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滤除自然光中UV-B辐射成分对高山植物美丽风毛菊光合生理的影响
植物生态学报
2011, 35 (2):
176-186.
DOI: 10.3724/SP.J.1258.2011.00176
采用滤除自然光谱中UV-B辐射成分的方法, 探讨了高山植物美丽风毛菊(Saussurea superba)光合机构对青藏高原强UV-B辐射的响应和适应特性。结果表明, 强太阳光中的UV-B成分能引起净光合速率的降低。连续16天不同天气下的观测表明, 滤除UV-B处理时3 min暗适应的光化学量子效率有升高的趋势; 晴天下稳态光化学效率的分析也显示滤除UV-B处理的实际光化学量子效率和光化学猝灭系数有升高趋势, 意味着自然光中的UV-B成分可限制美丽风毛菊叶片PSII反应中心的激发能捕获效率。PSII有效光化学量子效率的增加和非光化学猝灭系数的降低进一步表明, UV-B辐射能导致有效光化学效率的降低和非光化学能量耗散的增加。由上可知, 自然强UV-B辐射是限制美丽风毛菊叶片光合作用的一个因素。滤除UV-B辐射处理对光合色素含量的影响较小, 无论以叶面积还是叶鲜重为基础的滤除UV-B处理仅有微弱的增加趋势, 说明强UV-B辐射具有加速光合色素的光氧化进程, 促进细胞成熟和叶片衰亡的潜在作用。同样UV-B吸收物质的含量也几乎没有变化, 表明强太阳辐射环境下生活的高山植物美丽风毛菊叶表皮层中已具有较多的紫外线屏蔽物质, 足以抵御目前环境中强太阳UV-B辐射可能引起的伤害, 较少受UV-B辐射波动的影响。 ![]() View image in article
图1
2009年7月滤除自然光中UV-B辐射成分处理对美丽风毛菊叶片光合作用的影响。垂直条表示标准误差。*, p < 0.05; **, p < 0.01。
正文中引用本图/表的段落
图1表明, 滤除自然光谱中UV-B辐射成分处理的第15天, 以amb UV-B对照为参考时, low UV-B处理能极显著地提高美丽风毛菊叶片的Pn (p < 0.01); 与此同时, 叶片的气孔导度(Gs)略有升高, 而细胞间隙CO2浓度(Ci)在low UV-B处理后有显著降低的趋势(p < 0.05)。
图中数据除第1天、第4天和第14天为多云或较阴天的测定外, 其余均为全晴天, 或即使有云但没有对测定过程构成影响的天气状况下的试验数据。
青藏高原强太阳短波辐射中的UV-B成分能影响美丽风毛菊叶片的Pn (图1), amb UV-B对照叶片Ci的显著升高意味着可能存在PSII光化学效率的限制, 而非来自叶片Gs降低引起的气孔限制。Wang等(2010)对武汉莲花湖中最小高等有花植物无根萍(Wolffia arrhiza)的不同强度UV-B试验表明, UV-B辐射对光合作用的影响是由于电子传递过程的限制和PSII反应中心的失活, 而且这种限制很可能发生在光合机构的多个位点。一般认为PSII能量捕获中心的光化学限制极可能源于UV-B诱导的PSII反应中心D1和D2蛋白亚基的伤害和相关联的Chl a分子和PSII初级电子接受体QA的光氧化(Baker, 1996)。本试验也表明自然环境的强UV-B辐射下稳态光化学效率的降低是影响美丽风毛菊叶片Pn的一个原因。
本文的其它图/表
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