缺镁胁迫对红叶石楠叶绿素荧光参数的影响
2022-06-09
红叶石楠（Photiniafraseri）又名火焰红、千年红，为蔷薇科石楠属杂交种的统称，常绿灌木至小乔木。因其新梢和嫩叶鲜红而得名。春季新叶红艳，夏季转绿，秋、冬、春三季呈现红色，景观效果美丽，适宜地区：华北大部、华东、华南及西南各省区[1-2]。
镁除了是叶绿素的重要组分外，它对光合膜的垛叠、激发能在2个光系统之间的分配、光合电子传递速率、叶绿素荧光、原初光能转换效率以及一系列光合碳代谢等重要生理过程都有明显的影响[3]。本文以2种红叶石楠（红罗宾和红唇）为材料，测定在不同施镁水平下其叶片的叶绿素荧光参数，探讨缺镁胁迫对红叶石楠光能转化和利用的影响，以期为镁元素在红叶石楠栽培中的作用研究提供理论基础和实践依据。
1材料与方法
1.1实验材料供试材料为安庆师范学院生物园内种植的红叶石楠（红罗宾和红唇）。
1.2材料处理将2种红叶石楠的驯化期组培苗出瓶移植进行水培处理，自然光照。营养液采用Hoagland基础配方，通过设置Hoagland完全营养液与缺镁营养液2种培养处理，各处理重复3次，随机排列。隔6d换浇一次营养液，待红叶石楠新发红叶后进行叶绿素荧光测定。
1.3测定项目测定2种红叶石楠的老绿叶（以下称"绿叶"）和新发红叶（以下称"红叶"）的叶绿素a（chla）荧光参数，每个处理选生长整齐一致的3株。
叶绿素a荧光参数采用德国WALZ公司生产的PAM-2100便携式脉冲可调制式荧光测定仪测定，充分暗适应后叶片的荧光诱导动力学参数：暗适应后的初始荧光（Fo）、最大荧光（Fm）和PSⅡ最大量子产额（Fv/Fm）；日常光照条件下的电子传递效率（ETR）、非光化学猝灭系数qN和光适应下PSⅡ的实际光化学效率ΦPSⅡ。测定条件为：暗适应40min后测定，日常光照选择晴天的9：00～11：00，大气CO2浓度390±25μmol/mol左右，光合有效辐射1100±50μmolphoton·m-2·s-1，温度26±3℃[4]。
2结果与分析
2.1缺镁胁迫对红叶石楠叶片叶绿素荧光参数Fo的影响缺镁处理下，暗适应叶片的叶绿素荧光参数Fo有明显升高，且对2种红叶石楠新老叶片的叶绿素荧光参数Fo影响一致。Fo的升高一般认为与PSⅡ反应中心的D1蛋白的失活或降解有关。缺镁处理后，绿叶的叶绿素荧光参数Fo与红叶变化趋势相同，但绿叶上升趋势较为显著，说明红叶受缺镁胁迫的影响较小。
表1缺镁胁迫对红叶石楠叶片叶绿素荧光参数Fo的影响
[品种＼&处理＼&绿叶＼&红叶＼&红罗宾＼&-P
+P
-P/+P＼&210.84
170.45
1.23＼&194.52
186.23
1.04＼&红唇＼&-P
+P
-P/+P＼&219.03
173.33
1.26＼&192.45
185.71
1.04＼&]
2.2缺镁胁迫对红叶石楠叶片叶绿素荧光参数Fm的影响叶绿素最大荧光Fm的大小直接反映光反应阶段通过PSⅡ的电子传递情况，缺镁处理使暗适应下2种红叶石楠新老叶片的叶绿素荧光参数Fm均有明显下降，而在2种红叶石楠中绿叶的下降幅度均比红叶显著，表明缺镁胁迫对绿叶光系统电子传递效率的影响更为明显。
表2缺镁胁迫对红叶石楠叶片叶绿素荧光参数Fm的影响
[品种＼&处理＼&绿叶＼&红叶＼&红罗宾＼&-P
+P
-P/+P＼&477.34
522.11
0.91＼&457.02
515.61
0.89＼&红唇＼&-P
+P
-P/+P＼&470.08
519.49
0.90＼&453.30
520.05
0.87＼&]
2.3缺镁胁迫对红叶石楠叶片叶绿素荧光参数Fv/Fm的影响缺镁处理使2种红叶石楠新老叶片叶绿素荧光参数Fv/Fm下降，Fv/Fm常用于度量PSⅡ的潜在活性，反映了当所有的光系统Ⅱ反应中心均处于开放态时的量子产量。缺镁处理下Fv/Fm的下降表明缺镁胁迫下PSⅡ的潜在活性和原初光能转换效率减弱。同一处理下同种红叶石楠的红叶与绿叶中Fv/Fm变化差异不显著，缺镁胁迫对新老叶片Fv/Fm的影响较为接近。
