一串红荧光参数日变化

摘要：利用叶绿素荧光仪对一串红（Salvia splendens）荧光参数日变化进行研究，结果表明，07：00—13：00一串红叶片叶绿素PSⅡ的最大光化学量子产量总体呈现下降趋势，13：00—16：00总体呈上升趋势，之后迅速下降，17：00—19：00变化较小。一串红PSⅡ潜在活性与PSⅡ最大光化学量子产量Fv/Fm日变化趋势相同。一串红叶片叶绿素PSⅡ中处于开放状态的反应中心随时间的变化而变化，总体呈“升—降—升—降—升”趋势。一串红相对光合电子传递速率日变化与PSⅡ有效量子产量日变化趋势一致。

关键词：一串红；荧光参数；日变化

中图分类号： S681.401文献标志码： A文章编号：1002-1302（2014）06-0216-02

收稿日期：2013-09-23

作者简介：李德燕（1978—），女，贵州福泉人，博士研究生，讲师，从事植物生理及生物技术研究。E-mail：lideyan1234@163.com。一串红（Salvia splendens）属唇形科鼠尾草属多年生草本植物，原产于巴西，别称爆竹红、炮仗红等，其花序修长、色泽鲜艳、花期长、适应性强，是我国园林中普遍栽培的草本花卉。一串红轮伞状总状花序着生枝顶，花色有红色、白色、粉色、紫色等，花期7月至霜降，可栽于花坛、花境或组合花丛，也可植成花带，还可作盆栽观赏。前人对一串红的研究主要集中在品种资源[1]、引种[2]、施肥[3-4]、基质[5-6]、花期调控[7]等方面，有关一串红叶绿素荧光参数变化反应机理的研究尚未见报道。笔者对一串红叶绿体荧光参数日变化进行研究，旨为栽培应用一串红资源提供依据。

1材料与方法

1.1材料

选取生长健壮、含苞未放的盆栽一串红品种展望为材料。

1.2方法

试验于2013年9月15日（晴天，19～29 ℃）进行，选取植株中上部发育正常、生长基本一致、无病虫害的一串红南向叶片，利用基础型调制荧光仪Junior-PAM （德国WALZ公司）测定最大荧光Fm、初始荧光F0、可变荧光Fv （Fv=Fm-Fo）、表观光合电子传递速率、有效量子产量ΦPSⅡ、PSⅡ 最大光化学量子产量（即最大光化学活性） Fv/Fm、PSⅡ潜在活性Fv/Fo、光化学淬灭系数qP、非光化学淬灭系数qN等各项指标。其中测定Fo、Fm、Fv/Fm前将叶片暗适应20 min。每个指标重复测定3株，每株固定1个叶片。

1.3数据分析

采用Excel 、 SPSS 17. 0 统计软件分析数据。

2结果与分析

2.1PSⅡ最大光化学量子产量日变化

PSⅡ 的最大光化学量子产量（Fv/Fm）反映了PSⅡ 将吸收的光能转化成化学能的效率，该值越大表明植物将吸收的光能转化为化学能的能力越强，为光合碳同化提供能量及还原力的能力越强。从图1可以看出，07：00—13：00一串红叶片叶绿素PSⅡ的最大光化学量子产量总体呈现下降趋势，13：00—16：00 总体呈上升趋势，之后迅速下降，17：00—19：00 间变化较小。

2.2PSⅡ潜在活性日变化

PSⅡ潜在活性Fv/Fo 反映了植株PSⅡ的电子传递情况，该值越大表明PSⅡ电子传递能力越强，一般与Fv/Fm变化趋势相同。由图2可知，一串红PSⅡ潜在活性与PSⅡ最大光化学量子产量Fv/Fm日变化趋势相同，PSⅡ潜在活性在13：00最低，表明此时PSⅡ的电子传递能力最弱，16：00出现波峰，表明15：00—17：00 PSⅡ电子传递能力先增加后降低。

2.3荧光光化学淬灭系数日变化

光化学淬灭系数表示植物叶绿素PSⅡ中处于开放状态的反应中心所占的比例，反映原初电子受体的氧化性，该值越大表明电子传递活性越大。从图3可知，一串红叶片叶绿素PSⅡ中处于开放状态的反应中心随时间的变化而变化，总体呈“升—降—升—降—升”趋势，分别在11：00、16：00各出现1次低谷。

2.4非光化学淬灭系数日变化

非光化学淬灭系数qN是指PSⅡ处调节性能量耗散的量子产量，是光保护的重要指标。若qN值较高，一方面表明植物接受的光强过剩，另一方面表明植物可以通过调节（如将过剩光能耗散为热）来保护自身。从图4可以看出，07：00—09：00一串红qN值迅速降低，说明此过程中一串红对光的利用率不断提高；09：00—11：00一串红qN值不断升高，说明此时随着光强不断升高，一串红接受的光强过剩；11：00—17：00 一串红qN值总体呈现下降趋势；15：00出现1个小高峰后迅速下降；16：00—19：00一串红qN值几乎无变化。

2.5PSⅡ有效量子产量及相对电子传递速率日变化

ΦPSⅡ反映叶片有效光能转化效率，该值越高说明植株对光的利用率越高，原初光能捕获效率越高，为光合碳同化提供的还原力越充足。ETR值大小反映PSⅡ利用光能能力强弱，其值越大表明植株利用光能的能力越强。 一串红相对光合电子传递速率（ETR）日变化与PSⅡ有效量子产量日变化趋势一致，均在10：00达到最高，11：00迅速降至最低值，11：00—17：00 总体呈现上升趋势。

