OT型雜交百合花蕾期葉綠素熒光特性研究

商靚婷 馮美玲 侯向飛 郭圣茂

摘 要：（目的）以3種OT型雜交百合為材料，探究不同栽培品種百合花蕾期的熒光特性，期望能為提高鮮切花百合的產品質量以及百合的栽培提供基礎性理論依據。（結果）最大光化學量子產量（Fv/Fm）、非光化學淬滅系數（NPQ，qN）存在顯著差異;木門、贊比西分別在初始熒光（Fo）和最大熒光（Fm）上表現出了顯著差異;其他熒光參數3者間均無顯著差異。（結論）本次試驗中選取的3個百合栽培品種在花蕾期的熒光特性存在的差異不顯著。

關鍵詞：百合;葉綠素熒光;花蕾期

中圖分類號：S567.239

文獻標識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20190930005

百合，是人們對百合科（?Liliaccae?）百合屬（?Lilium?）植物的總稱，具有觀賞、藥用、食用的價值。因其花大、花色豐富、且能夠長久持續供應，在鮮切花市場上的需求量較大。百合的栽培遍及全球，也是研究的熱點，對它的研究主要集中在育種、品種改良、優良品種的選育等方面，對其生理的研究較少。現有的文獻資料表明：不同種百合的光合作用能力存在較大差異[3]，光照、水分均可對百合的生長產生顯著的影響[1，2];其中OT型雜交百合[3]具有較好的生長力和抗性，有較明顯的栽培優勢。

開花是植物生長發育的一個重要時期，百合作為一種頗受人們喜愛的鮮切花材料，開花前的栽培措施尤為重要。本次研究隨機選取了花期相近的OT型雜交百合的3個栽培品種，希望通過對其花蕾期的葉綠素熒光特性的研究分析來探知在花蕾期這一時期不同栽培品種的異同。為百合的栽培提供基礎性理論依據，在栽培措施上提高鮮切花百合的產品質量。

1?材料與方法

1.1?試驗材料

在滿足測量要求的條件下，隨機選取三個OT型雜交百合的栽培品種：“紅色宮殿”“木門”“贊比西”，選擇生長優良，無病蟲害的健壯植株為測量株。3個品種均栽培于江西農業大學花卉盆景基地，光照、水分充足。

1.2?試驗方法

在3種百合的花蕾期，選擇晴天的上午，測量相同部位葉片的葉綠素熒光參數。葉綠素熒光誘導動力學參數的測定：每種百合隨機選擇3株，選東西南北4個不同方向未被其他葉片遮蓋的、位于植株中上部的3個葉片，用暗適應葉夾固定葉片，讓葉片充分暗適應后進行測量，暗適應時間不少于20min。使用的儀器是德國WALZ公司生產的PAM-2500，可以同步測得初始熒光Fo、最大熒光Fm、PSⅡ最大光化學量子產量Fv/Fm、PSⅡ實際光化學量子產量Y（Ⅱ）等值。重復3次。

1.3?數據處理

用SPSS 17.0以及Excel 2007對試驗數據進行差異性分析處理并作圖。

Fv/Fm =（Fm - Fo）/Fm

Y（Ⅱ）=（Fm - F）/Fm或 Δ F/Fm

2?結果與分析

2.1?3個百合品種的Fo、Fm以及Fv/Fm

研究結果經統計后如表所示，3者的Fo、Fm均在0.300～0.330、1.240～1.350之間，紅色宮殿與贊比西分別是最高的Fo，0.327，和最高的Fm，1.344。3個供試品種的PSⅡ最大光化學量子產量Fv/Fm大小相近，無顯著差異，即3個供試品種的PSⅡ轉化吸收光為化學能的效率相近。但是“紅色宮殿”的Fv/Fm值已經略低于正常值范圍，說明該品種在該環境下植株體內的光合結構已經有一定的損傷。3個品種的Fo、Fm和Fv/Fm值的測量結果說明不同的栽培品種在相同環境下的響應比較一致，高溫高光環境對該3個供試品種的光合作用有一定的抑制。

2.2?3個百合品種的熒光淬滅

研究結果顯示3者的非熒光淬滅系數NPQ均在1.89～2.14之間，qN則是在0.78～0.82之間，其中紅色宮殿最高，高出3%～11.4%。而熒光淬滅系數qP則是木門最高，達到了0.183，高出其余兩者10.8%。本次試驗中“紅色宮殿”表現出相對較高的由熱耗散引起的熒光淬滅，即該階段“紅色宮殿”通過熱耗散來消耗過剩光能的能力較高;而木門的NPQ、qN相對較低，但是qP較高，說明“木門”是3個栽培品種中光能利用率是相對較高的。

