中国农学通报 ›› 2024, Vol. 40 ›› Issue (3): 66-75.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2023-0182
关思慧1,2(), 柴亚倩1, 杨元玲1, 刘慧英1, 郝庆1,2, 刁明1(
)
收稿日期:
2023-03-03
修回日期:
2023-08-22
出版日期:
2024-01-17
发布日期:
2024-01-17
通讯作者:
作者简介:
关思慧,女,1998年出生,山东青岛人,硕士研究生,研究方向为果树栽培生理研究。通信地址:832000 新疆维吾尔自治区石河子市石河子大学北苑新区农学院,Tel:0993-2057927,E-mail:137916034@qq.com。
基金资助:
GUAN Sihui1,2(), CHAI Yaqian1, YANG Yuanling1, LIU Huiying1, HAO Qing1,2, DIAO Ming1(
)
Received:
2023-03-03
Revised:
2023-08-22
Published-:
2024-01-17
Online:
2024-01-17
摘要:
从生理水平分析低温胁迫对不同品种石榴幼苗光合特性和抗氧化活性的影响,筛选低温对石榴影响的代表性评价指标,为石榴抗寒性育种研究和抗寒性评价体系建立提供科学依据。以1年生喀什酸石榴(抗寒性强)和突尼斯软籽石榴(抗寒性弱)2个品种幼苗为试验材料,采用盆栽方式,通过人工模拟低温的试验方法在人工气候室中设置5个温度水平的处理2、4、6 d,探究低温处理期间对2种石榴幼苗叶片光响应曲线(Pmax、AQY、LCP、LSP)、叶片水分饱和亏(WSD)、活性氧自由基(H2O2、O2·-)和抗氧化酶活性(POD、SOD、CAT、APX)的影响,利用主成分分析进行抗寒性生理生化指标的筛选。结果表明,随低温胁迫时间的延长,2种石榴的最大光合速率、表观量子效率和光饱和点呈下降趋势;随着胁迫温度的下降和低温胁迫时间的延长,细胞膜的完整性受到破坏,叶片水分饱和亏、H2O2含量和产生速率呈上升趋势;随胁迫温度的降低,抗氧化酶活性呈现先升高后降低的趋势。主成分分析表明,抗寒性筛选指标的重要性排序为H2O2=SOD>LSP>POD>LCP>Pmax>O2·->WSD>AQY>CAT>APX。综上,低温胁迫使2种石榴光合器官的结构和功能受到破坏,光合速率降低,同时受到氧化损伤,抗氧化系统对低温胁迫做出响应从而抵御活性氧的积累对细胞膜质过氧化造成的伤害,以维持抗氧化酶系统的稳定,降低膜透性损伤。通过主成分分析对比发现,低温胁迫下维持光合作用或积累较高的抗氧化酶活性是喀什酸石榴品种较突尼斯软籽石榴抗寒性强的原因。
关思慧, 柴亚倩, 杨元玲, 刘慧英, 郝庆, 刁明. 低温胁迫对石榴光合特性和抗氧化能力的影响[J]. 中国农学通报, 2024, 40(3): 66-75.
