外源钙对高温强光胁迫下甜椒幼苗光合生理特性的影响

摘要

甜椒生长过程中经常受到逆境胁迫，我国北方每年的八、九月份强光照射加上夏季高温使甜椒受到严重的高温强光迫害，导致产量降低。在植物遭受高温强光胁迫时钙离子可以减轻环境胁迫对细胞膜的伤害。因此，探讨影响甜椒产量的因素并依此指导农业生产具有重要的科学意义。甜椒在我国蔬菜栽培上具有重要的意义，随着栽培面积的扩大和人类对环境破坏日益加强，提高甜椒的产量和品质已经成为迫在眉睫的事情。本文以甜椒为材料，研究了不同外源钙浓度对高温强光胁迫下甜椒幼苗叶片光合及生理特性的影响。主要结果如下:
　　1.高温强光胁迫3h，T10（10 mM CaCl2）实验组的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均都大于对照组。同时光响应曲线结果表明预先喷施钙能明显降低因逆境胁迫导致暗呼吸的升高。
　　T10实验组在高温和强光的逆境胁迫后的表观量子效率(AQY)和光补偿点(LCP)明显低于对照组。在一定程度上表明喷施钙能明显提高甜椒幼苗叶片对逆境的适应能力。
　　2.在正常培养条件时三个实验组之间1，5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubisco)活性并无明显差异，但是遭受逆境胁迫后，对照组和喷施10 mM的CaCl2处理组的Rubisco活性都呈现下降趋势，但是10mM的CaCl2处理组下降幅度明显低于对照组，反而喷施5mM的CaCl2处理组的Rubisco活性在胁迫3h时升高，随后又降低。
　　3.Rubisco是由核基因(rbcS)和叶绿体基因(rbcL)共同编码。在高温强光胁迫下，对照组的小亚基和大亚基的相对表达量都急速下降。而5mM的CaCl2处理组的小亚基相对表达量在胁迫过程中无明显变化，大亚基相对表达量则出现先下降后升高。10mM的CaCl2处理组的小亚基相对表达量则出现一直升高的趋势，反而大亚基的相对表达量在正常条件时显著高于对照组，但随胁迫时间延长相对表达量则出现下降的趋势，但下降的幅度明显低于对照组。
　　4.在高温强光逆境胁迫下，随着胁迫时间延长，相对CK实验组，T10(10mMCaCl2)和T5(5 mM CaCl2)实验组的表示最大光化学速率ψP0（最大光化学效率）的下降幅度缓慢，同时表示放氧复合体(OEC)受伤的VK（300μs QA还原程度）值上升缓慢，以T10实验组处理最为明显。在胁迫过程中表示2ms时反应中心关闭程度Vj值三个实验组均有不同程度上升。
　　在高温强光双重逆境胁迫下，随着胁迫时间延长，三个实验组的单位面积上各种量子效率如单位面积吸收的光能(ABS/CSm)、单位面积捕获光能（TR/ CSm）和单位面积用于电子传递的能量(ET/CSm)均有不同程度的下降，以对照组下降最为明显，T10实验组下降最为缓慢，T5实验组次之。三个实验组的单位面积上有活性的反应中心(RC/CSm)在胁迫过程中也是均有不同程度的下降，变化趋势同量子效率相同。
　　5.高温强光逆境胁迫导致植物体内活性氧产生与清除的之间的平衡失调，对照活性氧酶清除系统的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性升高，而喷施5mM、10mM的CaCl2后进一步提高了活性氧清除酶的活性，以喷施10 mM CaCl2的处理效果最明显。
　　6.实验组的保护性物质脯氨酸和可溶性糖含量明显高于对照组，随着处理时间延长，呈现逐渐增加的趋势。抗氧化系统酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)伴随胁迫时间延长活性逐渐增加，丙二醛(MDA)作为植物膜质过氧化的主要指标，正常条件下生长的实验组的含量较对照组明显较低。相对电导率变化趋势与上述结果一致。
　　7.植物细胞体内的可溶性蛋白多数是参与细胞生理生化反应的酶类，其含量可以作为了解植物体总代谢水平的重要指标之一。非逆境条件下，各个处理间无明显差异，随着逆境胁迫时间延长，可溶性蛋白含量也缓慢升高，但是喷施5mM、10mM的CaCl2虽然有提高可溶性蛋白含量但是效果并不显著。

目录

声明

摘要

缩略词表

第一部分 文献综述

1．1 研究甜椒的意义

1．2 高温强光胁迫的危害

1．3 快速叶绿素荧光动力学诱导在光合作用过程中的应用

1．4 钙的作用

1．5 Rubisco研究进展

第二部分 研究报告

第二章 外源钙对高温强光胁迫下甜椒光合及生理特性的影响

1 材料与方法

2 结果与分析

3 讨论

第三章 强光胁迫下外源钙对甜椒幼苗光合系统反应中心的影响

1 材料与方法

2 结果与分析

3 讨论

全文结论

参考文献

论文发表情况

致谢