臭氧胁迫对冬小麦叶绿素荧光及气体交换的影响

为给O3等大气污染物胁迫下我国粮食生产和安全评估提供依据,利用开顶式气室(OTC)开展了3种O3熏蒸水平的大田试验(空气,CK;100 nL.L-1,T1;150 nL.L-1,T2),采用D iving-PAM叶绿素荧光仪和LC pro+光合仪测定了冬小麦(扬麦13)不同生育期的叶绿素荧光及气体交换参数.结果表明,T1的Fv/Fm均高于0.8,Pm、qP、(1-qP)/NPQ及Y(NO)与CK相似,NPQ及Y(NPQ)分别较CK上升13.5%~29.0%和13.3%~22.7%,实际光化学效率在自然光下(快速光曲线,RLC)和暗适应后(诱导曲线达稳态时,IC)分别下降4.6%~7.6%和11.3%~19.3%,Pn与Gs分别下降8.0%~9.8%和11.0%~23.1%,Ls在抽穗期和扬花期高于CK,在灌浆期和成熟期低于CK;T2的Fv/Fm均略低于0.8,Y(NO)、(1-qP)/NPQ及ci分别较CK增加37.9%~75.6%、157.1%~325.8%和3.4%~18.1%,实际光化学效率在RLC和IC条件下分别下降10.2%~13.6%和21.4%~29.1%,Pn、Ls、qP、Pm、NPQ及Y(NPQ)分别下降28.1%~39.9%、5.2%~21.3%、15.8%~30.4%、27.6%~45.6%、33.3%~52.9%和5.7%~17.9%.O3胁迫显著降低了冬小麦的光合能力,其胁迫效应和作用机制在生长季内呈动态变化;T1的Fv/Fm下降是对NPQ增加的响应,Pn与实际光化学效率降低是保护性调节的结果,其抗氧化系统及热耗散机制足以保护PSⅡ反应中心免遭光伤害;T2的CO2同化与QA重新氧化受限,热耗散机制受损,其光合能力下降是光合系统受到O3与过剩光能双重伤害的结果;O3损伤冬小麦PSⅡ的临界值在100~150 nL.L-1之间,接近100 nL.L-1,Fv/Fm难以指示O3对冬小麦的胁迫.尽管冬小麦对高浓度O3具有一定适应能力,地表O3浓度升高仍然是我国粮食生产中面临的一个重要的问题.

Effects of Long-term Ozone Exposure on Chlorophyll a Fluorescence and Gas Exchange of Winter-wheat Leaves