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品种 | 持续天数/d | 处理 | 最大光合速率/ [μmol/(m2·s)] | 表观量子效率 | 光饱和点/ [μmol/(m2·s)] | 光补偿点/ [μmol/(m2·s)] |
---|---|---|---|---|---|---|
喀什酸石榴 | 2 | CK | 19.666±0.334a | 0.0085±0.0007a | 1345.46±21.413a | 34.87±2.611b |
T1 | 15.383±0.303b | 0.0080±0.0004ab | 1237.54±28.507b | 34.09±0.969b | ||
T2 | 13.038±0.220c | 0.0068±0.0005bc | 1152.71±13.742c | 35.71±0.457ab | ||
T3 | 8.024±0.485d | 00064±0.0002c | 1144.16±15.743c | 37.75±0.465ab | ||
T4 | 5.312±0.106e | 0.0056±0.0001c | 1035.68±33.073d | 39.95±0.948a | ||
4 | CK | 18.086±0.189a | 0.0080±0.0004a | 1342.75±30.481a | 33.10±1.195c | |
T1 | 13.088±0.63b | 0.0071±0.0001a | 1181.88±14.903b | 36.78±2.275bc | ||
T2 | 9140±0.118c | 0.0063±0.0006ab | 1046.09±24.518c | 42.32±2.101b | ||
T3 | 7.305±0.367d | 0.0045±0.0012b | 952.22±25.499d | 49.88±1.862a | ||
T4 | 3.840±0.267e | 00049±0.0001b | 856.63±15.074e | 55.02±1.500a | ||
6 | CK | 18369±0.107a | 0.0078±0.0004a | 1331.84±29.519a | 31.56±2.699c | |
T1 | 12.789±0.899b | 0.0065±0.0003b | 1092.90±58.962b | 42.87±2.816b | ||
T2 | 8.786±0.459c | 0.0051±0.0005c | 953.49±15.343c | 46.75±2.067b | ||
T3 | 5.117±0.259d | 0.0041±0.0002cd | 829.89±22.026d | 57.34±0687a | ||
T4 | 3.487±0362d | 0.0028±0.0004d | 721.90±22.817d | 61.68±0.984a | ||
突尼斯软籽石榴 | 2 | CK | 17.960±0.165a | 0.0084±0.0005a | 1298.30±52.144a | 31.57±1.014c |
T1 | 14.147±0.433b | 0.0068±0.0004ab | 1230.89±48.156a | 34.03±1.336c | ||
T2 | 9260±0.719c | 0.0066±0.0005ab | 1189.51±15.663ab | 39.77±1.040b | ||
T3 | 6.464±0.344d | 0.0060±0.0009bc | 1077.76±25.559b | 42.37±0.983ab | ||
T4 | 2.745±0.483e | 0.0044±0.0005c | 947.98±11.884c | 44.76±0.667a | ||
4 | CK | 14.353±0.376a | 0.0088±0.0003a | 1300.83±44.045a | 30.13±0.847e | |
T1 | 8.174±0.41b | 0.0055±0.0005b | 1084.10±15.920b | 41.80±0.399d | ||
T2 | 6.616±0.299c | 0.0046±0.0006b | 936.18±35.550c | 46.25±1.066c | ||
T3 | 3.455±028d | 0.0044±0.0002bc | 867.78±31.218c | 51.31±0.806b | ||
T4 | 2.005±0.085e | 0.0032±0.0003c | 752.07±24.092d | 57.86±0758a | ||
6 | CK | 14.272±0.424a | 0.0079±0.0004a | 1250.76±34.476a | 27.86±0.472d | |
T1 | 5.400±0.184b | 0.0047±0.0006b | 963.22±57.922b | 47.82±2.258c | ||
T2 | 4.106±0.134c | 0.0038±0.0005bc | 765.87±34.635c | 57.23±1.555b | ||
T3 | 1.329±0.166d | 0.0029±0.0005cd | 712.95±26.892cd | 665.98±2.542a | ||
T4 | 0.594±0.199d | 0.0015±0.0003d | 596.02±5.683d | 69.27±1.213a |
品种 | 持续天数/d | 处理 | 最大光合速率/ [μmol/(m2·s)] | 表观量子效率 | 光饱和点/ [μmol/(m2·s)] | 光补偿点/ [μmol/(m2·s)] |
---|---|---|---|---|---|---|
喀什酸石榴 | 2 | CK | 19.666±0.334a | 0.0085±0.0007a | 1345.46±21.413a | 34.87±2.611b |
T1 | 15.383±0.303b | 0.0080±0.0004ab | 1237.54±28.507b | 34.09±0.969b | ||
T2 | 13.038±0.220c | 0.0068±0.0005bc | 1152.71±13.742c | 35.71±0.457ab | ||
