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《江苏农业科学》[ISSN:1002-1302/CN:32-1214/S]

卷:

第47卷

期数:

2019年第19期

页码:

75-80

栏目:

遗传育种与耕作栽培

出版日期:

2019-11-04

文章信息/Info

Title:

Effects of exogenous calcium and cadmium on photosynthesis of sweet sorghum seedling leaves

作者:

郝正刚;  王志恒;  魏玉清;  曾周琦;  邹芳

北方民族大学生物科学与工程学院，宁夏银川 750021

Author(s):

Hao Zhenggang; et al

关键词:

甜高粱; 外源钙; 镉胁迫; 光合作用; 荧光参数

Keywords:

-

分类号:

S514.01；Q945.78

DOI:

-

文献标志码:

A

摘要:

阐明外源钙处理对镉胁迫下甜高粱光合作用的影响特征，为甜高粱栽培及产业化提供理论参考。以甜高粱杂交品种辽甜1号为材料，采取盆栽试验方法对幼苗分别进行4种胁迫处理：CK(不供钙不加镉)、Cd(不供钙加 200 μmoL/L 镉)、Ca1(供2.0 mmol/L钙加200 μmol/L镉)、Ca2(供3.0 mmol/L钙加200 μmol/L镉)。处理后第15、30天对幼苗叶片的叶绿素含量、光合参数、叶绿素荧光参数进行测定，第31天对光合响应曲线进行研究，结果表明，镉胁迫降低了叶片叶绿素含量，显著抑制了净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)，降低C_i，同时降低了原初光能转化效率(F_v/F_m)、光合电子传递量子效率(Φ_PSⅡ)、光化学淬灭系数(q_P)，降低了叶片最大净光合速率(P_max)、表观量子效率(φ)、暗呼吸速率(R_d)、光饱和点(LSP)，而C_i、非光化学淬灭系数(NPQ)、光补偿点(LCP)升高。外源钙处理能不同程度缓解镉对甜高粱光合作用的限制，并显著提高了甜高粱叶片的叶绿素含量、P_n、G_s、T_r、F_v/F_m、Φ_PSⅡ、q_P，降低了NPQ和C_i，此外也提高了叶片P_max、φ、R_d、LSP，降低了LCP。综上所述，镉胁迫显著降低了甜高粱的光合作用，而增施钙可以有效地缓解镉对光合作用的抑制作用，并有助于其光合作用的恢复，其中浓度 3.0 mmol/L 的外源钙处理恢复效果最明显。

Abstract:

-

参考文献/References:

［1］Wagner G J. Accumulation of cadmium in crop plants and its consequences to human health［J］. Advances in Agronomy，1993，51(1)：173-205.
［2］张金彪，黄维南. 镉胁迫对草莓光合的影响［J］. 应用生态学报，2007，18(7)：1673-1676.
［3］Clemens S，Palmgren M G，Kramer U. Along way ahead：understanding and engineering plant mental accumulation［J］. Trends in Plant Science，2002，7(7)：309-315.
［4］孙大业. 植物细胞信号转导研究进展［J］. 植物生理学通讯，1996，32(2)：81-91.
［5］汪洪，周卫，林葆. 钙对镉胁迫下玉米生长及生理特性的影响［J］. 植物营养与肥料学报，2001，7(1)：78-87.
［6］张鑫荣，杨洪强，隋静，等. 葡萄根系钙处理对叶片镉伤害的保护作用［J］. 园艺学报，2008，35(10)：1405-1410.
［7］李贺，连海峰，刘世琦，等. 镉胁迫对大蒜苗生理特性的影响及施钙的缓解效应［J］. 应用生态学报，2015，26(4)：1193-1198.
［8］刘公社，周庆源，宋松泉，等. 能源植物甜高粱种质资源和分子生物学研究进展［J］. 植物学报，2009，44(3)：253-261.
［9］张从，夏立江. 生物技术在污染土壤修复中的应用［M］. 北京：中国环境科学出版社，2000：1-10.
［10］陈福明，陈顺伟. 混合液法测定叶绿素含量的研究［J］. 浙江林业科技，1984(1)：19-23，36.
［11］陆燕元，马焕成，李昊民，等. 土壤干旱对转基因甘薯光合曲线的响应［J］. 生态学报，2015，35(7)：2155-2160.
［12］余叔文，汤章城. 植物生理与分子生物学［M］. 北京：科学出版社，1992.
［13］李孟洋，巢建国，谷巍，等. 高温胁迫对不同产地茅苍术开花前叶片叶绿素荧光特征的影响［J］. 植物生理学报，2015，51(11)：1861-1866.
［14］李元，王焕校，吴玉树. Cd、Fe及其复合污染对烟草叶片几项生理指标的影响［J］. 生态学报，1992，12(2)：147-154.
［15］Farquhar G D，Sharkey T D. Stomatal conductance and photosynthesis［J］. Ann Revi Plant Physiol，1982，33：317-345.
［16］孙赛初，王焕校，李启任. 水生维管束植物受镉污染后的生理变化及受害机制初探［J］. 植物生理学报，1985，11(2)：113-121.
［17］Baszynski T，Wajda L，Krol M，et al. Photosynthetic activities of cadmium-treated tomato plants［J］. Physiologia Plantarum，1980，48(3)：365-370.
［18］Bolhar-Nordenkampf H R，Long S P，Baker N R，et al. Chlorophyll fluorescence as a probe of the photosynthetic competence of leaves in the field：a review of current instrumentation［J］. Functional Ecology，1989，3(4)：497-514.
［19］陈建明，俞晓平，程家安. 叶绿素荧光动力学及其在植物抗逆生理研究中的应用［J］. 浙江农业学报，2006，18(1)：51-55.
［20］Govindjee. A role for a light-harvesting antenna complex of photosystem Ⅱ in photoprotection［J］. Plant Cell，2002，14(8)：1663-1668.
［21］Havaux M，Strasser R J，Greppin H. A theoretical and experimental analysis of the q_P and q_N coefficients of chlorophyll fluorescence quenching and their relation to photochemical and nonphotochemical events［J］. Photosynthesis Research，1991，27(1)：41-55.
［22］李伶. 镉、铜及其复合胁迫对浮萍［Spirodela polyrrhiea (L.) Schleid］叶绿素荧光参数的影响［D］. 上海：华东师范大学，2010：12-21.
［23］曹玲，王庆成，崔东海. 土壤镉污染对四种阔叶树苗木叶绿素荧光特性和生长的影响［J］. 应用生态学报，2006，17(5)：769-772.
［24］薛伟，李向义，朱军涛，等. 遮阴对疏叶骆驼刺叶形态和光合参数的影响［J］. 植物生态学报，2011，35(1)：82-90.
［25］孙旭生，林琪，赵长星，等. 施氮量对超高产冬小麦灌浆期旗叶光响应曲线的影响［J］. 生态学报，2009，29(3)：1428-1437.
［26］罗维成，曾凡江，刘波，等. 绿洲-沙漠过渡带引种植物光合生理特征研究［J］. 草业学报，2013，22(2)：273-280.
［27］林叶春，曾昭海，任长忠，等. 局部根区灌溉对裸燕麦光合特征曲线及叶绿素荧光特性的影响［J］. 作物学报，2012，38(6)：1062-1070.
［28］郎莹，张光灿，张征坤，等. 不同土壤水分下山杏光合作用光响应过程及其模拟［J］. 生态学报，2011，31(16)：4499-4508.
［29］刘建锋，杨文娟，江泽平，等. 遮荫对濒危植物崖柏光合作用和叶绿素荧光参数的影响［J］. 生态学报，2011，31(20)：5999-6004.
［30］吕晋慧，王玄，冯雁梦，等. 遮荫对金莲花光合特性和叶片解剖特征的影响［J］. 生态学报，2012，32(19)：6033-6043.
［31］张云，夏国华，马凯，等. 遮阴对堇叶紫金牛光合特性和叶绿素荧光参数的影响［J］. 应用生态学报，2014，25(7)：1940-1948.
［32］Faller P，Kienzler K，Krieger-Liszkay A. Mechanism of Cd²⁺ toxicity：Cd²⁺ inhibits photoactivation of photosysⅡby competitive binding to the essential Ca²⁺ site［J］. Biochimica et Biophysica acta，2005，1706(1/2)：158-164.
［33］Andersson A，Nilsson K O. Influence of lime and soil pH on Cd availability to plants［J］. Ambio，1974，3(5)：198-200.