镁除了是叶绿素的重要组分外，它对光合膜的垛叠、激发能在2个光系统之间的分配、光合电子传递速率、叶绿素荧光、原初光能转换效率以及一系列光合碳代谢等重要生理过程都有明显的影响[3]。本文以2种红叶石楠（红罗宾和红唇）为材料，测定在不同施镁水平下其叶片的叶绿素荧光参数，探讨缺镁胁迫对红叶石楠光能转化和利用的影响，以期为镁元素在红叶石楠栽培中的作用研究提供理论基础和实践依据。
1材料与方法
1.1实验材料供试材料为安庆师范学院生物园内种植的红叶石楠（红罗宾和红唇）。
1.2材料处理将2种红叶石楠的驯化期组培苗出瓶移植进行水培处理，自然光照。营养液采用Hoagland基础配方，通过设置Hoagland完全营养液与缺镁营养液2种培养处理，各处理重复3次，随机排列。隔6d换浇一次营养液，待红叶石楠新发红叶后进行叶绿素荧光测定。
1.3测定项目测定2种红叶石楠的老绿叶（以下称"绿叶"）和新发红叶（以下称"红叶"）的叶绿素a（chla）荧光参数，每个处理选生长整齐一致的3株。
叶绿素a荧光参数采用德国WALZ公司生产的PAM-2100便携式脉冲可调制式荧光测定仪测定，充分暗适应后叶片的荧光诱导动力学参数：暗适应后的初始荧光（Fo）、最大荧光（Fm）和PSⅡ最大量子产额（Fv/Fm）；日常光照条件下的电子传递效率（ETR）、非光化学猝灭系数qN和光适应下PSⅡ的实际光化学效率ΦPSⅡ。测定条件为：暗适应40min后测定，日常光照选择晴天的9：00～11：00，大气CO2浓度390±25μmol/mol左右，光合有效辐射1100±50μmolphoton·m-2·s-1，温度26±3℃[4]。
2结果与分析
2.1缺镁胁迫对红叶石楠叶片叶绿素荧光参数Fo的影响缺镁处理下，暗适应叶片的叶绿素荧光参数Fo有明显升高，且对2种红叶石楠新老叶片的叶绿素荧光参数Fo影响一致。Fo的升高一般认为与PSⅡ反应中心的D1蛋白的失活或降解有关。缺镁处理后，绿叶的叶绿素荧光参数Fo与红叶变化趋势相同，但绿叶上升趋势较为显著，说明红叶受缺镁胁迫的影响较小。
表1缺镁胁迫对红叶石楠叶片叶绿素荧光参数Fo的影响
[品种＼&处理＼&绿叶＼&红叶＼&红罗宾＼&-P
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-P/+P＼&210.84
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1.04＼&红唇＼&-P
+P
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1.04＼&]
2.2缺镁胁迫对红叶石楠叶片叶绿素荧光参数Fm的影响叶绿素最大荧光Fm的大小直接反映光反应阶段通过PSⅡ的电子传递情况，缺镁处理使暗适应下2种红叶石楠新老叶片的叶绿素荧光参数Fm均有明显下降，而在2种红叶石楠中绿叶的下降幅度均比红叶显著，表明缺镁胁迫对绿叶光系统电子传递效率的影响更为明显。
表2缺镁胁迫对红叶石楠叶片叶绿素荧光参数Fm的影响
[品种＼&处理＼&绿叶＼&红叶＼&红罗宾＼&-P
+P
-P/+P＼&477.34
522.11
0.91＼&457.02
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+P
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519.49
0.90＼&453.30
520.05
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2.3缺镁胁迫对红叶石楠叶片叶绿素荧光参数Fv/Fm的影响缺镁处理使2种红叶石楠新老叶片叶绿素荧光参数Fv/Fm下降，Fv/Fm常用于度量PSⅡ的潜在活性，反映了当所有的光系统Ⅱ反应中心均处于开放态时的量子产量。缺镁处理下Fv/Fm的下降表明缺镁胁迫下PSⅡ的潜在活性和原初光能转换效率减弱。同一处理下同种红叶石楠的红叶与绿叶中Fv/Fm变化差异不显著，缺镁胁迫对新老叶片Fv/Fm的影响较为接近。