2.6一串红叶片叶绿素荧光参数相关性分析

3结论与讨论

本研究结果表明，07：00—13：00一串红叶片叶绿素PSⅡ的最大光化学量子产量总体呈现下降趋势，13：00—16：00总体呈上升趋势，之后迅速下降，17：00—19：00间变化较小。一串红PSⅡ潜在活性与PSⅡ最大光化学量子产量Fv/Fm日变化趋势相同。一串红叶片叶绿素PSⅡ中处于开放状态的反应中心随时间的变化而变化，总体呈“升—降—升—降—升”趋势。一串红相对光合电子传递速率日变化与PSⅡ有效量子产量日变化趋势一致，均在10：00达到最高，11：00迅速降至最低值，11：00—17：00总体呈现上升趋势。ΦPSⅡ代表PSⅡ非环式电子传递效率或光能捕获效率，反映PSⅡ反应中心实际的原初光能转化效率。PSⅡ电子传递速率反映PSⅡ利用光能的能力。本试验表明，11：00后一串红ΦPSⅡ、ETR持续上升，说明在高温及强光胁迫下，一串红叶片开放的PSⅡ反应中心部分关闭，光能转化率降低，导致电子传递能力降低，CO2同化的光能减少。Fv /Fm是植物发生光抑制的敏感指标，Fv /Fm值降低表明植物光合机构可能遭受过量光能的破坏，也可能是保护光合机构免遭破坏的保护性反应。低温endprint

及强光胁迫均可导致Fv /Fm下降[8-10]。本研究结果表明， 13：00 光强较高，一串红受到光抑制，导致此时Fv /Fm最低，Fv/Fo也相应降到最低，这与前人研究结果相似。Fv /Fm在16：00达到峰值，说明高温及强光没有对一串红造成不可逆伤害，植株对强光具有一定的适应性。光化学淬灭系数qP值越大，反映PSⅡ中处于开放状态的反应中心所占的比例越大，电子传递活性也越大。本研究结果表明，随着ΦPSⅡ及ETR增加，qP不断降低，说明PSⅡ可以通过提高非辐射性热耗散，减小PSⅡ吸收的过剩光能对机体的损坏。热耗散可以防御光抑制对植物光合结构的破坏，热耗散程度通常可用非光化学淬灭系数（qN） 来表征。本研究结果表明，一串红qP与qN之间相关性不显著，这可能是由其剩余光能的耗散途径及机理不同所致，有待进一步研究。

参考文献：

[1]董爱香，王涛，徐进，等. 用SRAP分子标记分析一串红品种资源的亲缘关系[J]. 北京林业大学学报，2012，34（5）：134-138.

[2]刘晓青，李华勇，苏家乐，等. 17个红色系一串红品种在南京地区的栽培表现[J]. 江苏农业科学，2012，40（12）：199-200.

[3]张乐，王敬丽，杨秀珍，等. 氮素浓度对无土栽培一串红营养生长的影响[J]. 广东农业科学，2012 （13）：72-75，封3.

[4]杨美燕，杨秀珍，刘克锋，等. 钾施用量对一串红营养生长及钾营养特性的影响[J]. 广东农业科学，2012（13）：76-78，83.

[5]熊俊芬，陈永川，郭敏，等. 应用滇池淤泥作为基质种植一串红的研究[J]. 北方园艺，2011（12）：66-68.

[6]谭晓峰，黄峰华.一串红无土栽培基质选择分析[J]. 北方园艺，2011（16）：84-85.

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[8]张仁和，郑友军，马国胜，等. 干旱胁迫对玉米苗期叶片光合作用和保护酶的影响[J]. 生态学报，2011，31（5）：1303-1311.

[9]冯志立，冯玉龙，曹坤芳. 光强对砂仁叶片光合作用光抑制及热耗散的影响[J]. 植物生态学报，2002，26（1）：77-82.

[10]赵丽英，邓西平，山仑. 渗透胁迫对小麦幼苗叶绿素荧光参数的影响[J]. 应用生态学报，2005，16（7）：1261-1264.任全进，刘兴剑，于金平. 江苏省野生草本观赏花卉资源及其在园林中的应用[J]. 江苏农业科学，2014，42（6）：218-220.endprint

及强光胁迫均可导致Fv /Fm下降[8-10]。本研究结果表明， 13：00 光强较高，一串红受到光抑制，导致此时Fv /Fm最低，Fv/Fo也相应降到最低，这与前人研究结果相似。Fv /Fm在16：00达到峰值，说明高温及强光没有对一串红造成不可逆伤害，植株对强光具有一定的适应性。光化学淬灭系数qP值越大，反映PSⅡ中处于开放状态的反应中心所占的比例越大，电子传递活性也越大。本研究结果表明，随着ΦPSⅡ及ETR增加，qP不断降低，说明PSⅡ可以通过提高非辐射性热耗散，减小PSⅡ吸收的过剩光能对机体的损坏。热耗散可以防御光抑制对植物光合结构的破坏，热耗散程度通常可用非光化学淬灭系数（qN） 来表征。本研究结果表明，一串红qP与qN之间相关性不显著，这可能是由其剩余光能的耗散途径及机理不同所致，有待进一步研究。

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[6]谭晓峰，黄峰华.一串红无土栽培基质选择分析[J]. 北方园艺，2011（16）：84-85.

[7]赵明方，张丽芳，余娜，等. 一串红盆花在昆明地区花期调控研究[J]. 北方园艺，2013（13）：88-90.

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[9]冯志立，冯玉龙，曹坤芳. 光强对砂仁叶片光合作用光抑制及热耗散的影响[J]. 植物生态学报，2002，26（1）：77-82.

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