OT型杂交百合花蕾期叶绿素荧光特性研究

商靓婷 冯美玲 侯向飞 郭圣茂

摘 要：（目的）以3种OT型杂交百合为材料，探究不同栽培品种百合花蕾期的荧光特性，期望能为提高鲜切花百合的产品质量以及百合的栽培提供基础性理论依据。（结果）最大光化学量子产量（Fv/Fm）、非光化学淬灭系数（NPQ，qN）存在显著差异;木门、赞比西分别在初始荧光（Fo）和最大荧光（Fm）上表现出了显著差异;其他荧光参数3者间均无显著差异。（结论）本次试验中选取的3个百合栽培品种在花蕾期的荧光特性存在的差异不显著。

关键词：百合;叶绿素荧光;花蕾期

中图分类号：S567.239

文献标识码：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20190930005

百合，是人们对百合科（ Liliaccae ）百合属（ Lilium ）植物的总称，具有观赏、药用、食用的价值。因其花大、花色丰富、且能够长久持续供应，在鲜切花市场上的需求量较大。百合的栽培遍及全球，也是研究的热点，对它的研究主要集中在育种、品种改良、优良品种的选育等方面，对其生理的研究较少。现有的文献资料表明：不同种百合的光合作用能力存在较大差异[3]，光照、水分均可对百合的生长产生显著的影响[1，2];其中OT型杂交百合[3]具有较好的生长力和抗性，有较明显的栽培优势。

开花是植物生长发育的一个重要时期，百合作为一种颇受人们喜爱的鲜切花材料，开花前的栽培措施尤为重要。本次研究随机选取了花期相近的OT型杂交百合的3个栽培品种，希望通过对其花蕾期的叶绿素荧光特性的研究分析来探知在花蕾期这一时期不同栽培品种的异同。为百合的栽培提供基础性理论依据，在栽培措施上提高鲜切花百合的产品质量。

1 材料与方法

1.1 试验材料

在满足测量要求的条件下，随机选取三个OT型杂交百合的栽培品种：“红色宫殿”“木门”“赞比西”，选择生长优良，无病虫害的健壮植株为测量株。3个品种均栽培于江西农业大学花卉盆景基地，光照、水分充足。

1.2 试验方法

在3种百合的花蕾期，选择晴天的上午，测量相同部位叶片的叶绿素荧光参数。叶绿素荧光诱导动力学参数的测定：每种百合随机选择3株，选东西南北4个不同方向未被其他叶片遮盖的、位于植株中上部的3个叶片，用暗适应叶夹固定叶片，让叶片充分暗适应后进行测量，暗适应时间不少于20min。使用的仪器是德国WALZ公司生产的PAM-2500，可以同步测得初始荧光Fo、最大荧光Fm、PSⅡ最大光化学量子产量Fv/Fm、PSⅡ实际光化学量子产量Y（Ⅱ）等值。重复3次。

1.3 数据处理

用SPSS 17.0以及Excel 2007对试验数据进行差异性分析处理并作图。

Fv/Fm =（Fm - Fo）/Fm

Y（Ⅱ）=（Fm - F）/Fm或 Δ F/Fm

2 結果与分析

2.1 3个百合品种的Fo、Fm以及Fv/Fm

研究结果经统计后如表所示，3者的Fo、Fm均在0.300～0.330、1.240～1.350之间，红色宫殿与赞比西分别是最高的Fo，0.327，和最高的Fm，1.344。3个供试品种的PSⅡ最大光化学量子产量Fv/Fm大小相近，无显著差异，即3个供试品种的PSⅡ转化吸收光为化学能的效率相近。但是“红色宫殿”的Fv/Fm值已经略低于正常值范围，说明该品种在该环境下植株体内的光合结构已经有一定的损伤。3个品种的Fo、Fm和Fv/Fm值的测量结果说明不同的栽培品种在相同环境下的响应比较一致，高温高光环境对该3个供试品种的光合作用有一定的抑制。

2.2 3个百合品种的荧光淬灭

研究结果显示3者的非荧光淬灭系数NPQ均在1.89～2.14之间，qN则是在0.78～0.82之间，其中红色宫殿最高，高出3%～11.4%。而荧光淬灭系数qP则是木门最高，达到了0.183，高出其余两者10.8%。本次试验中“红色宫殿”表现出相对较高的由热耗散引起的荧光淬灭，即该阶段“红色宫殿”通过热耗散来消耗过剩光能的能力较高;而木门的NPQ、qN相对较低，但是qP较高，说明“木门”是3个栽培品种中光能利用率是相对较高的。

2.3 三种百合的实际PS II效率

图1中左图显示的是PSⅡ的实际光量子产量Y（Ⅱ）随着有效光合辐射PAR变化的趋势。可以看出3种百合的趋势相同，且在PAR为0μ moL·m-2·s-1时3者的实际光量子产量都在0.75左右，0～2000μ moL·m-2·s-的过程为Y（Ⅱ）的急速下降阶段，2000～4000μmoL·m-2·s-1的过程中Y（Ⅱ）下降速度减慢并开始趋于稳定，且最终稳定在0.1左右。3者之间的差异不显著，其中“木门”的Y（Ⅱ）为0.09，高于另两者11.2%。

