Page 65 - 《广西植物》2023年第9期

９ 期 付慧蓉等: 温度和光照对莫索湾地区两种典型短命植物光合系统的损伤特征研究 １ ６ １ ３

不同温度与光照下的光合适应机制ꎻ(２)２ 种短命 定得到的数据进行初步整理分析ꎬ得到 ２ 种短命
植物光系统对光照与温度的敏感程度ꎻ(３) 胁迫条 植物受温度胁迫的温度点(５０ ℃ )ꎬ将此温度点作
件下 ２ 种短命植物的光合效率和能量分配规律ꎬ 为第三组试验的恒定高温ꎬ光强梯度与第二组的
明确热耗散和循环电子传递流是否能有效保护光 设定保持一致ꎮ 其上每一组的每一梯度均处理
合系统免受温度和光照的伤害ꎮ 旨在为荒漠环境 １ ｈꎬ且每一梯度均重复 ３ 次ꎮ

植被恢复提供理论依据ꎮ １.３ 光系统Ⅱ(ＰＳ Ⅱ)和光系统 Ｉ( ＰＳ Ｉ) 量子产率
的测定
１ 材料与方法 植株经温度、光照处理后ꎬ选择完全伸展且成
熟、健 康 的 叶 片ꎬ 夹 上 暗 适 应 专 用 夹ꎬ 暗 适 应
１.１ 研究区概况 ２０ ｍｉｎꎬ使用德国 Ｗａｌｚ 公司的脉冲调制双通道叶
研究区位于新疆维吾尔自治区古尔班通古特 绿素荧光仪( Ｄｕａｌ￣ＰＡＭ￣１００)ꎬ参照 Ｄｕａｌ￣ＰＡＭ￣１００