相似文献/References:

[1]张飞,邹剑秋,王艳秋,等.能源作物A1、A3型细胞质甜高粱光合生产及物质分配特性比较[J].江苏农业科学,2013,41(08):101.
　Zhang Fei,et al.Comparison of photosynthesis and material distribution characteristics between A1-type and A3-type cytoplasmic sweet sorghum[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2013,41(19):101.
[2]新楠,罗峰,李贺,等.播期对天津地区甜高粱主要性状的影响[J].江苏农业科学,2014,42(08):90.
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[4]毛鑫,宇鑫,王鹏飞,等.不同品种甜高粱茎秆中糖分积累规律的研究[J].江苏农业科学,2014,42(01):77.
　Mao Xin,et al.Study on accumulation of sugar in stalks of different varieties of sweet sorghums[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2014,42(19):77.
[5]于惠琳,史振声,丛玲,等.干旱胁迫下甜高粱和粒用高粱光合及生理响应比较[J].江苏农业科学,2014,42(02):72.
　Yu Huilin,et al.Comparative photosynthetic and physiological response of sweet sorghum and grain sorghum under drought stress[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2014,42(19):72.
[6]郭会学,王发园,李帅,等.不同种植密度和施氮量对甜高粱生长、生物量和含糖量的影响[J].江苏农业科学,2016,44(04):152.
　Guo Huixue,et al.Effects of planting density and nitrogen fertilizer application amount on growth，biomass and sugar content of sweet sorghum[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2016,44(19):152.
[7]刘海波,魏玉清.盐胁迫对甜高粱和春小麦种子萌发影响的比较研究[J].江苏农业科学,2016,44(05):142.
　Liu Haibo,et al.Comparative study on effects of salt stress on seed germination between sweet sorghum and spring wheat[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2016,44(19):142.
[8]朱利君,闫秋洁.外源氯化钙对大蒜幼苗盐胁迫伤害的缓解作用[J].江苏农业科学,2016,44(08):242.
　Zhu Lijun,et al.Mitigative effect of exogenous CaCl2 on salt stress damage of Allium sativum L. seedlings[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2016,44(19):242.
[9]王永慧,陈建平,张培通,等.江苏沿海滩涂盐碱地甜高粱高产高效种植技术规程[J].江苏农业科学,2014,42(03):55.
　Wang Yonghui,et al.High yield and efficiency cultivation technical regulations of sweet sorghum in saline-alkali soil of coastal beach in Jiangsu Province[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2014,42(19):55.
[10]李春宏,张培通,郭文琦,等.甜高粱青贮饲料研究与利用现状及展望[J].江苏农业科学,2014,42(03):150.
　Li Chunhong,et al.Status and prospects of research and utilization of sweet sorghum silage[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2014,42(19):150.

备注/Memo

备注/Memo:

收稿日期：2018-06-22
基金项目：国家自然科学基金(编号：31060180)；北方民族大学研究生创新项目(编号：YCX18097)；宁夏回族自治区大学生创新项目(编号：2018-QJ-061)。
作者简介：郝正刚(1992—)，男，甘肃庆阳人，硕士研究生，研究方向为植物生理生态。E-mail：haozhenggang58@163.com。
通信作者：魏玉清，博士，教授，主要从事植物逆境生理与生物质能源研究。E-mail：weiyuqing@126.com。

常用功能

更新日期/Last Update: 2019-10-05