Page 70 - 《广西植物》2023年第9期

１ ６ １ ８ 广 西 植 物 ４３ 卷

图 ４ 不同温度和光照对 ２ 种短命植物环式电子流 [Ｙ(ＣＥＦ) / Ｙ (Ⅱ)]的影响
Ｆｉｇ. ４ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ ａｎｄ ｌｉｇｈｔｓ ｏｎ ｒｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｆｌｏｗ [Ｙ (ＣＥＦ) / Ｙ (Ⅱ)] ｏｆ ｔｗｏ ｅｐｈｅｍｅｒａｌ ｐｌａｎｔｓ

规 律 与 ＰＳ Ⅱ 相 似ꎮ 但 ＰＳ Ｉ 的 损 伤 主 要 由 Ｙ 伤害(Ｍｕｎｅｋａｇｅ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００２ꎻ肖飞等ꎬ２０１７)ꎬ并诱
( ＮＡ) 升高所致ꎮ 高温胁迫下ꎬＹ( Ｉ) 降低ꎬＰＳ Ｉ 光 导更多 ＡＴＰ 的合成ꎬ便于光损伤的 ＰＳ Ⅱ亚单位修
合活性受到抑制ꎬ而此时 Ｙ( ＮＤ) 一直维持在较低 复(Ｄｅｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１４)ꎮ 但在本研究中ꎬ温度上升
水平ꎬＹ( ＮＡ) 明显升高ꎬ说明 ＰＳ Ｉ 供体端未受光 后期环式电子传递流的激活并未引起 Ｙ( ＮＰＱ) 的
损伤ꎬ而受体端结构可能因为激发压的过度积累 上升ꎬ因此结合讨论 ３.１ 中提到的 ＰＳ Ⅱ损伤原因ꎬ
而受损ꎮ Ｚｈａｏ 等(２０２２) 曾表示 Ｙ( ＮＡ) 的升高原 推测 ２ 种短命植物光合活性下降主要原因为调节
因除供体端和受体端的结构改变或受损以外ꎬ还 性热耗散保护能力不足ꎮ 另外ꎬ当温度达到 ６０ ℃
可能受 Ｃａｌｖｉｎ￣Ｂｅｎｓｏｎ 循环和循环关键酶活性的 和 ５０ ℃ 及光照达到 ３２０ μｍｏｌｍ ｓ 时ꎬＹ( Ⅱ)
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影响( 袁世力等ꎬ２０１８) ꎮ 这与 ＰＳ Ⅱ中Ｙ( ＮＰＱ) 趋于 ０ꎬＹ( ＣＥＦ) / Ｙ(Ⅱ) 出现异常ꎬ说明可能是试
下降原因相似ꎬ但高温下短命植物各循环关键酶 验处理中温度过高ꎬ植株已死亡ꎮ
活性变化情况还需进一步研究ꎮ
３.２ 高温下 ２ 种短命植物 ＰＳ Ｉ 环式电子传递流被 ４ 结论
高度激活
环式电子传递流是高等植物正常生长必需的 综上所述ꎬ８０ ~ ４００ μｍｏｌｍ ｓ 为 ２ 种短命
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光保护机制之一ꎬ可参与 ＡＴＰ 的合成ꎬ降低 ＰＳ Ⅱ 植物的适宜光照范围ꎬ卷果涩芥和硬萼软紫草的
和 ＰＳ Ｉ 的光抑制(Ｃａｍｐｂｅｌｌ ｅｔ ａｌ.ꎬ １９９８)ꎮ 在本研 适宜温度范围分别为 ２５ ~ ４０ ℃ 与 ２５ ~ ３０ ℃ ꎬ当温
究中ꎬ温度上升初期环式电子传递流被逐渐激活ꎬ 度超过此范围后 ２ 种短命植物的光合效率与电子
对光合系统产生了良好的保护作用ꎬＹ(Ⅱ)和Ｙ(Ｉ) 传递速率快速下降ꎬ发生明显的光抑制ꎬ并在５０ ℃
被维持在较高水平ꎮ Ｒｕｍｅａｕ 等(２００７) 研究表明ꎬ 高温环境下ꎬＰＳ Ⅱ和 ＰＳ Ｉ 受到严重损伤ꎬ且热耗
环式电子传递流的激活可稳定放氧复合体的结 散和环式电子传递流无法有效保护光合系统ꎬ其
构ꎬ缓解 ＰＳ Ｉ 电子受体的过度还原ꎮ 然而ꎬ在温度 主要原因是调节性热耗散保护能力不足及 ＰＳ Ｉ 受
上升后期和高温下光照强度逐渐增加时ꎬＹ( Ⅱ) 和 体端激发压积累ꎮ 在野外环境中ꎬ虽然短命植物
Ｙ(Ｉ)逐渐下降ꎬ环式电子传递速率的增加也无法 常受正午短时间内高温强光的胁迫ꎬ但植株依然
保证 ＰＳ Ⅱ和 ＰＳ Ｉ 的高光合活性ꎬ这与 Ｙ(ＮＰＱ) 的 能正常存活ꎬ这可能与植物的光修复有关ꎬ因此ꎬ
下降有关ꎮ 研究表明ꎬ在胁迫环境下ꎬ环式电子传 可在高温强光下对短命植物光损伤的核心原因ꎬ
递流可通过电子从 ＰＳ Ｉ 传递至 ＰＱ 处建立高的类 如 ＶＤＥ 活性和 ＰｓｂＳ 降解等ꎬ以及光修复机制等方
囊体膜质子梯度( ΔｐＨ)ꎬ而这一梯度可促进调节 面进行进一步的研究ꎬ有助于更加全面了解短命
性能量耗散ꎬ提高 Ｙ(ＮＰＱ)ꎬ保护 ＰＳ Ⅱ、ＰＳ Ｉ 免受 植物光合适应机理ꎮ