【摘要】：花生(Arachishypogaea)是世界重要的油料和經濟作物,在保障我國食用油安全方面具有舉足輕重的作用。低溫是限制花生地理分布和生產的主要環(huán)境因子之一。在北方春季的花生栽培中夜間遇到全天最低溫度,導致花生后續(xù)光合作用水平顯著降低,低夜溫脅迫后花生恢復生長緩慢甚至缺苗,嚴重影響花生產量與品質形成。光合作用是對低夜溫脅迫最為敏感的代謝過程之一,同時也是植物生長發(fā)育的基礎。因此,提高低夜溫脅迫下花生光合能力就成為理論研究和生產實踐中亟待解決的問題。本研究以冷敏感型花生品種"豐花一號"為試材,用前期試驗已篩選出的適宜濃度鈣及其抑制劑(EGTA、TFP)對花生冷適應性進行調控,主要研究低夜溫及其恢復過程中花生葉片PSII光抑制與光化學活性及花生葉片光能分配對鈣及其抑制劑的響應規(guī)律。主要研究結果如下:1.明確了外源施鈣預處理能夠提高低夜溫下花生的干物質積累,并對光合氣體交換參數(shù)進行調控。研究結果顯示,與對照(25/20℃)植株相比,低夜溫(25/10℃)處理阻礙了花生苗的正常生長,其根、莖、葉干物質的積累分別下降了 55.1%、18.4%、27.4%。同時低夜溫還引起了花生葉片氣孔導度(Gs)、蒸騰速率(Tr)、胞間二氧化碳濃度(Ci)以及水分利用率(WUE)的下降,同時氣孔限制值(Ls)上升,由于氣孔因素與非氣孔因素的共同影響最終導致凈光合速率(Pn)下降36.4%。外源施鈣預處理則不同程度的減輕了上述參數(shù)的變化,從而緩解了對光合速率的影響;噴施鈣離子螯合劑EGTA和CaM拮抗劑TFP后不同程度的加重了上述參數(shù)的變化,使得凈光合速率下降45.5%。2.明確了外源施鈣預處理能夠提高低夜溫下花生苗對礦質元素的吸收。研究結果發(fā)現(xiàn)低夜溫脅迫使得花生苗中N、P、K以及Mg2+、Ca2+的含量分別下降22.2%、40%、17.6%、1.6%、16%。而礦質元素含量的下降不同程度的限制了葉綠素的形成,從而影響植株光合作用。外源施鈣預處理緩解了低夜溫下植株對Ca2+的需求,促進了其它礦質元素的吸收,為光合色素的形成提供了充足的原料;而噴施EGTA和TFP在花生苗吸鈣受阻的同時降低了細胞中游離鈣的含量,加劇了低夜溫對植株吸收必需營養(yǎng)元素的影響。3.明確了外源施鈣預處理能夠平衡PSII與PSI之間激發(fā)能的分配。研究發(fā)現(xiàn)低夜溫脅迫影響了激發(fā)能在PSI與PSII之間的平衡分配,PSII激發(fā)能壓力(1-qP)、激發(fā)能分配系數(shù)(β)和雙光系統(tǒng)間激發(fā)能分配不平衡偏離系數(shù)(β/α-1)升高,最高升幅達到36.5%、12.6%、57%;PSI激發(fā)能分配系數(shù)(α)降低,最大降幅達到22.2%。葉片PSII天線色素所吸收的光能用于進行光化學反應(P)的份額降低,用于產生熱耗散(D)的份額升高。外源施鈣預處理使光能分配趨于平衡,并提升了P的量,增強了植株的光合作用;而噴施鈣離子抑制劑則加劇了光能分配的不均衡。4.明確了外源施鈣預處理能夠提高低夜溫下花生的光合活性。研究發(fā)現(xiàn)低夜溫脅迫明顯增強了環(huán)式電子傳遞速率,并且引起PSII最大光化學效率(Fv/Fm)、PSII實際光化學效率(ΦPSII)、PSII電子傳遞速率[ETR(Ⅱ)]以及光化學淬滅系數(shù)(qP)顯著下降,非光化學淬滅系數(shù)(NPQ)的顯著上升。同時調節(jié)性能量耗散的量子產量Y(NPQ)和非調節(jié)性能量耗散的量子產量Y(NO)同時上升,這說明低夜溫脅迫使光化學效率下降同時PSII反應中心活性降低。低溫同時誘發(fā)O-J-I-P曲線中I點的降低,由PSII流向PSI的電子速率降低,Y(ND)下降,PSI受體側受限引起Y(NA)上升。外源施鈣預處理不同程度的緩解了以上參數(shù)的變化程度,從而緩解了 PSII和PSI的光抑制;而噴施鈣離子抑制劑則誘發(fā)K點的出現(xiàn),同時J點升高,PSII供體側受體側同時受限,放氧復合體受損,QA流向QB的電子受阻,加劇了 PSII光合活性的下降,并對PSI造成了嚴重的損傷,且這一損傷在短期內未能修復。
【學位授予單位】：沈陽農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S565.2

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本文編號：2550793