高温胁迫下香榧雄苗和雌苗叶绿素荧光动力学分析方法

技术领域

本发明涉及一般植物学领域，尤其涉及一种高温胁迫下香榧雄苗和雌苗叶绿素荧光动力学分析方法。

背景技术

香榧(

嫁接技术在香榧的生产过程中一致被广泛运用，同时也是作为提高香榧产量、增强抗性的举措之一。为了全面反映在生产实践过程中，大面积种植香榧嫁接苗时在何种情况下会对种苗造成不可逆的伤害，以期试验结论能为香榧嫁接苗种植过程中进一步提供理论依据，指导生产，减少损失。而且，香榧嫁接雌苗和嫁接雄苗对夏季高温的敏感性不完全相同，为了更准确指导香榧嫁接雌苗和嫁接雄苗的栽培管理，有必要对香榧嫁接雌苗和嫁接雄苗在高温胁迫下快速叶绿素荧光诱导动力学参数和OJIP曲线进行研究分析，并对两者在高温胁迫环境下部分光系统所反映出的参数进行讨论。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高温胁迫下香榧雄苗和雌苗叶绿素荧光动力学分析方法。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高温胁迫下香榧雄苗和雌苗叶绿素荧光动力学分析方法，包括以下步骤：

步骤1)：用2年生榧树原生苗作为砧木，分别采收香榧雌苗和雄苗幼枝作为穗条接穗，嫁接成活生长2年后作为本次研究对象；

步骤2)：将嫁接雌苗与嫁接雄苗分别放在温度为24-26℃、29-31℃、34-36℃、39-41℃的光照培养箱内，控制其余变量，光照13-15 h后，温度降低1-3℃置于暗环境9-11 h；

步骤3)：叶片经过暗适应25-35 min后，选取植株新梢顶叶下第3−4个叶位的叶片进行快速叶绿素荧光诱导动力学曲线测定，雌雄嫁接苗各测4株，每株重复测定2次，测定的荧光参数如下：

F

步骤4)：对所有数据进行处理和分析，采用最小显著差数法进行多重比较。

作为优选，步骤2)中，将嫁接雌苗与嫁接雄苗分别放在温度为25℃、30℃、35℃、40℃的光照培养箱内，光照14 h后，温度降低2℃置于暗环境10 h。

作为优选，步骤3)中，采用多功能植物效率分析仪(M-PEA，Hansatech，Norfolk，UK)测定快速叶绿素荧光诱导动力学曲线。

采用上述技术方案具有以下有益效果：

本发明对香榧嫁接雌苗和嫁接雄苗在高温胁迫下快速叶绿素荧光诱导动力学参数和OJIP曲线进行研究分析，并对两者在高温胁迫环境下部分光系统所反映出的参数进行讨论，主要是为了全面反映在生产实践过程中，大面积种植香榧嫁接苗时在何种情况下会对种苗造成不可逆的伤害，以期试验结论能为香榧嫁接苗种植过程中进一步提供理论依据，指导生产，减少损失。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为不同温度胁迫下香榧嫁接雌雄苗叶片快速荧光诱导曲线对比。

图2为不同温度胁迫下香榧嫁接雌雄苗叶片F

图3为不同温度胁迫下香榧嫁接雌雄苗叶片PI

图4为不同温度胁迫下香榧嫁接雌雄苗叶片PI

图5为不同温度胁迫下香榧嫁接雌雄苗叶片净光合速率值对比。

图6为不同温度胁迫下香榧嫁接雌雄苗叶片气孔导度值对比。

图7为不同温度胁迫下香榧嫁接雌雄苗叶片胞间CO

图8为不同温度胁迫下香榧嫁接雌雄苗叶片蒸腾速率值对比。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的详细说明。

本发明提供一种高温胁迫下香榧雄苗和雌苗叶绿素荧光动力学分析方法，包括以下步骤：

步骤1)：用2年生榧树原生苗作为砧木，分别采收香榧雌苗和雄苗幼枝作为穗条接穗，嫁接成活生长2年后作为本次研究对象；

步骤2)：将嫁接雌苗与嫁接雄苗分别放在温度为24-26℃、29-31℃、34-36℃、39-41℃的光照培养箱内，控制其余变量，光照13-15 h后，温度降低1-3℃置于暗环境9-11 h；

本实施例中，将嫁接雌苗与嫁接雄苗分别放在温度为25℃、30℃、35℃、40℃的光照培养箱内，光照14 h后，温度降低2℃置于暗环境10 h；

步骤3)：叶片经过暗适应25-30 min后，进行快速叶绿素荧光诱导动力学曲线测定，雌雄嫁接苗各测4株，每株重复测定2次，测定的荧光参数如下：Fo：暗适应后的初始荧光强度(50 µs)；F

本实施例中，采用多功能植物效率分析仪(M-PEA，Hansatech，Norfolk，UK)测定快速叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP)。所有叶片均经过30 min暗适应后进行测定，对OJIP曲线进行JIP-test分析。

