植物生态学报 ›› 2005, Vol. 29 ›› Issue (2): 324-330.DOI: 10.17521/cjpe.2005.0042
收稿日期:
2003-12-02
接受日期:
2004-04-13
出版日期:
2005-12-02
发布日期:
2005-03-10
通讯作者:
高辉远
作者简介:
*E-mail:gaohy@sdau.edu.cn基金资助:
ZHANG Nai-Hua1, GAO Hui-Yuan1,*(), ZOU Qi
Received:
2003-12-02
Accepted:
2004-04-13
Online:
2005-12-02
Published:
2005-03-10
Contact:
GAO Hui-Yuan
摘要:
以‘鲁玉 14号玉米’ (‘Zeamayscv.Luyu 14’) 为材料, 研究了Ca2 + 对NaCl胁迫下玉米叶片的气孔导度、净光合速率、Mehler反应及其对超氧化物歧化酶SOD和抗坏血酸过氧化物酶APX活性的影响, 探讨了Ca2 + 在盐胁迫中的可能作用及其作用机制。正常生长条件下外施 2~ 16mmol·L-1Ca2 + 造成气孔导度下降, 但在盐胁迫条件下外施 2~ 8mmol·L-1Ca2 + 却能降低盐胁迫造成的气孔导度下降。另外, 无论正常生长条件下还是盐胁迫下, 依赖Mehler反应的电子传递都会因Ca2 + 的加入而增强, 但后者的增强程度较大。对照植株经 2~ 8mmol·L-1Ca2 + 处理后总电子传递明显降低, 而外施 2~ 8mmol·L-1Ca2 + 对盐胁迫植株的总电子传递却有明显的促进作用。8mmol·L-1Ca2 + 显著地提高了盐胁迫下SOD和APX的活性, 相比之下, Ca2 + 对APX活性的促进作用更加显著。Ca2 + 的加入明显减轻了盐胁迫对玉米的抑制作用, 这主要归因于Ca2 + 降低了盐胁迫造成的气孔关闭, 改善了光合作用, 并通过促进Mehler反应一方面直接耗散过剩的激发电子避免了电子传递链的过度还原, 另一方面建立跨膜的 pH梯度刺激依赖叶黄素循环的热耗散来耗散过剩光能, 从而缓解了盐胁迫下过剩光能对玉米造成的伤害。而Mehler反应产生的活性氧可以被活性提高的抗氧化酶所清除。
张乃华, 高辉远, 邹琦. Ca2+缓解NaCl胁迫引起的玉米光合能力下降的作用. 植物生态学报, 2005, 29(2): 324-330. DOI: 10.17521/cjpe.2005.0042
ZHANG Nai-Hua, GAO Hui-Yuan, ZOU Qi. EFFECT OF CALCIUM ON ALLEVIATION OF DECREASED PHOTOSYNTHETIC ABILITY IN SALT-STRESSED MAIZE LEAVES. Chinese Journal of Plant Ecology, 2005, 29(2): 324-330. DOI: 10.17521/cjpe.2005.0042
图1 2 mmol·L-1和8 mmol·L-1 CaCl2对对照玉米和150 mmol·L-1 NaCl胁迫3 d后玉米叶片Fv/Fm的影响 (测定在室温进行, 每个点为4次重复的平均值)
Fig.1 Effect of 2 mmol·L-1 and 8 mmol·L-1 CaCl2 on Fv/Fm in control and 150 mmol·L-1 NaCl stressed maize leaves (Data are means±SE of four independent measurements at room temperature (25 ℃) ) A:CK B: 150 mmol·L-1 NaCl C: 2 mmol·L-1 Ca2+ D: 150 mmol·L-1NaCl+2 mmol·L-1 Ca2+ E: 8 mmol·L-1 Ca2+ F: 150 mmol·L-1 NaCl+8 mmol·L-1 Ca2+
图2 不同浓度Ca2+ (0、2、8和16 mmol·L-1) 对对照玉米的Gs (a) 和Pn (c) 以及对 150 mmol·L-1的NaCl胁迫3 d后玉米叶片的Gs (b) 和Pn (d) 的影响 测定在1 000 μmol·m-2·s-1光照、360 μmol·mol-1 CO2和25 ℃下进行, 每个点为4次重复的平均值
Fig.2 Effects of different CaCl2 concentration on stomatal conductance (Gs) and net photosynthetic rate (Pn) in control (a, c) and 150 mmol·L-1 NaCl stressed (b, d) maize leaves Measurements were made in 1 000 μmol·m-2·s-1 PFD、360 μmol·mol-1 CO2 and 25 ℃. Data are means ±SE of four independent measurements
图3 不同Ca2+浓度 (2和8 mmol·L-1) 对对照玉米的 (ETR) m (a) 和 (ETR) t (c) 以及对150 mmol·L-1的NaCl胁迫3 d后 玉米叶片的 (ETR) m (b) 和 (ETR) t (d) 的影响 测定在1 000 μmol·m-2·s-1光照, 360 μmol·mol-1 CO2和25 ℃下进行, 每个点为4次重复的平均值
Fig.3 Effect of different CaCl2 concentration on (ETR) m (Mehler reaction dependent electron transport rate) and (ETR) t (the total electron transport rate) in control (a, c) and 150 mmol·L-1 NaCl stressed (b, d) maize leaves Measurements were made in 1 000 μmol·m-2·s-1 PFD、360 μmol·mol-1 CO2 and 25 ℃. Data are means±SE of four independent measurementsA:CK B: 2 mmol·L-1 Ca2+ C: 8 mmol·L-1 Ca2+ D: 150 mmol·L-1NaCl E: 150 mmol·L-1NaCl+2 mmol·L-1 Ca2+ F: 150 mmol·L-1 NaCl+8 mmol·L-1 Ca2+
图4 在2 000 μmol·mol -1 CO2, 20% O2 (◆) 和2 000 μmol·mol -1 CO2, 2% O2 (□) 条件下, 不同Ca2+浓度 (0 mmol·L-1、2 mmol·L-1、8 mmol·L-1、 16 mmol·L-1) 对对照玉米 (a) 和150 mmol·L-1的NaCl胁迫3 d后玉米 (b) 叶片的NPQ的影响 测定在25 ℃下进行, 每个点为4次重复的平均值
Fig.4 Effect of different CaCl2 concentration on NPQ in control (a) and 150 mmol·L-1 NaCl stressed maize leaves under 2 000 μmol·mol -1CO2, 20%O2 (◆) and 2 000 μmol·mol -1 CO2, 2% O2 (□) Data are means ±SE of four independent measurements at room temperature (25 ℃)
图5 8 mmol·L-1 CaCl2处理对150 mmol·L-1的NaCl胁迫3 d后玉米叶片的SOD (a) 和APX (b) 活性的影响 测定在25 ℃下进行, 每个点为4次重复的平均值
Fig.5 Effect of calcium on SOD activity (a) and APX activity (b) in 150 mmol·L-1 NaCl stressed maize leaves Data are means±SE of four independent measurements at room temperature (25 ℃) A:CK B: 150 mmol·L-1 NaCl C: 150 mmol·L-1 NaCl + 8 mmol·L-1 Ca2+
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