商靚婷 馮美玲 侯向飛 郭圣茂
摘 要:(目的)以3種OT型雜交百合為材料,探究不同栽培品種百合花蕾期的熒光特性,期望能為提高鮮切花百合的產(chǎn)品質(zhì)量以及百合的栽培提供基礎(chǔ)性理論依據(jù)。(結(jié)果)最大光化學(xué)量子產(chǎn)量(Fv/Fm)、非光化學(xué)淬滅系數(shù)(NPQ,qN)存在顯著差異;木門、贊比西分別在初始熒光(Fo)和最大熒光(Fm)上表現(xiàn)出了顯著差異;其他熒光參數(shù)3者間均無顯著差異。(結(jié)論)本次試驗(yàn)中選取的3個(gè)百合栽培品種在花蕾期的熒光特性存在的差異不顯著。
關(guān)鍵詞:百合;葉綠素?zé)晒?花蕾期
中圖分類號(hào):S567.239
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
DOI:10.19754/j.nyyjs.20190930005
百合,是人們對(duì)百合科(?Liliaccae?)百合屬(?Lilium?)植物的總稱,具有觀賞、藥用、食用的價(jià)值。因其花大、花色豐富、且能夠長(zhǎng)久持續(xù)供應(yīng),在鮮切花市場(chǎng)上的需求量較大。百合的栽培遍及全球,也是研究的熱點(diǎn),對(duì)它的研究主要集中在育種、品種改良、優(yōu)良品種的選育等方面,對(duì)其生理的研究較少。現(xiàn)有的文獻(xiàn)資料表明:不同種百合的光合作用能力存在較大差異[3],光照、水分均可對(duì)百合的生長(zhǎng)產(chǎn)生顯著的影響[1,2];其中OT型雜交百合[3]具有較好的生長(zhǎng)力和抗性,有較明顯的栽培優(yōu)勢(shì)。
開花是植物生長(zhǎng)發(fā)育的一個(gè)重要時(shí)期,百合作為一種頗受人們喜愛的鮮切花材料,開花前的栽培措施尤為重要。本次研究隨機(jī)選取了花期相近的OT型雜交百合的3個(gè)栽培品種,希望通過對(duì)其花蕾期的葉綠素?zé)晒馓匦缘难芯糠治鰜硖街诨ɡ倨谶@一時(shí)期不同栽培品種的異同。為百合的栽培提供基礎(chǔ)性理論依據(jù),在栽培措施上提高鮮切花百合的產(chǎn)品質(zhì)量。
1?材料與方法
1.1?試驗(yàn)材料
在滿足測(cè)量要求的條件下,隨機(jī)選取三個(gè)OT型雜交百合的栽培品種:“紅色宮殿”“木門”“贊比西”,選擇生長(zhǎng)優(yōu)良,無病蟲害的健壯植株為測(cè)量株。3個(gè)品種均栽培于江西農(nóng)業(yè)大學(xué)花卉盆景基地,光照、水分充足。
1.2?試驗(yàn)方法
在3種百合的花蕾期,選擇晴天的上午,測(cè)量相同部位葉片的葉綠素?zé)晒鈪?shù)。葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)動(dòng)力學(xué)參數(shù)的測(cè)定:每種百合隨機(jī)選擇3株,選東西南北4個(gè)不同方向未被其他葉片遮蓋的、位于植株中上部的3個(gè)葉片,用暗適應(yīng)葉夾固定葉片,讓葉片充分暗適應(yīng)后進(jìn)行測(cè)量,暗適應(yīng)時(shí)間不少于20min。使用的儀器是德國WALZ公司生產(chǎn)的PAM-2500,可以同步測(cè)得初始熒光Fo、最大熒光Fm、PSⅡ最大光化學(xué)量子產(chǎn)量Fv/Fm、PSⅡ?qū)嶋H光化學(xué)量子產(chǎn)量Y(Ⅱ)等值。重復(fù)3次。
1.3?數(shù)據(jù)處理
用SPSS 17.0以及Excel 2007對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異性分析處理并作圖。
Fv/Fm =(Fm - Fo)/Fm
Y(Ⅱ)=(Fm - F)/Fm或 Δ F/Fm
2?結(jié)果與分析
2.1?3個(gè)百合品種的Fo、Fm以及Fv/Fm