步骤4)：对所有数据进行处理和分析，采用最小显著差数法进行多重比较。

图1所示，经高温胁迫后，香榧嫁接雌苗和雄苗叶片快速叶绿素荧光诱导动力学曲线发生明显变化。在35℃以内，两者初始荧光较常温变化幅度均不大，在40℃高温胁迫下升高的幅度很大。在40℃高温胁迫下两者的J-I相拐点开始消失。两者的最大荧光强度较常温均下降，40℃高温下降尤为明显，曲线中J-I相几乎趋于平缓，但未完全消失，I点和P点荧光产出额度下降幅度明显。以上结果表明香榧嫁接雌苗与雄苗在高温胁迫下，光合机构破坏程度基本相同。

Fv/Fm反映PSⅡ活性中心光能转换效率的重要参数。图中不同大/小写字母分别表示同一品种不同温度下和同一温度下不同品种间差异显著(P＜0.05)，每个数值为平均值±标准偏差，下同。由图2和表1数据显示，香榧嫁接苗的F

PI

综合性能指数PI

表1 香榧嫁接雌雄苗高温胁迫下叶片最大光化学效率、光合性能指数和综合性能指数差异分析

从表2可见，常温下，香榧嫁接雌苗单位面积吸收的光能始终比雄苗要高，吸收量更多，且差异显著。在30℃、35℃、40℃高温胁迫下，单位面积上吸收的光能（ABS/CSm）、捕获的光能（TRo/CSm）、传递的光能（ETo/CSm）均先上升后下降，嫁接雌苗吸收、捕获和传递电子的份额均显著高于嫁接雄苗。单位面积上的热耗散（DIo/CSm）在温度逐渐升高的环境下明显逐渐升高，表2数据表明，嫁接雌苗耗散的能量份额低于雄苗。说明香榧叶片用于电子传递的能量份额减少，电子传递受阻，导致两者热耗散的能量份额增加，嫁接雌苗叶片电子受阻程度低于嫁接雄苗叶片。总体而言，在高温胁迫下香榧嫁接雌苗和雄苗单位面积量子效率参数与对照温度比变化大，差异显著，其中香榧嫁接雌苗在高温胁迫后较雄苗的单位面积能量流参数变化小。

表2 香榧嫁接雌苗和雄苗叶片高温胁迫下单位横切面积能量流参数和反应中心密度的差异

高温胁迫后，香榧嫁接雌苗和雄苗叶片

表3 香榧嫁接雌苗和雄苗叶片高温胁迫下Vj和量子产额的差异

用便携式光合系统测定香榧叶片的气体交换参数，测定时的气体流量为500 µmols

表4 香榧嫁接雌苗和雄苗叶片高温胁迫下气体交换参数的差异

表4和图5-8的数据与对比图显示：香榧嫁接雌苗和雄苗在不同温度胁迫下，叶片净光合速率值先上升后下降，雌苗的净光合速率较雄苗要高，两者在30℃左右达到最高值，从35℃开始差异显著。气孔导度值则是从25℃持续明显下降，雌苗的气孔导度较雄苗要略高。胞间CO

PSⅡ是植物光合系统对高温胁迫最敏感的区域。研究香榧苗连续高温处理下的PSⅡ受抑制情况，能够反映出香榧苗叶片对高温环境的适应能力。植物类囊体膜的变化能被叶绿素荧光迅速捕捉，叶绿素荧光快速诱导曲线出现K点的主要原因是电子传递过程中，水的裂解过程以及部分电子初级醌受体（

结果表明，香榧嫁接雌苗在高温胁迫下，光合机构破坏程度低于嫁接雄苗。OJIP曲线能直观反映出植物受逆伤害的程度，香榧嫁接雌苗的抗高温胁迫能力较雄苗要强。

本实验中，高温不仅破坏叶片供体侧电子传递，而且抑制并降低PSⅡ受体侧电子传递的速率。实验结果经JIP-test分析，香榧嫁接雌苗和雄苗经高温胁迫后，

在本研究中，温度胁迫导致香榧嫁接雌苗和雄苗的Fv/Fm降低，这符合植物经高温胁迫后的研究结果，这表明PSⅡ在高温胁迫后的光能转换了电子传递的效率降低。香榧嫁接雌苗的Fv/Fm值在高温胁迫后较雄苗下降的少，说明在高温环境中香榧嫁接雌苗PSⅡ的光能转化率和电子传递效率要高于同等条件下的嫁接雄苗。温度胁迫下，两者叶片反应中心能量流分配变化显著，香榧嫁接雌苗ABS/CSm、TRo/CSm、ETo/CSm的下降幅度明显高于嫁接雄苗。

PI

本次实验过程中，温度的变化导致香榧嫁接雌雄苗叶片气体交换参数的变化，随着温度的升高，净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）三者逐渐降低符合植物高温胁迫后的研究结果，表明植物光合作用受到抑制。胞间CO

综上所述，香榧嫁接苗在30℃左右的环境下，叶片光合性能最稳定；通过试验数据和讨论，以及快速叶绿素荧光诱导动力学曲线可以看出香榧嫁接雌苗比嫁接雄苗对高温的适应性要强，在生产实践过程中雌性嫁接苗适种范围比雄性嫁接苗要广。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。