【摘要】：花生(Arachishypogaea)是世界重要的油料和經(jīng)濟(jì)作物,在保障我國(guó)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(chǎn)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(dǎo)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(fù)生長(zhǎng)緩慢甚至缺苗,嚴(yán)重影響花生產(chǎn)量與品質(zhì)形成。光合作用是對(duì)低夜溫脅迫最為敏感的代謝過(guò)程之一,同時(shí)也是植物生長(zhǎng)發(fā)育的基礎(chǔ)。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(chǎn)實(shí)踐中亟待解決的問(wèn)題。本研究以冷敏感型花生品種"豐花一號(hào)"為試材,用前期試驗(yàn)已篩選出的適宜濃度鈣及其抑制劑(EGTA、TFP)對(duì)花生冷適應(yīng)性進(jìn)行調(diào)控,主要研究低夜溫及其恢復(fù)過(guò)程中花生葉片PSII光抑制與光化學(xué)活性及花生葉片光能分配對(duì)鈣及其抑制劑的響應(yīng)規(guī)律。主要研究結(jié)果如下:1.明確了外源施鈣預(yù)處理能夠提高低夜溫下花生的干物質(zhì)積累,并對(duì)光合氣體交換參數(shù)進(jìn)行調(diào)控。研究結(jié)果顯示,與對(duì)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(zhǎng),其根、莖、葉干物質(zhì)的積累分別下降了 55.1%、18.4%、27.4%。同時(shí)低夜溫還引起了花生葉片氣孔導(dǎo)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(shí)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(dǎo)致凈光合速率(Pn)下降36.4%。外源施鈣預(yù)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(duì)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(yù)處理能夠提高低夜溫下花生苗對(duì)礦質(zhì)元素的吸收。研究結(jié)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(zhì)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(yù)處理緩解了低夜溫下植株對(duì)Ca2+的需求,促進(jìn)了其它礦質(zhì)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(shí)降低了細(xì)胞中游離鈣的含量,加劇了低夜溫對(duì)植株吸收必需營(yíng)養(yǎng)元素的影響。3.明確了外源施鈣預(yù)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(dá)到36.5%、12.6%、57%;PSI激發(fā)能分配系數(shù)(α)降低,最大降幅達(dá)到22.2%。葉片PSII天線色素所吸收的光能用于進(jìn)行光化學(xué)反應(yīng)(P)的份額降低,用于產(chǎn)生熱耗散(D)的份額升高。外源施鈣預(yù)處理使光能分配趨于平衡,并提升了P的量,增強(qiáng)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(yù)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(qiáng)了環(huán)式電子傳遞速率,并且引起PSII最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)、PSII實(shí)際光化學(xué)效率(ΦPSII)、PSII電子傳遞速率[ETR(Ⅱ)]以及光化學(xué)淬滅系數(shù)(qP)顯著下降,非光化學(xué)淬滅系數(shù)(NPQ)的顯著上升。同時(shí)調(diào)節(jié)性能量耗散的量子產(chǎn)量Y(NPQ)和非調(diào)節(jié)性能量耗散的量子產(chǎn)量Y(NO)同時(shí)上升,這說(shuō)明低夜溫脅迫使光化學(xué)效率下降同時(shí)PSII反應(yīng)中心活性降低。低溫同時(shí)誘發(fā)O-J-I-P曲線中I點(diǎn)的降低,由PSII流向PSI的電子速率降低,Y(ND)下降,PSI受體側(cè)受限引起Y(NA)上升。外源施鈣預(yù)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(diǎn)的出現(xiàn),同時(shí)J點(diǎn)升高,PSII供體側(cè)受體側(cè)同時(shí)受限,放氧復(fù)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(duì)PSI造成了嚴(yán)重的損傷,且這一損傷在短期內(nèi)未能修復(fù)。
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S565.2

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