研究結(jié)果經(jīng)統(tǒng)計(jì)后如表所示,3者的Fo、Fm均在0.300~0.330、1.240~1.350之間,紅色宮殿與贊比西分別是最高的Fo,0.327,和最高的Fm,1.344。3個(gè)供試品種的PSⅡ最大光化學(xué)量子產(chǎn)量Fv/Fm大小相近,無顯著差異,即3個(gè)供試品種的PSⅡ轉(zhuǎn)化吸收光為化學(xué)能的效率相近。但是“紅色宮殿”的Fv/Fm值已經(jīng)略低于正常值范圍,說明該品種在該環(huán)境下植株體內(nèi)的光合結(jié)構(gòu)已經(jīng)有一定的損傷。3個(gè)品種的Fo、Fm和Fv/Fm值的測(cè)量結(jié)果說明不同的栽培品種在相同環(huán)境下的響應(yīng)比較一致,高溫高光環(huán)境對(duì)該3個(gè)供試品種的光合作用有一定的抑制。
2.2?3個(gè)百合品種的熒光淬滅
研究結(jié)果顯示3者的非熒光淬滅系數(shù)NPQ均在1.89~2.14之間,qN則是在0.78~0.82之間,其中紅色宮殿最高,高出3%~11.4%。而熒光淬滅系數(shù)qP則是木門最高,達(dá)到了0.183,高出其余兩者10.8%。本次試驗(yàn)中“紅色宮殿”表現(xiàn)出相對(duì)較高的由熱耗散引起的熒光淬滅,即該階段“紅色宮殿”通過熱耗散來消耗過剩光能的能力較高;而木門的NPQ、qN相對(duì)較低,但是qP較高,說明“木門”是3個(gè)栽培品種中光能利用率是相對(duì)較高的。
2.3?三種百合的實(shí)際PS II效率
圖1中左圖顯示的是PSⅡ的實(shí)際光量子產(chǎn)量Y(Ⅱ)隨著有效光合輻射PAR變化的趨勢(shì)。可以看出3種百合的趨勢(shì)相同,且在PAR為0μ moL·m-2·s-1時(shí)3者的實(shí)際光量子產(chǎn)量都在0.75左右,0~2000μ moL·m-2·s-的過程為Y(Ⅱ)的急速下降階段,2000~4000μmoL·m-2·s-1的過程中Y(Ⅱ)下降速度減慢并開始趨于穩(wěn)定,且最終穩(wěn)定在0.1左右。3者之間的差異不顯著,其中“木門”的Y(Ⅱ)為0.09,高于另兩者11.2%。
圖1里的右圖是不同品種的百合的實(shí)際光電子傳遞速率,隨著PAR的增加的變化,在PAR達(dá)到2000μmoL·m-2·s-1時(shí)開始趨于穩(wěn)定。與Y(Ⅱ)結(jié)果相似,“木門”的ETR為77,高于另兩者11%,且3者之間存在較明顯的大小關(guān)系,木門>紅色宮殿>贊比西。
Y(Ⅱ)與ETR均表明在本次隨機(jī)選取到的3種百合中,“木門”的實(shí)際PSⅡ的光合效率是最高的,但3者之間的差異未達(dá)到顯著水平。說明在花蕾期同一雜交類型的百合存在光合能力不一,但不顯著。
2.4?各熒光參數(shù)之間的相關(guān)性分析
通過相關(guān)性分析可知,Y(Ⅱ)與ETR、qP兩者間存在正相關(guān)關(guān)系,且相關(guān)性較高,相關(guān)系數(shù)為0.807和0.948;ETR與qP的相關(guān)系數(shù)為0.765,較高的正相關(guān)關(guān)系;qP與qN、NPQ之間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系,其相關(guān)性系數(shù)都-0.950以上,達(dá)到了-0.974、-0.963;其中Fv/Fm與其余各參數(shù)的相關(guān)性,qN、NPQ與ETR之間的相關(guān)性較其他幾組要弱。
3?結(jié)論與討論
在植物的生長(zhǎng)過程中,外界環(huán)境的變化對(duì)光合生理有著直接間接的影響。本次試驗(yàn)主要針對(duì)花蕾期的百合進(jìn)行熒光的測(cè)定以探究開花前期百合的熒光特性。葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)在測(cè)定光合作用過程中PSⅡ?qū)饽艿奈铡鬟f、耗散、分配等具有特殊的作用[4],是一種可以進(jìn)行快速、無損傷測(cè)量的內(nèi)在探針,能及時(shí)有效的反應(yīng)出光合作用過程的變化[5]。
