溫室不同黃瓜幼苗葉綠素熒光參數和葉綠素相對含量的變化

朱進

（長江大學園藝園林學院，湖北荊州，434025）

黃瓜（Cucumis sativusL.）是設施栽培的主要蔬菜種類之一，研究其在設施內的光合作用對于實現黃瓜的穩產高產具有重要的現實意義。葉綠素熒光是光合作用的探針，通過對葉綠素熒光猝滅的分析，可以了解植物葉片對光能的吸收和利用[1，2]。本研究以生產上主栽的2個黃瓜品種為材料，對溫室黃瓜幼苗白天的葉綠素含量和葉綠素熒光參數進行了活體測定，旨在探明溫室黃瓜幼苗的光合機制，為提高溫室黃瓜產量提供理論參考。

1 材料與方法

試驗用黃瓜品種為津優3號和津春2號，均由天津市黃瓜研究所提供。試驗于2011年在長江大學連棟溫室內進行，種子浸種催芽后播于裝有蛭石:草炭（體積比）1∶2的50孔穴盤中育苗。當第1片真葉顯露后，采用英國Hansatech公司生產的FMS2型便攜式熒光儀，參照周艷虹等[3]方法測定上述品種相同部位葉片的葉綠素熒光參數：光適應下打開內源光化光（600 μmol·m-2·s-1），測定 PSⅡ電子傳遞量子效率ΦPSⅡ、光化學淬滅系數qP；暗適應30 min后先照射檢測光（<0.05 μmol·m-2·s-1），測定初始熒光 Fo，再照射飽和脈沖光（12 000 μmol·m-2·s-1），測定PSⅡ最大光化學量子效率Fv/Fm。同時，采用SPAD-502葉綠素儀測定相同葉片相同部位的葉綠素相對含量，即SPAD值。從9：30開始，每隔1 h測定1次，每次每個品種測定10株，17：30測定結束。

用Excel 2003軟件對數據進行計算和作圖，用SAS 8.1軟件進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 初始熒光 （Fo）和PSⅡ最大光化學量子效率（Fv/Fm）

從圖1可知，津優3號上午的初始熒光（Fo）上下波動，津春2號上午的初始熒光（Fo）變化相對平穩，測定時間內2個黃瓜品種的初始熒光（Fo）變化趨勢大致一致。2個品種的PSⅡ最大光化學效率（Fv/Fm）變化趨勢較一致，均是先逐漸下降，到14：30達到最低值，后又逐漸升高，但各測定時間津優3號的PSⅡ最大光化學效率（Fv/Fm）均小于津春2號的。

2.2 PSⅡ電子傳遞量子效率（ΦPSⅡ）和光化學淬滅系數（qP）

從圖2可知，津優3號的PSⅡ電子傳遞量子效率（ΦPSⅡ）和光化學淬滅系數（qP）在測定時間內變化均較平緩，基本上保持在同一水平上；津春2號的PSⅡ電子傳遞量子效率（ΦPSⅡ）和光化學淬滅系數（qP）在11：30顯著降低，其他測定時間與津優3號基本一致。

圖1 不同時間2個黃瓜品種的初始熒光（Fo）和PSⅡ最大光化學量子效率（Fv/Fm）

圖2 不同時間2個黃瓜品種的PSⅡ電子傳遞量子效率（ΦPSⅡ）和光化學淬滅系數（qP）

2.3 葉綠素相對含量（SPAD值）

從圖3中可以看出，津優3號和津春2號的葉綠素相對含量（SPAD值）在測定時間內變化趨勢相當一致，且各測定時間內的葉綠素相對含量基本相同。隨著時間的推移，上午葉綠素相對含量逐漸降低，到12：30達到最低，后又迅速升高，到13：30就恢復到9：30的水平，以后葉綠素相對含量基本保持不變。