沙漠南缘(８６°０３′３６″ Ｅꎬ４５°１８′００″ Ｎꎬ海拔 ３６４ ~ 使用说明及 Ｋｒａｍｅｒ 等(２００４) 的方法ꎬ测定相关的
３５９ ｍ)的莫索湾研究站ꎮ 夏季干旱少雨ꎬ冬季寒 叶绿素荧光参数ꎮ 先设定参数ꎬ点击 ＭＬꎬ打开测
冷少雪ꎬ 年 降 水 量 为 １１５ ｍｍꎬ 年 潜 在 蒸 发 量 为 量光ꎬ记录暗适应后的初始荧光(Ｆ )ꎬ之后打开饱
ｏ
１ ９４２ ｍｍꎬ年平均气温为 ４ ~ ６ ℃ ꎬ４—５ 月的平均 和脉冲光(１０ ０００ μｍｏｌｍ ｓ ) 持续 ６００ ｍｓ 测
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气温为 ２７ ℃ ꎬ极端温度可达 ３６ ℃ ꎬ昼夜温差极 定暗适应后的最大荧光(Ｆ )ꎬ打开光化光ꎬ并在光
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大ꎬ年平均日照时间为 ３ １００ ~ ３ ２００ ｈ( 王永兵和 化光开始后每隔 ２０ ｓ 给予一个持续时间为 ３００ ｍｓ
李亚萍ꎬ２０２０)ꎬ光热资源丰富ꎬ属于典型的干旱或 的饱和 脉 冲 光ꎬ 以 确 定 光 化 光 下 最 大 荧 光 信 号
半干旱大陆性气候ꎻ土壤类型以风沙土和灰漠土 (Ｆ ′)和最大 Ｐ７００ 信号( Ｐ ′)ꎮ Ｐ 与 Ｐ ′的测定
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为 主ꎻ 主 要 分 布 物 种 有 梭 梭 ( Ｈａｌｏｘｙｌｏｎ 方法相似ꎬ但需用远红光代替光化光ꎬ等待光系统
ａｍｍｏｄｅｎｄｒｏｎ)、沙拐枣( Ｃａｌｌｉｇｏｎｕｍ ｍｏｎｇｏｌｉｃｕｍ) 等 达到动态平衡时ꎬ关闭光化光ꎮ 根据以上参数使
木本植物及卷果涩芥( Ｍａｌｃｏｌｍｉａ ｓｃｏｒｐｉｏｉｄｅｓ)、硬萼 用计算机自动计算光系统Ⅱ( ＰＳ Ⅱ) 与光系统 Ｉ
软紫草( Ａｒｎｅｂｉａ ｄｅｃｕｍｂｅｎｓ) 和牻牛儿 苗 ( Ｅｒｏｄｉｕｍ (ＰＳ Ｉ)的量子产量及 ＰＳ Ⅱ最大光化学效率( Ｆ /
ｖ
ｓｔｅｐｈａｎｉａｎｕｍ)等草本短命植物ꎮ 其中卷果涩芥和 Ｆ )ꎬ公式如下ꎮ
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硬萼软紫草经过前期野外物种调查发现分别占该 ＰＳ Ⅱ的最大光合效率 Ｆ / Ｆ ＝ (Ｆ － Ｆ ) / Ｆ ꎻ
ｍ
ｍ
ｏ
ｖ
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地区短命植物总数的 ５６.５％与 １６.６％ꎬ是该区典型 ＰＳ Ⅱ 的 实 际 光 合 效 率 Ｙ ( Ⅱ ) ＝ ( Ｆ ′ －
ｍ
的优势短命植物ꎮ Ｆ ) / Ｆ ′ꎻ
ｍ
ｓ
１.２ 试验材料和设计 ＰＳ Ⅱ非调节性能量耗散的量子产量Ｙ(ＮＯ)＝
于 ２０２１ 年 ５ 月 ９ 日、５ 月 １１ 日和 ５ 月 １３ 日的 Ｆ / Ｆ ꎻ
ｓ ｍ
清晨ꎬ在莫索湾沙漠研究站附近随机选择长势良 ＰＳ Ⅱ调节性能量耗散的量子产量 Ｙ( ＮＰＱ) ＝
好且叶片完整的卷果涩芥和硬萼软紫草植株ꎬ挖 １－Ｙ(Ⅱ) －Ｙ(ＮＯ)ꎻ
取植株及距植株根部 ５ ｃｍ 以内的所有根际土壤ꎬ Ｙ(Ⅱ) ＋Ｙ(ＮＰＱ) ＋ Ｙ(ＮＯ)＝ １ꎻ
一并放入铺有湿润滤纸的黑色塑料袋中ꎬ并用隔 ＰＳ Ｉ 的实际光合效率 Ｙ(Ｉ)＝ (Ｐ ′－Ｐ) / Ｐ ꎻ
ｍ
ｍ
热箱带回实验室ꎬ其后将待测植株和湿润滤纸分 ＰＳ Ｉ 供体侧限制引起的非光化学能量耗散的
装到适宜器皿中ꎬ放入设置好相应温度与光照强 量子产量 Ｙ(ＮＤ)＝ Ｐ / Ｐ ꎻ
ｍ
度的光照培养箱中进行试验处理ꎮ ＰＳ Ｉ 受体侧限制引起的非光化学能量耗散的量
采样植株用于 ３ 组试验ꎬ分别为温度处理组、 子产量 Ｙ(ＮＡ)＝ (Ｐ － Ｐ ′) / Ｐ ꎻ
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常温光照处理组和高温光照处理组ꎮ 第一组( 温 Ｙ(Ｉ)＋ Ｙ(ＮＡ)＋ Ｙ(ＮＤ)＝ １ꎻ
度处理 组):光 照 强 度 设 置 为 恒 定 的 ８０ μｍｏｌ ＰＳ Ｉ 环式电子传递量子产量 Ｙ(ＣＥＦ) ＝ Ｙ( Ｉ) －
ｍ ｓ ꎬ温度分别为 ２５、３０、４０、５０、６０ ℃ ꎻ第二组 Ｙ(Ⅱ)ꎻ
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(常温光照处理组):温度设置为恒定的 ２５ ℃ ꎬ光 ＰＳ Ｉ 环式电子传递量子产量 Ｙ(ＣＥＦ)与 ＰＳ Ⅱ
￣２ 实际光合效率 Ｙ( Ⅱ) 比率 [ Ｙ( ＣＥＦ) / Ｙ( Ⅱ)]ꎬ常
照强度分别为 ８０、１６０、２４０、３２０、４００ μｍｏｌｍ
ｓ ꎻ第三组(高温光照处理组):将第一组试验中测 用于评价环式电子传递速率的高低ꎮ
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