图1里的右图是不同品种的百合的实际光电子传递速率，随着PAR的增加的变化，在PAR达到2000μmoL·m-2·s-1时开始趋于稳定。与Y（Ⅱ）结果相似，“木门”的ETR为77，高于另两者11%，且3者之间存在较明显的大小关系，木门>红色宫殿>赞比西。

Y（Ⅱ）与ETR均表明在本次随机选取到的3种百合中，“木门”的实际PSⅡ的光合效率是最高的，但3者之间的差异未达到显著水平。说明在花蕾期同一杂交类型的百合存在光合能力不一，但不显著。

2.4 各荧光参数之间的相关性分析

通过相关性分析可知，Y（Ⅱ）与ETR、qP两者间存在正相关关系，且相关性较高，相关系数为0.807和0.948;ETR与qP的相关系数为0.765，较高的正相关关系;qP与qN、NPQ之间存在负相关关系，其相关性系数都-0.950以上，达到了-0.974、-0.963;其中Fv/Fm与其余各参数的相关性，qN、NPQ与ETR之间的相关性较其他几组要弱。

3 结论与讨论

在植物的生长过程中，外界环境的变化对光合生理有着直接间接的影响。本次试验主要针对花蕾期的百合进行荧光的测定以探究开花前期百合的荧光特性。叶绿素荧光技术在测定光合作用过程中PSⅡ对光能的吸收、传递、耗散、分配等具有特殊的作用[4]，是一种可以进行快速、无损伤测量的内在探针，能及时有效的反应出光合作用过程的变化[5]。

Fv/Fm是人们常用来判断植物是否处于胁迫状态的一个指标，本次研究结果表明了3个供试品种的Fv/Fm比较一致，接近于该值正常水平的最低值，说明此时的植物处于胁迫的临界值，外界的光强和温度可能对3个供试品种产生了不同程度的胁迫。本次试验是在露地栽培的条件下进行的，在同等测试光强度下，3个供试品种的qP、Y（Ⅱ）、ETR等有大有小，但无显著差异，这一结果与智永祺[6]等人对东方百合不同品种的光合特性研究的结果较为一致。NPQ是反映的非光化学淬灭部分的光能，以热耗散形式将吸收的过多的能量排出体外，体现的是植物体的自我保护机制[7]。3个供试品种的NPQ表现出了一定的差异性，花蕾期“红色宫殿”的NPQ顯著高于另外2个品种，说明在该时期这一品种处于不利环境时，通过热耗散将过多的光能消耗掉，来保护光合结构，以适应高强度光照环境。这与刘落鱼[8]在不同品种茶花叶片的叶绿素荧光特性上的结果相类似。

综合研究结果可以得出，相同杂交型的百合在相同的环境条件下荧光特性存在不同，但未达到显著水平。本次供试的3个栽培品种中，“木门”具有较高的Fv/Fm、qP、Y（Ⅱ）、ETR和较低的NPQ、qN，即花蕾期的“木门”在高强度光照条件下能保持较高的光合速率，相对于其余2个品种来说。“红色宫殿”的Fm、Fv/Fm、qP、Y（Ⅱ）、ETR等都比较低，NPQ、qN、Fo较高，即在花蕾期“红色宫殿”需要的光照强度要略低于其余两者。在花蕾期进行适当的遮阴可以提高光合作用，促进有机物的积累。

由于本次试验是在相同的露地环境条件下进行的，影响植物光合作用的有光强、温度、水分、土壤肥力等诸多因素，且缺乏周期性、系统性的研究。此后还需要进一步开展整个花期百合的光合特性以及不同的水肥条件、光照条件等对百合开花质量和产量影响的研究。

参考文献

[1] 吴珍珍.遮阴和水分处理对大百合生理特性的影响[D].雅安四川农业大学，2015.

[2]张安林，潘远智，姜贝贝，等.遮荫对香水百合光合特性及叶绿素荧光参数的影响[J].西南师范大学学报（自然科学版），2011，36（05）：163-167.

[3]罗建让，Jaap V T，梁振旭.东方百合×喇叭百合杂种配子的育性[J].福建农林大学学报（自然科学版），2015，44（6）：601-605.

[4]张守仁.叶绿素荧光动力学参数的意义及讨论[J].植物学通报，1999（04）：444-448.

[5]尤鑫，龚吉蕊.叶绿素荧光动力学参数的意义及实例辨析[J].西部林业科学，2012，41（05）：90-94.

[6]智永祺，韩福贵，卢珍红，等.3个百合品种光合特征的比较研究[J].江西农业大学学报，2018，40（05）：979-987.

[7]周玉霞，巨天珍，王引弟，等.3种旱生植物的叶绿素荧光参数日变化研究[J].干旱区资源与环境，2019，33（05）：164-170.

[8]刘落鱼，佘汉基，周彤彤，等.10种茶花叶片的光合和荧光特性[J].经济林研究，2018，36（04）：145-149.