Cd2+胁迫下3种柳树叶片叶绿素荧光参数的光响应研究
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更新于2024-08-08
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"这篇论文是2011年发表在北京林业大学学报上的研究，主要探讨了3种柳树（垂柳、苏柳‘J172’和银芽柳）在Cd2+（镉离子）胁迫下的叶绿素荧光参数对光响应的变化。研究人员利用MINI-IMAGING-PAM荧光成像测定系统，观测了这些柳树在不同浓度Cd2+环境中的叶绿素荧光特性。
论文指出，当柳树受到200mg/L Cd2+胁迫时，其叶片的初始荧光（F0）和最大荧光（Fm）显著增加，并在处理两周后达到最高值。这表明镉离子的存在可能影响了叶绿素的正常功能，导致光能吸收和转换过程的改变。进一步的分析显示，在200mg/L Cd2+胁迫下，PS II的最大光化学效率（Fv/Fm）以及PS II的实际光量子效率（φPSII）和光化学淬灭系数（qP）随着光化光强度的增加而下降。这意味着柳树的光合作用效率受到了抑制。
此外，论文还探讨了不同光强下，三种柳树叶片的叶绿素荧光参数变化。在相同光照强度下，受到Cd2+胁迫的柳树叶片φPSII和qP显著降低，显示出它们对镉离子的敏感性。同时，PS II调节性能量耗散的量子产额（Y(NO)）、非光化学淬灭系数（qN）和表观电子传递速率（ETR）在光强增加时有所上升，这可能是一种适应性机制，即植物通过增加非光化学淬灭和提高光能利用率来缓解胁迫。
然而，非调节性能量耗散的量子产额（Y(NO)）在光强变化中并未显示出显著变化，但始终保持在较低水平，且显著高于对照组。这表明柳树可能通过维持一定的非光化学淬灭能力来应对镉离子的毒性影响，以保护光合系统的稳定性。
这篇论文揭示了柳树在镉离子胁迫下，通过调整叶绿素荧光参数，尤其是能量耗散和光化学效率的改变，来适应和抵抗环境压力。这些发现对于理解植物对重金属污染的适应策略以及改善植物抗逆性具有重要的科学价值。"
第
33
卷第
6
期
2011
年
11
月
北京林业大学学报
JOURNAL
OF
BEIJING FORESTRY UNIVERSITY
Vo
1.
33
, No.6
Nov.
, 2011
3
种柳树叶片
psn
叶绿素荧光
数对
Cd
2
+
胁迫的光晌应
钱永强周晓星韩蕾孙振元巨关升
(中国林业科学研究院林业研究所，林木遗传育种国家重点实验室，国家林业局林木培育重点实验室)
摘要:以盆栽垂柳、苏柳‘
1172
'及银芽柳为材料，利用
MINI-IMAGING-PAM
荧光成像测定系统，测定了
Cd'
+胁迫下
柳树叶片叶绿素荧光洋灭特性及各荧光参数的光响应曲线。结果表明，
Cd'
+胁迫下柳树叶片初始荧光(F
o)
与最大
荧光
(F
m
)
均显著增大，
200
mg/L Cd'
+处理
2
周时
，
F
。与
Fm
均达到峰值。并分析了
2
却
0
∞
o
mg/L
Cd'+
胁迫下各柳树
叶片日叶十绿素荧光参数的光
H
响向应，结果显示:夕
psn
最大光化学效率
(F/F
灭系数(问
qP
刊)随光化光强度的增加呈下降趋势;同光强作用下，受
Cd
矿，+胁迫的
3
种柳树
H
叶十片
φp
川
S
刊
H
与
q
伊
P
均显著降
低，但柳树种间存在显著差异;♂
psn
调节性能量耗散的量子产额
Y
凡
N
川
PQ
俨、非光化学洋灭系数(问
qN
川)与表观电子传递速
率
(ETR)
贝则
0
随着光化光强度增加皇上升趋势;同光强作用下，
Cd'
+胁迫使
Y
N
町、
qN
与
ETR
显著提高;
Cd'
+胁迫
下，柳树叶片
psn
非调节性能量耗散的量子产额
Y
NO
随光强的增加元明显变化，均稳定在较低水平，但显著高于对
照。推断柳树通过增加非光化学浮灭形式耗散过剩能量或提高光化学转化与光能利用效率，调节
psn
反应中心开
放程度与活性，表现出对
Cd'
+胁迫的耐性。
关键词:柳树;叶绿素荧光;铺离子胁迫;快速光响应曲线
中图分类号:
S718.43
文献标志码
:A
文章编号
:1000-1522(2011)06-0008-07
QIAN
Yong-qiang;
ZHOU
Xiao-xing;
HAN
Lei;
SUN
Zhen-yuan;
JU
Guan-sheng.
