in net photosynthetic rate (P _N ). The experiment employed a chlorophyll fluorescence imaging technique and demonstrated that the maximal quantum yield of photosystem II photochemistry (Fv/Fm) and the actual photochemical efficiency of photosystem II (ΦPSII) were reduced by salt stress. Moreover, salt stress markedly reduced the photochemical quenching coefficient (qP) and non-photochemical quenching coefficient (qN), and significantly increased non-regulated heat dissipation (ΦNO). However, stressed plants supplied with exogenous putrescine exhibited higher P _N and ΦPSII, which indicated that putrescine can alleviate the detrimental effects on photosynthesis induced by salt stress. Putrescine sprayed on stressed plants significantly enhanced the regulated energy dissipation (ΦNPQ) and decreased ΦNO. Application of exogenous putrescine also changed the levels of xanthophyll cycle components and further enhanced the de-epoxidation state of xanthophyll cycle pigments under salt stress. Under control conditions, putrescine exerted little influence on the photosynthetic parameters in cucumber leaves. In conclusion, the application of exogenous putrescine may improve the heat dissipation capacity by promoting the xanthophyll cycle to reduce the damage caused by excess excitation energy, thus enhancing the salt tolerance of cucumber seedlings.