低温胁迫对玉米幼苗叶绿素荧光诱导动力学的影响

为了探讨低温胁迫对玉米幼苗叶片光化学反应的影响机制,本研究基于叶绿素荧光动力学原理,对常温(25℃)和低温处理(2℃)的玉米幼苗叶片进行测量,分别获得快速叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP曲线)和荧光参数,并应用JIP-test法进行比较分析.结果表明:相比于常温处理,低温胁迫下玉米叶片最大荧光(Fm)和光系统Ⅱ(PSⅡ)潜在光化学效率(FV/FO)分别减少55.3％和65.9％,而初始荧光(FO)基本没有变化;对O-P相的荧光参数进行标准化的WOJ和WJI增大,但WIP减小;J和I相的相对可变荧光Vj和Vi表现相反,Vj增加19.7％而Vi减少16.4％;反映PSⅡ供体侧活性的FK占振幅FO-FJ的比例WK增加44.7％,放氧复合体的组分OEC减少13.1％;反映PSⅡ受体侧电子传递活性的参数Sm、MO、N分别增加210％、49.6％、294％;表示量子产额或能量分配的 φPo、ψO、φEO分别减少24.9％、6.82％、29.7％,φDO增加141％;反映单位反应中心活性的参数ABS/RC、TRO/RC、ETO/RC、DIO/RC分别增加70.4％、24.7％、16.1％、328％,而单位面积有活性反应中心密度RC/CSO减少37.4％;表示光合性能的参数PIABS、PICSm分别减少81.6％、90.6％.综合分析玉米叶片光合过程对低温胁迫敏感,其表现的低温逆境防御保护机制是:PSⅡ供体侧的放氧复合体损伤,导致PSⅡ供体侧提供电子的能力下降,反应中心失活数量上升,而单个反应中心的效率增强,多余能量以热量形式散失,减少活性氧(ROS)的产生;低温胁迫造成的玉米叶片PSⅡ供体侧损伤,将抑制电子的传递,进而影响光合能力.