3 結論與討論

初始熒光Fo的大小取決于PSⅡ天線色素內的最初光子密度、天線色素之間以及天線色素到PSⅡ反應中心的激發能傳遞有關的結構狀態，非光化學能耗散可以使Fo降低[4]，PSⅡ反應中心光化學傷害可使Fo升高[5]，Fo不變表明光合作用光系統的潛在狀態轉換能力未受到顯著影響[6]。本試驗中，2個黃瓜品種的初始熒光 （Fo）在15：30均顯著降低，說明此刻2個黃瓜品種的PSⅡ系統熱耗散提高,但其他時刻均能保持一致的水平，說明在這些時刻PSⅡ潛在狀態轉換能力未受到顯著影響。

PSⅡ最大光化學效率Fv/Fm代表PSⅡ原初光能轉化效率，其下降表明PSⅡ反應中心受到損傷，植物受到光抑制[5]。本試驗中，2個黃瓜品種的Fv/Fm值均逐漸下降，到14：30達到最低，后又逐漸升高。這是因為隨著時間的推移，光照逐漸增強，達到一定程度后就產生了光抑制，后光照逐漸減弱，不再產生光抑制。

光化學淬滅系數qP是對原初電子受體質體醌QA氧化態的一種量度，代表PSⅡ反應中心開放部分的比例，可以反映光合電子鏈的電子傳遞速率，qP較高說明光合電子傳遞的速率較快[5]。PSⅡ電子傳遞量子效率ΦPSⅡ反映了PSⅡ反應中心部分關閉情況下的實際光能捕獲效率，與碳同化反應的強度密切相關，ΦPSⅡ的降低將影響 ATP、NADPH等同化力的形成[4，5]。本試驗中，津優3號的光化學淬滅系數 （qP）和PSⅡ電子傳遞量子效率（ΦPSⅡ）基本保持不變，且qP值較大，說明津優3號的PSⅡ反應中心開放程度較高，光合電子傳遞的速率較快，ATP、NADPH等同化力的形成未受到影響。但津春2號的光化學淬滅系數（qP）和PSⅡ電子傳遞量子效率（ΦPSⅡ）在11：30顯著降低，說明此刻其PSⅡ反應中心開放程度較低，光合電子傳遞的速率較慢，ATP、NADPH等同化力的形成受到影響，產生了光抑制。

圖3 不同時間2個黃瓜品種的葉綠素相對含量

采用葉綠素儀快速、活體測定的葉綠素相對含量（SPAD值）與絕對含量顯著相關。本試驗中，2個黃瓜品種的SPAD值變化趨勢高度一致，上午，隨著光合作用的加強，葉綠素含量逐漸降低，下午又恢復到上午的水平。溫室內2個黃瓜品種的幼苗白天葉綠素熒光參數和葉綠素相對含量的變化規律基本相同。津春2號黃瓜苗中午出現了光抑制，但津優3號正常。

[1]Maxwell K,Johnson G N.Chlorophyll fluorescence－a practical guide[J].Journal of Experimental Botany,2000,51(345):659－668.

[2]Vicente O,Boscaiu M,Naranjo M A,et al.Responses to salt stress in the halophyte plantago crassifolia(plantaginaceae)[J].Journal of Arid Environments,2004,58:463－481.

[3]周艷虹，黃黎鋒，喻景權.持續低溫弱光對黃瓜葉片氣體交換、葉綠素熒光猝滅和吸收光能分配的影響[J].植物生理與分子生物學學報，2004，30（2）：153－160.

[4]魏國強，朱祝軍，方學智，等.NaCl脅迫對不同品種黃瓜幼苗生長、葉綠素熒光特性和活性氧代謝的影響[J].中國農業科學，2004，37（11）：1 754－1 759.

[5]史慶華，朱祝軍，Khalida Al-aghabary，等.等滲 Ca（NO3）2和NaCl脅迫對番茄光合作用的影響[J].植物營養與肥料學報，2004，10（2）：188－191.

[6]惠紅霞，許興，李守明.鹽脅迫抑制枸杞光合作用的可能機理[J].生態學雜志，2004，23（1）：5－9.