Handy PEA測定快速葉綠素a熒光動力學(xué)曲線OJIP對紫莖澤蘭的耐熱性進(jìn)行研究

利用Handy PEA測定快速葉綠素a熒光動力學(xué)曲線OJIP對紫莖澤蘭的耐熱性進(jìn)行分類和總結(jié)

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      在過去20年間，基于生物膜中能量流動理論的快速葉綠素a熒光動力學(xué)OJIP曲線和JIP-test分析，具有無損、精確、快速的特點(diǎn)，現(xiàn)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于植物逆境生理的研究。
      OJIP曲線對各種環(huán)境的改變非常敏感，如光脅迫、化學(xué)物質(zhì)、熱、寒冷、干旱、重金屬或鹽脅迫、營養(yǎng)不良、大氣CO2或臭氧增加和病害等生長環(huán)境變化。植物在遭受不同的逆境脅迫后，其OJIP曲線呈現(xiàn)不同的變化，而JIP-test分析則對OJIP曲線的變化提供定量分析。因此，OJIP曲線和JIP-test分析可以用于分析環(huán)境變化對植物光合生理過程的影響并用于篩選抗逆品種。
      紫莖澤蘭是一種源于墨西哥的全球性的入侵物種。上世紀(jì)40年代，紫莖澤蘭從緬甸引入到云南，現(xiàn)在已入侵了廣西、貴州、四川和重慶等省份。它的入侵造成了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)的破壞和經(jīng)濟(jì)損失。
     溫度和濕度是影響紫莖澤蘭入侵和蔓延的兩個重要的生態(tài)因素。本研究的目的是在不同的紫莖澤蘭群體中篩選耐熱性的品種，確定熱脅迫對兩個光系統(tǒng)的影響，并探究獲得耐熱性的機(jī)理。這有利于辨別紫莖澤蘭的入侵和蔓延的方向，評估其蔓延的風(fēng)險(xiǎn)。
      在此研究中使用英國Hansatech公司制造的植物效率分析儀Handy PEA，測量了熱脅迫下四種紫莖澤蘭的OJIP曲線并對其葉綠素?zé)晒鈪��?shù)進(jìn)行了深入的分析。
       將來自華南地區(qū)的四種紫莖澤蘭的整株植株暴露于40℃環(huán)境下，根據(jù)植物傷害程度和快速葉綠素?zé)晒鈩恿�學(xué)曲線的變化，分類為三種：敏感型、中間型、耐受型。

 四種紫莖澤蘭熱脅迫下的表現(xiàn)

   根據(jù)JIP-test的分析表明，放氧復(fù)合體（OEC）的抑制和PS2反應(yīng)中心的失活是熱損傷的主要原因。在中度熱脅迫（＜40℃），輕微地傷害了OEC但是沒有在OJIP曲線上引起明顯的K點(diǎn)。在重度熱脅迫（≥40℃），在OEC上不可逆的顯著傷害導(dǎo)致了明顯的K點(diǎn)上升。

FO-FK標(biāo)準(zhǔn)化、ΔWOK及ΔWL
FO-FP標(biāo)準(zhǔn)化和ΔWOJ

另外，PS2反應(yīng)中心的失活、PS2的電子傳遞速率下降、PS2天線結(jié)構(gòu)的破壞、PS2光化學(xué)活性的喪失、PS1活性升高也在發(fā)生。而且，相對于中間型和敏感型的品種，耐受型的光合活性受到的傷害更小。

葉綠素?zé)晒鈪��?shù)的變化

     文章最后，基于熱脅迫敏感參數(shù)PIABS和VK之間極顯著的線性相關(guān)，提出熱敏感指數(shù)HSI這一參數(shù)，可以用于對不同紫莖澤蘭品種耐熱性的篩選和排序。HSI越小，耐熱性越高。
     文章還提到四種紫莖澤蘭的耐熱性與環(huán)境極端高溫顯著相關(guān)。這表明紫莖澤蘭耐熱性的獲得來源于其對環(huán)境高溫的適應(yīng)，這增加了紫莖澤蘭進(jìn)一步入侵熱帶地區(qū)的可能性。

本文來源：

Qiang S , Chen S , Ret o Jörg Strasser, et al. Classification andcharacteristics of heat tolerance in Ageratina adenophora populations usingfast chlorophyll a fluorescence rise O-J-I-P[J]. Environmental &Experimental Botany, 2016, 122:126-140.