2.3?三種百合的實際PS II效率

圖1中左圖顯示的是PSⅡ的實際光量子產量Y（Ⅱ）隨著有效光合輻射PAR變化的趨勢。可以看出3種百合的趨勢相同，且在PAR為0μ moL·m-2·s-1時3者的實際光量子產量都在0.75左右，0～2000μ moL·m-2·s-的過程為Y（Ⅱ）的急速下降階段，2000～4000μmoL·m-2·s-1的過程中Y（Ⅱ）下降速度減慢并開始趨于穩定，且最終穩定在0.1左右。3者之間的差異不顯著，其中“木門”的Y（Ⅱ）為0.09，高于另兩者11.2%。

圖1里的右圖是不同品種的百合的實際光電子傳遞速率，隨著PAR的增加的變化，在PAR達到2000μmoL·m-2·s-1時開始趨于穩定。與Y（Ⅱ）結果相似，“木門”的ETR為77，高于另兩者11%，且3者之間存在較明顯的大小關系，木門>紅色宮殿>贊比西。

Y（Ⅱ）與ETR均表明在本次隨機選取到的3種百合中，“木門”的實際PSⅡ的光合效率是最高的，但3者之間的差異未達到顯著水平。說明在花蕾期同一雜交類型的百合存在光合能力不一，但不顯著。

2.4?各熒光參數之間的相關性分析

通過相關性分析可知，Y（Ⅱ）與ETR、qP兩者間存在正相關關系，且相關性較高，相關系數為0.807和0.948;ETR與qP的相關系數為0.765，較高的正相關關系;qP與qN、NPQ之間存在負相關關系，其相關性系數都-0.950以上，達到了-0.974、-0.963;其中Fv/Fm與其余各參數的相關性，qN、NPQ與ETR之間的相關性較其他幾組要弱。

3?結論與討論

在植物的生長過程中，外界環境的變化對光合生理有著直接間接的影響。本次試驗主要針對花蕾期的百合進行熒光的測定以探究開花前期百合的熒光特性。葉綠素熒光技術在測定光合作用過程中PSⅡ對光能的吸收、傳遞、耗散、分配等具有特殊的作用[4]，是一種可以進行快速、無損傷測量的內在探針，能及時有效的反應出光合作用過程的變化[5]。

Fv/Fm是人們常用來判斷植物是否處于脅迫狀態的一個指標，本次研究結果表明了3個供試品種的Fv/Fm比較一致，接近于該值正常水平的最低值，說明此時的植物處于脅迫的臨界值，外界的光強和溫度可能對3個供試品種產生了不同程度的脅迫。本次試驗是在露地栽培的條件下進行的，在同等測試光強度下，3個供試品種的qP、Y（Ⅱ）、ETR等有大有小，但無顯著差異，這一結果與智永祺[6]等人對東方百合不同品種的光合特性研究的結果較為一致。NPQ是反映的非光化學淬滅部分的光能，以熱耗散形式將吸收的過多的能量排出體外，體現的是植物體的自我保護機制[7]。3個供試品種的NPQ表現出了一定的差異性，花蕾期“紅色宮殿”的NPQ顯著高于另外2個品種，說明在該時期這一品種處于不利環境時，通過熱耗散將過多的光能消耗掉，來保護光合結構，以適應高強度光照環境。這與劉落魚[8]在不同品種茶花葉片的葉綠素熒光特性上的結果相類似。

綜合研究結果可以得出，相同雜交型的百合在相同的環境條件下熒光特性存在不同，但未達到顯著水平。本次供試的3個栽培品種中，“木門”具有較高的Fv/Fm、qP、Y（Ⅱ）、ETR和較低的NPQ、qN，即花蕾期的“木門”在高強度光照條件下能保持較高的光合速率，相對于其余2個品種來說。“紅色宮殿”的Fm、Fv/Fm、qP、Y（Ⅱ）、ETR等都比較低，NPQ、qN、Fo較高，即在花蕾期“紅色宮殿”需要的光照強度要略低于其余兩者。在花蕾期進行適當的遮陰可以提高光合作用，促進有機物的積累。

由于本次試驗是在相同的露地環境條件下進行的，影響植物光合作用的有光強、溫度、水分、土壤肥力等諸多因素，且缺乏周期性、系統性的研究。此后還需要進一步開展整個花期百合的光合特性以及不同的水肥條件、光照條件等對百合開花質量和產量影響的研究。

參考文獻

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[3]羅建讓，Jaap V T，梁振旭.東方百合×喇叭百合雜種配子的育性[J].福建農林大學學報（自然科學版），2015，44（6）：601-605.

[4]張守仁.葉綠素熒光動力學參數的意義及討論[J].植物學通報，1999（04）：444-448.

[5]尤鑫，龔吉蕊.葉綠素熒光動力學參數的意義及實例辨析[J].西部林業科學，2012，41（05）：90-94.

[6]智永祺，韓福貴，盧珍紅，等.3個百合品種光合特征的比較研究[J].江西農業大學學報，2018，40（05）：979-987.

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[8]劉落魚，佘漢基，周彤彤，等.10種茶花葉片的光合和熒光特性[J].經濟林研究，2018，36（04）：145-149.