Fv/Fm是人們常用來判斷植物是否處于脅迫狀態(tài)的一個(gè)指標(biāo),本次研究結(jié)果表明了3個(gè)供試品種的Fv/Fm比較一致,接近于該值正常水平的最低值,說明此時(shí)的植物處于脅迫的臨界值,外界的光強(qiáng)和溫度可能對(duì)3個(gè)供試品種產(chǎn)生了不同程度的脅迫。本次試驗(yàn)是在露地栽培的條件下進(jìn)行的,在同等測(cè)試光強(qiáng)度下,3個(gè)供試品種的qP、Y(Ⅱ)、ETR等有大有小,但無顯著差異,這一結(jié)果與智永祺[6]等人對(duì)東方百合不同品種的光合特性研究的結(jié)果較為一致。NPQ是反映的非光化學(xué)淬滅部分的光能,以熱耗散形式將吸收的過多的能量排出體外,體現(xiàn)的是植物體的自我保護(hù)機(jī)制[7]。3個(gè)供試品種的NPQ表現(xiàn)出了一定的差異性,花蕾期“紅色宮殿”的NPQ顯著高于另外2個(gè)品種,說明在該時(shí)期這一品種處于不利環(huán)境時(shí),通過熱耗散將過多的光能消耗掉,來保護(hù)光合結(jié)構(gòu),以適應(yīng)高強(qiáng)度光照環(huán)境。這與劉落魚[8]在不同品種茶花葉片的葉綠素?zé)晒馓匦陨系慕Y(jié)果相類似。
綜合研究結(jié)果可以得出,相同雜交型的百合在相同的環(huán)境條件下熒光特性存在不同,但未達(dá)到顯著水平。本次供試的3個(gè)栽培品種中,“木門”具有較高的Fv/Fm、qP、Y(Ⅱ)、ETR和較低的NPQ、qN,即花蕾期的“木門”在高強(qiáng)度光照條件下能保持較高的光合速率,相對(duì)于其余2個(gè)品種來說?!凹t色宮殿”的Fm、Fv/Fm、qP、Y(Ⅱ)、ETR等都比較低,NPQ、qN、Fo較高,即在花蕾期“紅色宮殿”需要的光照強(qiáng)度要略低于其余兩者。在花蕾期進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼陉幙梢蕴岣吖夂献饔茫龠M(jìn)有機(jī)物的積累。
由于本次試驗(yàn)是在相同的露地環(huán)境條件下進(jìn)行的,影響植物光合作用的有光強(qiáng)、溫度、水分、土壤肥力等諸多因素,且缺乏周期性、系統(tǒng)性的研究。此后還需要進(jìn)一步開展整個(gè)花期百合的光合特性以及不同的水肥條件、光照條件等對(duì)百合開花質(zhì)量和產(chǎn)量影響的研究。
參考文獻(xiàn)
[1]?吳珍珍.遮陰和水分處理對(duì)大百合生理特性的影響[D].雅安四川農(nóng)業(yè)大學(xué),2015.
[2]張安林,潘遠(yuǎn)智,姜貝貝,等.遮蔭對(duì)香水百合光合特性及葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響[J].西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2011,36(05):163-167.
[3]羅建讓,Jaap V T,梁振旭.東方百合×喇叭百合雜種配子的育性[J].福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2015,44(6):601-605.
[4]張守仁.葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)參數(shù)的意義及討論[J].植物學(xué)通報(bào),1999(04):444-448.
[5]尤鑫,龔吉蕊.葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)參數(shù)的意義及實(shí)例辨析[J].西部林業(yè)科學(xué),2012,41(05):90-94.
[6]智永祺,韓福貴,盧珍紅,等.3個(gè)百合品種光合特征的比較研究[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2018,40(05):979-987.
[7]周玉霞,巨天珍,王引弟,等.3種旱生植物的葉綠素?zé)晒鈪?shù)日變化研究[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2019,33(05):164-170.
[8]劉落魚,佘漢基,周彤彤,等.10種茶花葉片的光合和熒光特性[J].經(jīng)濟(jì)林研究,2018,36(04):145-149.