温室不同黄瓜幼苗叶绿素荧光参数和叶绿素相对含量的变化

朱进

（长江大学园艺园林学院，湖北荆州，434025）

黄瓜（Cucumis sativusL.）是设施栽培的主要蔬菜种类之一，研究其在设施内的光合作用对于实现黄瓜的稳产高产具有重要的现实意义。叶绿素荧光是光合作用的探针，通过对叶绿素荧光猝灭的分析，可以了解植物叶片对光能的吸收和利用[1，2]。本研究以生产上主栽的2个黄瓜品种为材料，对温室黄瓜幼苗白天的叶绿素含量和叶绿素荧光参数进行了活体测定，旨在探明温室黄瓜幼苗的光合机制，为提高温室黄瓜产量提供理论参考。

1 材料与方法

试验用黄瓜品种为津优3号和津春2号，均由天津市黄瓜研究所提供。试验于2011年在长江大学连栋温室内进行，种子浸种催芽后播于装有蛭石:草炭（体积比）1∶2的50孔穴盘中育苗。当第1片真叶显露后，采用英国Hansatech公司生产的FMS2型便携式荧光仪，参照周艳虹等[3]方法测定上述品种相同部位叶片的叶绿素荧光参数：光适应下打开内源光化光（600 μmol·m-2·s-1），测定 PSⅡ电子传递量子效率ΦPSⅡ、光化学淬灭系数qP；暗适应30 min后先照射检测光（<0.05 μmol·m-2·s-1），测定初始荧光 Fo，再照射饱和脉冲光（12 000 μmol·m-2·s-1），测定PSⅡ最大光化学量子效率Fv/Fm。同时，采用SPAD-502叶绿素仪测定相同叶片相同部位的叶绿素相对含量，即SPAD值。从9：30开始，每隔1 h测定1次，每次每个品种测定10株，17：30测定结束。

用Excel 2003软件对数据进行计算和作图，用SAS 8.1软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 初始荧光 （Fo）和PSⅡ最大光化学量子效率（Fv/Fm）

从图1可知，津优3号上午的初始荧光（Fo）上下波动，津春2号上午的初始荧光（Fo）变化相对平稳，测定时间内2个黄瓜品种的初始荧光（Fo）变化趋势大致一致。2个品种的PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）变化趋势较一致，均是先逐渐下降，到14：30达到最低值，后又逐渐升高，但各测定时间津优3号的PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）均小于津春2号的。

2.2 PSⅡ电子传递量子效率（ΦPSⅡ）和光化学淬灭系数（qP）

从图2可知，津优3号的PSⅡ电子传递量子效率（ΦPSⅡ）和光化学淬灭系数（qP）在测定时间内变化均较平缓，基本上保持在同一水平上；津春2号的PSⅡ电子传递量子效率（ΦPSⅡ）和光化学淬灭系数（qP）在11：30显著降低，其他测定时间与津优3号基本一致。

图1 不同时间2个黄瓜品种的初始荧光（Fo）和PSⅡ最大光化学量子效率（Fv/Fm）

图2 不同时间2个黄瓜品种的PSⅡ电子传递量子效率（ΦPSⅡ）和光化学淬灭系数（qP）

2.3 叶绿素相对含量（SPAD值）

从图3中可以看出，津优3号和津春2号的叶绿素相对含量（SPAD值）在测定时间内变化趋势相当一致，且各测定时间内的叶绿素相对含量基本相同。随着时间的推移，上午叶绿素相对含量逐渐降低，到12：30达到最低，后又迅速升高，到13：30就恢复到9：30的水平，以后叶绿素相对含量基本保持不变。

3 结论与讨论

初始荧光Fo的大小取决于PSⅡ天线色素内的最初光子密度、天线色素之间以及天线色素到PSⅡ反应中心的激发能传递有关的结构状态，非光化学能耗散可以使Fo降低[4]，PSⅡ反应中心光化学伤害可使Fo升高[5]，Fo不变表明光合作用光系统的潜在状态转换能力未受到显著影响[6]。本试验中，2个黄瓜品种的初始荧光 （Fo）在15：30均显著降低，说明此刻2个黄瓜品种的PSⅡ系统热耗散提高,但其他时刻均能保持一致的水平，说明在这些时刻PSⅡ潜在状态转换能力未受到显著影响。

PSⅡ最大光化学效率Fv/Fm代表PSⅡ原初光能转化效率，其下降表明PSⅡ反应中心受到损伤，植物受到光抑制[5]。本试验中，2个黄瓜品种的Fv/Fm值均逐渐下降，到14：30达到最低，后又逐渐升高。这是因为随着时间的推移，光照逐渐增强，达到一定程度后就产生了光抑制，后光照逐渐减弱，不再产生光抑制。

光化学淬灭系数qP是对原初电子受体质体醌QA氧化态的一种量度，代表PSⅡ反应中心开放部分的比例，可以反映光合电子链的电子传递速率，qP较高说明光合电子传递的速率较快[5]。PSⅡ电子传递量子效率ΦPSⅡ反映了PSⅡ反应中心部分关闭情况下的实际光能捕获效率，与碳同化反应的强度密切相关，ΦPSⅡ的降低将影响 ATP、NADPH等同化力的形成[4，5]。本试验中，津优3号的光化学淬灭系数 （qP）和PSⅡ电子传递量子效率（ΦPSⅡ）基本保持不变，且qP值较大，说明津优3号的PSⅡ反应中心开放程度较高，光合电子传递的速率较快，ATP、NADPH等同化力的形成未受到影响。但津春2号的光化学淬灭系数（qP）和PSⅡ电子传递量子效率（ΦPSⅡ）在11：30显著降低，说明此刻其PSⅡ反应中心开放程度较低，光合电子传递的速率较慢，ATP、NADPH等同化力的形成受到影响，产生了光抑制。

图3 不同时间2个黄瓜品种的叶绿素相对含量

采用叶绿素仪快速、活体测定的叶绿素相对含量（SPAD值）与绝对含量显著相关。本试验中，2个黄瓜品种的SPAD值变化趋势高度一致，上午，随着光合作用的加强，叶绿素含量逐渐降低，下午又恢复到上午的水平。温室内2个黄瓜品种的幼苗白天叶绿素荧光参数和叶绿素相对含量的变化规律基本相同。津春2号黄瓜苗中午出现了光抑制，但津优3号正常。

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