外源Ca2+对盐胁迫下加工番茄幼苗快速叶绿素荧光和820nm光反射动力学的影响

[目的]探讨外源钙对盐胁迫下加工番茄幼苗快速叶绿素荧光和820 nm光反射动力学的影响,揭示外源钙缓解蔬菜作物盐害的光合生理机制,为外源钙在蔬菜生产中的应用提供理论依据.[方法]水培试验以耐盐性强的加工番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)自交品系'KT-7'为试材,在Hoagland营养液中添加100 mmol/L NaCl进行盐分胁迫.将4叶1心的番茄植株移入盐分胁迫营养液中,同时叶面分别喷施0、5、10、15、20 mmol/L CaCl2溶液.于处理第3、6、9天后利用M-PEA植物效率仪测定快速叶绿素荧光和820 nm光反射动力学,于处理后第9天测定各项生长指标.[结果]盐胁迫9天显著降低加工番茄幼苗的生长量,外源施加15 mmol/L CaCl2处理下幼苗生长形态指标、地上部与地下部生物量高于其他钙浓度处理.随盐胁迫时间延长,叶片快速叶绿素荧光诱导曲线I、P相逐渐降低,K、J相逐渐上升,820 nm光反射动力学曲线振幅减小,原初光化学效率(Fv/Fo)、最大光化学效率(Fv/Fm)、光能吸收性能指数(PIabs)、PS Ⅱ向下游传递电子的能力(Ψo)、电子传递量子产额(φEo)、单位叶截面积电子传递的能量(ETo/CSm)、单位反应中心传递电子的能量(ETo/RC)、单位叶截面积表观量子通量(ABS/CSm、TRo/CSm、ETo/CSm)、单位叶截面积活性反应中心数量(RC/CSm)、PSI氧化还原性能(△MRfast/MRo、△MRslow/MRo、Vox、Vred)呈下降趋势,J点相对可变荧光(VJ)、热耗散的量子效率与能量通量(φDo、DIo/CSm、DIo/RC)呈增加趋势,与盐胁迫下未施加外源CaCl2处理相比,施加外源CaCl2后加工番茄幼苗各指标变幅均发生变化,其中15 mmol/L CaCl2处理显著提高Fv/Fo、Fv/Fm、PIabs、Ψo、φE.及PSI氧化还原性能,显著降低VJ和热耗散.对处理9天得到的19个参数进行主成分分析,提取特征值大于1的两个主成分,第一、第二主成分特征值分别为15.769、1.632,贡献率分别为82.996％、8.591％,累积贡献率达91.587％,表明这两个相互独立的主成分能够反映19个参数91.587％的信息,符合分析要求.依据主成分综合得分排序,外源CaCl2对加工番茄盐胁迫缓解能力由高到低为15 mmol/L＞10 mmol/L＞5 mmol/L＞20 mmol/L.[结论]盐胁迫显著抑制加工番茄幼苗生长,破坏光系统结构和功能,施加外源15 mmol/L Ca2+能够改善盐胁迫下加工番茄生长,保护光合机构,提高光化学反应效率,优化PSⅡ反应中心能量利用,进而提高植物耐盐性.