T3 | 8.024±0.485d | 00064±0.0002c | 1144.16±15.743c | 37.75±0.465ab | ||
T4 | 5.312±0.106e | 0.0056±0.0001c | 1035.68±33.073d | 39.95±0.948a | ||
4 | CK | 18.086±0.189a | 0.0080±0.0004a | 1342.75±30.481a | 33.10±1.195c | |
T1 | 13.088±0.63b | 0.0071±0.0001a | 1181.88±14.903b | 36.78±2.275bc | ||
T2 | 9140±0.118c | 0.0063±0.0006ab | 1046.09±24.518c | 42.32±2.101b | ||
T3 | 7.305±0.367d | 0.0045±0.0012b | 952.22±25.499d | 49.88±1.862a | ||
T4 | 3.840±0.267e | 00049±0.0001b | 856.63±15.074e | 55.02±1.500a | ||
6 | CK | 18369±0.107a | 0.0078±0.0004a | 1331.84±29.519a | 31.56±2.699c | |
T1 | 12.789±0.899b | 0.0065±0.0003b | 1092.90±58.962b | 42.87±2.816b | ||
T2 | 8.786±0.459c | 0.0051±0.0005c | 953.49±15.343c | 46.75±2.067b | ||
T3 | 5.117±0.259d | 0.0041±0.0002cd | 829.89±22.026d | 57.34±0687a | ||
T4 | 3.487±0362d | 0.0028±0.0004d | 721.90±22.817d | 61.68±0.984a | ||
突尼斯软籽石榴 | 2 | CK | 17.960±0.165a | 0.0084±0.0005a | 1298.30±52.144a | 31.57±1.014c |
T1 | 14.147±0.433b | 0.0068±0.0004ab | 1230.89±48.156a | 34.03±1.336c | ||
T2 | 9260±0.719c | 0.0066±0.0005ab | 1189.51±15.663ab | 39.77±1.040b | ||
T3 | 6.464±0.344d | 0.0060±0.0009bc | 1077.76±25.559b | 42.37±0.983ab | ||
T4 | 2.745±0.483e | 0.0044±0.0005c | 947.98±11.884c | 44.76±0.667a | ||
4 | CK | 14.353±0.376a | 0.0088±0.0003a | 1300.83±44.045a | 30.13±0.847e | |
T1 | 8.174±0.41b | 0.0055±0.0005b | 1084.10±15.920b | 41.80±0.399d | ||
T2 | 6.616±0.299c | 0.0046±0.0006b | 936.18±35.550c | 46.25±1.066c | ||
T3 | 3.455±028d | 0.0044±0.0002bc | 867.78±31.218c | 51.31±0.806b | ||
T4 | 2.005±0.085e | 0.0032±0.0003c | 752.07±24.092d | 57.86±0758a | ||
6 | CK | 14.272±0.424a | 0.0079±0.0004a | 1250.76±34.476a | 27.86±0.472d | |
T1 | 5.400±0.184b | 0.0047±0.0006b | 963.22±57.922b | 47.82±2.258c | ||
T2 | 4.106±0.134c | 0.0038±0.0005bc | 765.87±34.635c | 57.23±1.555b | ||
T3 | 1.329±0.166d | 0.0029±0.0005cd | 712.95±26.892cd | 665.98±2.542a | ||
T4 | 0.594±0.199d | 0.0015±0.0003d | 596.02±5.683d | 69.27±1.213a |
指标 | 主成分Y1 | 主成分Y2 |
---|---|---|
最大光合速率 | -0.949 | 0.272 |
表观量子效率 | -0.837 | 0.119 |
光饱和点 | -0.979 | -0.035 |
光补偿点 | 0.952 | 0.119 |
过氧化氢含量 | 0.983 | -0.173 |
超氧阴离子速率 | 0.938 | -0.268 |
水分饱和亏 | 0.934 | 0.292 |
POD活性 | 0.976 | -0.200 |
SOD活性 | -0.983 | 0.058 |
CAT活性 | 0.723 | 0.219 |
APX活性 | 0.554 | 0.816 |
特征值 | 8.934 | 1.048 |
贡献率/% | 81.220 | 9.528 |
累计贡献率/% | 81.220 | 90.748 |
指标 | 主成分Y1 | 主成分Y2 |
---|---|---|
最大光合速率 | -0.949 | 0.272 |
表观量子效率 | -0.837 | 0.119 |
光饱和点 | -0.979 | -0.035 |
光补偿点 | 0.952 | 0.119 |
过氧化氢含量 | 0.983 | -0.173 |
超氧阴离子速率 | 0.938 | -0.268 |
水分饱和亏 | 0.934 | 0.292 |
POD活性 | 0.976 | -0.200 |
SOD活性 | -0.983 | 0.058 |
CAT活性 | 0.723 | 0.219 |
APX活性 | 0.554 | 0.816 |
特征值 | 8.934 | 1.048 |
贡献率/% | 81.220 | 9.528 |
累计贡献率/% | 81.220 | 90.748 |
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