*通信作者:师生波,研究员,博士生导师,主要从事植物生理生态学研究。E-mail:sbshi@nwipb.cas.cn

青藏高原3个地方春小麦品种旗叶PSⅡ光化学效率的光响应分析

李妙1,3,师瑞2,陈文杰1,师生波1*,张怀刚1

(1 中国科学院西北高原生物研究所 高原生物适应与进化重点实验室,西宁 810001;2 中山大学 生命科学学院,广州 510275;3 中国科学院大学,北京 100049)

摘要:采用叶绿素荧光分析方法,以高原春小麦(‘互助红’、‘互麦12’和‘互麦13’)为材料,研究了孕穗期旗叶的PSⅡ光化学效率以及光化学和非光化学猝灭的光响应特性。结果显示:(1)3个春小麦品种旗叶的光合色素有差异,最大光化学效率(Fv/Fm)无显著差异。(2)随着光强增加,3个品种旗叶有效光化学效率(Fv′/Fm′)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)、PSⅡ反应中心开放比率(qL)均呈降低趋势;低光强范围内,叶片Fv′/Fm′、ΦPSⅡ、qP、qL值均依次按‘互麦12’>‘互助红’>‘互麦13’的顺序降低;中高光强范围内,3个品种的Fv′/Fm′趋于一致,而‘互助红’的ΦPSⅡ、qP、qL较其他两个品种略高。(3)随着光强增加,各品种非光化学猝灭系数(NPQ)、表观电子传递速率(ETR)、调节性能量耗散量子产量(ΦNPQ)、非调节性能量耗散量子产量(ΦNO)均呈升高趋势;中低光强范围内,NPQ、ΦNPQ值均依‘互麦13’ >‘互助红’>‘互麦12’的顺序降低,而‘互助红’和‘互麦12’的ETR变化较为一致且‘互麦13’的最低;中高光强范围内,NPQ、ΦNPQ值均依次按‘互助红’>‘互麦13’ >‘互麦12’的顺序降低,而ETR值按‘互助红’>‘互麦12’ >‘互麦13’的顺序降低;在整个光强变化过程中,ΦNO表现为按‘互麦13’ >‘互麦12’ >‘互助红’的顺序依次降低。研究认为,3个高原春小麦品种中‘互助红’最适应高光强环境;‘互麦12’光能利用能力强于‘互麦13’,但略弱于‘互助红’;‘互麦13’对光强变化较为敏感,热耗散能力略强于‘互麦12’,在低光环境下有较高的热耗散能力。