论文部分内容阅读
半夏(Pinellia ternata Berit.)忌旱怕涝,耐阴惧晒,在芒种夏至期间,由于高温和强光照,半夏的呼吸作用增强,物质的消耗超过光合积累,导致细胞原生质结构破坏;地上部分出现枯萎,俗称“倒苗”。半夏倒苗既是对不良环境条件的一种适应,也是一种有效的无性生殖方法。但就半夏生产而言,倒苗缩短了半夏的生长期,严重影响了半夏的产量。因而在半夏生产中,防倒苗是一项非常重要的增产措施。本文探讨高温胁迫下半夏倒苗过程中光合作用及叶绿素荧光特性的变化,从而为延缓半夏倒苗提供信息。在大田气温高于30℃时,研究0.1、0.5、1、2、4 mmol/L5种浓度水杨酸(SA)对高温胁迫下半夏植株光合作用和抗氧化系统的影响,筛选出最佳的SA浓度,同时在室内研究0.5mmol/LSA对37℃高温胁迫下半夏倒苗过程中光合作用和内源激素的变化。研究遮荫条件对半夏叶片光合作用和叶绿素荧光的影响,并研究了遮荫对半夏块茎鲜重及其内源激素的影响。 本试验得出如下结论: (1)随着高温胁迫时间的延长,半夏叶片叶绿素含量、Chla/Chlb比值、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、最大荧光产量(Fm)、光合电子传递量子效率(ФPSⅡ)、光系统Ⅱ的原初光能转换效率(Fv/Fm)、光化学淬灭系数(qP)下降,而胞间CO2浓度(Ci)、最小荧光产量(F0)、非光化学淬灭系数(NPQ)上升。 (2)与对照相比,用0.1～1mmol/LSA处理叶片,提高叶绿素含量和叶绿素a/b比值;提高半夏叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、原初光能转换效率(Fv/Fm)、光合电子传递量子效率(ФPSⅡ)、最大荧光(Fm)和光化学猝灭系数(qP),降低胞间CO2浓度(Ci)、初始荧光(Fo)及非光化学猝灭(NPQ)系数。上述结果说明,SA对高温胁迫下半夏叶片光合机构具有保护作用。以喷施SA浓度为0.5mmol/L的效果最佳。 (3)与对照相比,0.1～1.0mmol/L SA处理均可提高半夏植株的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和脯氨酸(Pro)含量,抑制膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)形成积累,以0.5 mmol/L SA处理效果最优。说明外源SA对高温胁迫下半夏植株抗氧化系统有重要调节作用,能提高半夏植株的抗热性。 (4)随着高温胁迫时间的延长,半夏出现倒苗现象,倒苗过程中半夏叶片和块茎中GA3、IAA、ZR含量逐渐下降,而ABA和JA显著上升。与对照相比,0.5mmol/L SA处理条件下半夏叶片中GA3、IAA、ZR含量高于同期对照,ABA和JA含量低于同期对照;块茎中ABA、IAA和JA的含量均降低。外源SA对高温胁迫下半夏内源激素有影响,一定浓度的SA延缓了半夏倒苗。 (5)0.5mmol/LSA溶液降低了半夏的倒苗率,抑制了半夏叶片叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、最小荧光产量(F0)、最大荧光产量(Fm)、光合电子传递量子效率(ФPSⅡ)、光系统Ⅱ的原初光能转换效率(Fv/Fm)、光化学淬灭系数(qP)的下降和Chla/Chlb比值、胞间CO2浓度(Ci)、最小荧光产量(F0)、非光化学淬灭系数(NPQ)的升高。因此,SA对高温胁迫下半夏叶片叶绿素含量、光合作用、叶绿素特性均有影响,对半夏叶片光合机构具有保护作用,从而延缓半夏的倒苗。 (6)遮荫处理后半夏块茎鲜重,内源赤霉素(GA3)、吲哚乙酸(IAA)和玉米素核苷(ZR)高于同期对照。而脱落酸(ABA)和茉莉酸(JA)含量低于同期对照。遮荫后生长促进类激素GA3、IAA和ZR与生长抑制类激素ABA和JA的比值GA3/ABA、IAA/ABA、ZR/ABA、GA3/JA、IAA/JA和ZR/JA均高于同期对照。说明遮荫促进GA3、IAA和ZR的合成,抑制ABA和JA的合成,从而促进半夏块茎的生长。 (7)随着遮荫程度增加,半夏株高、叶长、叶宽、叶面积以及比叶面积(SLA)不断增加。遮荫后叶绿素含量(Chl)增加,叶绿素a/b减小,但70％和90％遮荫处理之间没有显著差异。全光照和70％遮荫处理条件下,净光合速率(Pn)日变化呈双峰曲线,而90％处理条件下呈单峰曲线。与全光照相比,遮荫后叶片Pn、光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)下降,而表观量子效率(AQY)上升;光系统Ⅱ的实际量子产量(ФPSⅡ),初始荧光(Fo)和最大荧光(Fm),PSⅡ最大量子产量(Fv/Fm)和光化学猝灭系数(qP)增加,但非光化学猝灭系数(NPQ)降低。与对照相比,70％和90％遮荫条件下半夏株高、SLA、Chl、Pn、叶绿素荧光特征表现差异显著,为半夏生长发育提供较好的环境条件。