离体饲养下HgCl2影响水稻叶片光合特性及其生理机制研究

HgCl2作为水通道蛋白专用抑制剂,可有效量化水通道蛋白和叶片结构对光合作用的贡献度,对认识提高作物光合作用的潜在途径具有重要意义.然而,有关抑制叶片水通道蛋白的HgCl2浓度和时长尚不清楚.本研究以水稻品种Y两优900和徽两优898为试材,采用HgCl2溶液离体饲养水稻叶片(叶龄余数为2),设置不同处理浓度:0、100、200、300和500μmol L–1及不同处理时间:0、0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4和4.5 h.研究表明,不同浓度和处理时长对叶片相对含水量无显著影响(P>0.05).随着浓度增加,叶片SPAD值、净光合速率和气孔导度呈明显降低趋势.与对照相比,浓度为100μmol L–1时长2 h时的净光合速率降低至最低值(62.33％),随着处理时间延长,光合速率趋于稳定.当浓度>100μmol L–1时,随着处理时长增加,净光合速率持续降低,且超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性及丙二醛(MDA)含量均显著增加(P<0.05),表明浓度>100μmol L–1,处理时间较长时,HgCl2溶液能对叶片活体造成伤害.与活体测量相比,叶片净光合速率离体稳定数值降幅约15％～20％,因而离体叶片测量光合速率乘以1.25～1.33的矫正系数,可能较准确反映水稻叶片活体原位测定的光合指标.此外,100μmol L–1 HgCl2显著降低水稻叶片水通道蛋白基因表达.这些结果表明,HgCl2高效安全抑制水稻水通道蛋白的最佳组合为100μmol L–1下饲养2 h.