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水光互作对生姜叶片光能利用与耗散特性的影响

水光互作对生姜叶片光能利用与耗散特性的影响

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作者：张永征山东农业大学

学位级别：硕士

生姜(Zingiber officinale Rosc.)起源于热带雨林地区，其根系分布较浅，对水分需求量较大，生产上均进行遮光栽培，以缓解水分胁迫对生姜的不良影响。为了进一步探讨生姜对水分和光强的反应，本研究采用PEG-6000模拟干旱与遮光50%交互... 详细信息

生姜(Zingiber officinale Rosc.)起源于热带雨林地区，其根系分布较浅，对水分需求量较大，生产上均进行遮光栽培，以缓解水分胁迫对生姜的不良影响。为了进一步探讨生姜对水分和光强的反应，本研究采用PEG-6000模拟干旱与遮光50%交互处理，研究了水光交互作用对生姜光能利用与耗散特性的影响，探讨了信号物质ABA对其的调控作用，旨在揭示生姜遮光栽培的理论基础，为革新传统的生姜遮光栽培技术提供理论依据。主要研究结果如下： 1.通过对盆栽生姜采用PEG-6000模拟干旱与遮光50%交互处理，研究了自然强光(T1)、遮光50%(T2)、强光干旱(T3)、遮光干旱(T4)等对生姜叶片叶绿素荧光参数及光合参数的影响。结果表明，胁迫处理过程中，T3、T4生姜叶片Fv/Fm、ФPSⅡ、qP及Pn均持续降低，NPQ升高，而T1、T2则无显著变化。各处理生姜叶片Fv/Fm、ФPSⅡ、qP日变化均在午间显著降低，但降幅以T3较大，T4较小，NPQ则刚好相反。生姜叶片Pn以T1、T2较高，T3较低，T4居中，但随胁迫时间的延长，T1、T2的Ci及Ls未发生显著变化，而T3、T4分别在胁迫1d、3d后，其Ci即升高而Ls降低;胁迫6d时，尽管各处理生姜叶片Pn在午间均显著降低，但T3、T4则伴随着Ci升高，Ls降低。胁迫处理过程中，T1、T2生姜叶片活性氧含量及抗氧化酶活性无显著变化，而T3、T4的O、HO及MDA含量均持续升高，SOD、POD及CAT活性则呈先升高后降低的趋势，处理9d时，T3、T4生姜叶片O、HO及MDA含量分别较处理前升高了168.45%、195.24%、206.95%和92.67%、101.19%、128.03%。各处理生姜叶片O、HO及MDA含量在午间均显著升高，但以T3升幅较大，T4次之，T1、T2较小，而抗氧化酶除T1、T2的CAT活性中午较高外，各处理SOD、POD及T3、T4的CAT活性均在午间显著降低。表明干旱胁迫可引发生姜叶片活性氧的积累，且强光可加重干旱胁迫的危害程度;而在正常供水条件下，单一的自然强光并未对生姜叶片造成明显的过氧化伤害。 2.通过对生姜采取叶面喷施10mmol/L IA(碘乙酰胺)与遮光50%交互处理，研究了T1(自然强光＋清水对照)、T2(遮光50%＋清水对照)、T3(自然强光＋10mmol/LIA)、T4(遮光50%＋10mmol/L IA)等对生姜叶片叶绿素荧光参数、Mehler反应、光呼吸及SOD、APX等的影响。结果表明，处理过程中，T3、T4生姜叶片Pn及Fv/Fm均持续降低，至处理9d时，Pn分别较处理前降低了64%和33.16%，Fv/Fm分别降低了16.49%和10.89%，Mehler反应分别升高了139.38%和72.56%，Pr/Pn分别升高了43.98%和13.74%，且SOD和APX活性显著增强，而T1、T2则无显著变化。处理6d时，一天内各处理生姜叶片Pn、Fv/Fm在午间均显著降低，叶片的Mehler反应及SOD、APX活性在午间均显著增强，但以T3变幅较大，T4次之，T1、T2较小。可见，外源IA显著抑制生姜叶片Pn后，Mehler反应、Pr/Pn及相关活性氧清除酶活性增强，表明水-水循环及光呼吸在耗散生姜叶片过剩光能中起重要作用。 3.通过叶面喷施法，研究了T1(0m mol·LABA)、T2(20μmol/L ancymidol)、T3(0.05m mol·LABA)、T4(0.1m mol·LABA)对生姜叶片光合、荧光参数及活性氧代谢的影响。结果表明，处理过程中T3、T4生姜叶片Pn、Fv/Fm均持续降低，而活性氧及MDA含量显著升高，至处理9d时，Pn分别较处理前降低了37.42%和84.96%，Fv/Fm分别降低了23.29%和45.21%，MDA则分别升高了133.33%和188.58%;此时，T2较T1叶片Pn及Fv/Fm分别升高了5.02%和6.73%，而MDA含量则降低了19.66%。表明外源ABA可降低生姜叶片的Pn，加重光抑制及膜脂过氧化程度。

关键词：生姜水光互作光合作用光化学效率光能耗散 ABA

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