Rapid
light-
response
curves
of
PS
n
chlorophyll
fluorescence
parameters
in
the
leaves
of
Salix babylonica ,
Salix ‘
J172
,
and
Salix leucopithecia
to
Cd
2
+
stress.
}ournal
of
Beijing F
orestry
Univers
即
(2011)
33
(6)
8-14
[
Ch
,
27
re
f.
]
Research
Institute
of
Forestry
,
State
Key
Laboratory
of
Forest
Genetics
and
Tree
Breeding
,
Key
Laboratory
of
Tree
Breeding
and
Cultivation
of
State
Forestry
Administration
,
Chinese
Academy
of
Forestry
,
Beijing
,
100091
,
P.
R.
China.
The
effects
of
Cd
2
+
on
rapid
light-response
curves
of
photochemical
and
non-photochemical
chloropyll
fluorescence
quenching
parameters
were
investigated
under
different
cadmium
treatments
based
on
the
determination
of
chlorophyll
fluorescence
parameters.
Dark
fluorescence
yield
(F
o
)
and
maximal
fluorescence
yield
(F
m)
of
5α
lix
b
α
bylonic
α
，
S.
‘]1
72
'α
nd
S.
leucopitheci
αwere
investigated
under
different
concentrations
of
Cd
2
+
solutions
(0
,
50
,
100
,
200
,
400
mg/L)
by
a
MINI-IMAGING-PAM
chlorophyll
fluoromete
r.
The
results
showed
that
Fo
and
F m
significantly
increased
compared
with
control
,
and
the
two
parameters
reached
the
maximum
under
the
stress
of
200
mg/L
Cd
2
+
for
2
weeks.
The
rapid
light-response
curves
of
chlorophyll
fluorescence
parameters
of
the
three
willow
(5α
lix
spp.
)
trees
were
also
measured
at
various
light
intensities.
The
parameters
of
maximal
PS
n
quantum
yield
(FJ
Fm
) ,
effective
PS
n
quantum
yield
(φPSß)
and
coefficient
of
photochemical
quenching
(qP)
decreased
according
to
the
increase
of
light
intensity.
The
φ
I'
S
ß
and
qP
declined
significantly
under
Cd
2
+
stress
at
the
same
light
intensity
compared
with
contro
l.
The
parameters
of
quantum
yield
of
regulated
energy
dissipation
(Y
NPQ
) ,
coefficient
of
nonphotochemical
quenching
(qN)
,
and
electron
transport
rate
(ETR)
increased
with
elevation
of
light
intensity.
The
Y
NPQ
'
qN
,
and
ETR
increased
sharply
under
Cd
2
+
stress
at
same
light
intensity.
No
significant
change
was
found
for
quantum
yield
of
non-regulated
energy
收稿日期，
2011-06
斗
2
基金项目:中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(
ZD200916
、
R1F20
1O
-07
、
HIF2010-11
)。
第一作者:钱永强，博士，助理研究员。主要研究方向:园林植物逆境生理与分子基础。电话:
010-62889250
Email:
qianyqiang@ca
f.
ac
cn
地址:
100091
北京市颐和园后中国林业科学研究院林业研究所。
责任作者:韩营，博士，副研究员。主要研究方向:园林植物抗逆分子育种。电话:
010-62889652
Email:
hdd@ca
f.
ac.cn
地址:同上。
孙振元，愕士，研究员。主要研究方向:园林植物抗逆生理与分子育种。电话
:010-62889626
Email:
sunzy@ca
f.
ac.cn
地址:同上。
本刊网址:
http://journal.
bjfu.
edu.
cn
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