光波动频率影响黄瓜幼苗光合作用的机制

自然条件下环境光强往往是波动的,但波动光变化频率影响植物光合作用的机制尚不清楚.为了探讨植物光合作用对波动光频率的响应及机制,本文以黄瓜为材料,对植物生长、叶绿素含量、气体交换、叶绿素荧光以及抗氧化酶进行了研究.结果显示,相对于弱光(T4),强光下(T1, T2和T3)黄瓜株高、生物量、叶面积和比叶重均明显较高,但波动频率增加(T2, T3)能够导致这些参数值降低.强光与弱光处理相比其叶绿素总量较低,且随着波动光频率的提高叶绿素含量轻微下降.强光下的光合速率和气孔导度均高于弱光,不过随着强光波动频率增加,两者呈下降趋势.荧光诱导动力学的结果显示,尽管各处理间光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学效率没有明显差异,但波动频率较大时黄瓜的PSⅡ的电子传递活性略有降低;而且增加强光波动频率还导致光系统Ⅱ天线转化效率(Fv′/Fm′)明显降低和非光化学猝灭(NPQ)大幅增加.此外,强光下黄瓜的酶促抗氧化系统的主要酶活性高于弱光,但波动光频率提高能够降低其活性.因此,提高波动光的频率不仅导致黄瓜光合能力下降,还导致其主要抗氧化酶的活性降低,所以增强的热耗散可能是其应对波动光下过剩激发能的重要机制.此外,本文还对黄瓜适应波动强光和稳态强光的差异进行了讨论.