短期光胁迫对西幼苗叶片结构及其衰老的影响.pdf

短期光胁迫对西瓜幼苗叶片结构及其衰老的影响 摘 要 种苗贮运技术是高品质工厂化育苗的关键环节之一，国外多为 低温弱光环境贮运穴盘苗，而在国内，由于贮运设备的限制，多在 全黑暗条件下贮运。贮运过程中的低温、弱光及黑暗的环境会引起 幼苗质量不同程度的下降，叶片出现黄化、脱落等衰老迹象。因此 探索光胁迫下植物叶片的衰老机制对种苗贮运环境条件的优化有重 要意义。本试验以西瓜（Citrullus vulgaris Schrad., cv. Fairfax）幼苗 为材料，设置 25 ℃黑暗、15℃黑暗、15℃弱光(15µmol·m-2 -1 ·s ) 四种 条件，分别处理2 、4 、6d；然后在25 ℃下恢复光照(300µmol·m-2 -1 ·s )2 、 4 、6d，对西瓜幼苗叶片的结构及其它相关衰老指标进行了研究。结 果表明： 一：黑暗处理造成叶绿体膨大变圆，片层减少、排列紊乱，淀 粉粒消失；25 ℃黑暗处理先影响叶绿体的片层结构，处理6d 片层完 全消失；而15℃黑暗处理先影响叶绿体的膜结构，处理6d 膜解体， 但片层结构仍清晰存在。弱光处理的幼苗叶绿体结构保持良好，淀 粉粒积累、基粒片层数及基粒的垛叠程度优于黑暗处理。恢复光照 后，黑暗处理的幼苗叶片叶绿体片层重新垛叠，淀粉粒开始积累， 淀粉粒的积累和植株抗逆性呈正相关；黑暗时间越长，叶绿体结构 恢复越慢，且15℃黑暗处理叶绿体恢复快于25 ℃黑暗处理。弱光处 理2d 幼苗恢复光照6d 后叶绿体结构反而变差，且差于黑暗处理； 处理4d 和6d，叶绿体结构在光下恢复越好，并好于黑暗处理，可见 短期(2d)弱光处理叶片叶绿体结构对光强的变化较敏感。 二：两种黑暗处理叶绿素、可溶性蛋白质含量和叶片干鲜重均 降低，蛋白质的降解早于叶绿素的丧失。15℃黑暗处理以上指标下 降幅度较小。弱光处理幼苗叶绿素先升后降、可溶性蛋白增加、叶 片干鲜重下降幅度小于黑暗处理。黑暗和弱光下幼苗 Fo 、Fm 、Fv 均升高，PS Ⅱ反应中心失活或破坏，但弱光下变化较小。黑暗处理 后Fv/Fm、Fv/Fo 和ФPS Ⅱ持续降低，15℃黑暗处理降低幅度小；而 弱光下处理2d ，叶片Fv/Fm、Fv/Fo 和ФPS Ⅱ下降，此后持续上升， 且高于黑暗处理。可见长期处理，弱光能相对减轻黑暗对PS Ⅱ反应 中心活性的抑制。 三：25 ℃黑暗下 SOD 活性均持续下降，15℃黑暗和弱光处理 SOD 活性先降后升；25 ℃黑暗处理POD 活性先升后降，15℃黑暗和 弱光处理POD 活性总体呈上升趋势，且始终高于25 ℃黑暗。黑暗和 弱光下细胞电解质渗透率(Electrolytic Leakage, EL)和 MDA 含量均升 高，升高幅度为25 ℃黑暗15 ℃黑暗弱光。恢复光照后，SOD、POD 活性、EL 值和MDA 含量因处理时间不同有不同的变化趋势。弱光 处理后恢复POD 活性始终高于黑暗处理，而EL 值和MDA 含量低 于黑暗处理，可见弱光下体内活性氧的清除主要由POD 负责。可见 弱光处理有利于保持较高的保护酶活性、降低膜脂过氧化程度，维 持膜透性的稳定，从而减轻黑暗对膜的伤害。 四：25 ℃黑暗处理2d 和4d 的幼苗引起的效应可以缓慢恢复到 对照水平，但黑暗6d 的幼苗不能恢复，加速了叶片的衰老；黑暗下 轻度低温（15℃）可延缓这种效应。弱光和 15℃黑暗处理 2d 、4d 的幼苗各指标基本恢复到同一水平，但处理6d 恢复，弱光处理的幼 苗优于黑暗处理；由此推测，长期处理，弱光条件可减缓黑暗引起 的叶片衰老。 关键词：西瓜，黑暗，弱光，温度，叶片，叶绿体结构，衰老 EFFECTS OF SHORT-TERM LIGHT STRESS ON LEAF STRUCTURE AND SENESCENCE OF WATERMELON SEED