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青稞的光合特性及光破坏防御机制
  • ISSN号:0496-3490
  • 期刊名称:《作物学报》
  • 时间:0
  • 分类:S511[农业科学—作物学] Q945.11[生物学—植物学]
  • 作者机构:[1]中国科学院植物研究所,北京100093, [2]中国科学院研究生院,北京100039, [3]北京市农业职业技术学院,北京102442
  • 相关基金:中国科学院知识创新重要方向性项目(KSCX2-YW-N-52);国家科技支撑计划项目(2006BAD2680101);国家自然科学基金项目(30770223)
中文摘要:

通过气体交换、荧光猝灭动力学以及反射光谱等技术研究了两个青稞(Hordeum vulgareL.)品种的光合特性及激发能分配。结果表明,青稞的光饱和点1000μmol m^-2s^-1右。在0~500μmol m^-2s^-1光强范围里,青稞叶片的光呼吸(Pr)随着光强升高而增加;光强超过500μmol m^-2s^-1后,光呼吸变化不明显。光呼吸占总光合的比例(Pr/Pm)随光强增强下降。随着光强增强,光系统II开放反应中心转化效率(Fv′/Fm′),光系统Ⅱ实际光化学量子效率(ΦPSⅡ),光化学猝灭系数(qP)不断降低而青稞叶片的非光化学猝灭(NPQ)持续升高,说明越来越多的光能以热的形式耗散掉。光谱分析表明△PRI随着青稞叶片暴露于光下的时间迅速增大。因此,光呼吸不是青稞主要的光破坏防御机制,依赖叶黄素循环的热耗散可能是田间青稞耗散过剩光能的主要途径。

英文摘要:

As a local crop of Qinghai-Tibet Plateau, highland barley (Hordeum vulgare L.) has acclimated to the typical habitat with strong light and low O2 to CO2 ratio. Low O2 to CO2 ratio may have a great influence on photorespiration which plays an important role in protecting photosynthetic apparatus against photoinhibition. In this study, we hope to know whether photorespiration plays an important role in photoprotection of highland barley and what are the main photoprotective mechanisms of highland barley. Gas exchange, fluorescence quenching kinetics and reflectance spectrum were investigated to explore the photosynthetic characteristic and allocation of excitated energy in two highland barley cultivars. Results showed that light saturation point of highland barley was about 1 000 μmol m^-2 s^-1. Photorespiration rate (Pr) increased with light intensity increasing while it did not change significantly above 500 μmol m^-2 s^-1. The percentage of photorespiration to total photosynthesis (Pr/Pm) declined gradually with the increase of light intensity. The efficiency of open centers of photosystem II (Fv′/Fm′), actual photosystem Ⅱ efficiency (Фpsn) and photochemical quenching (qp) all declined with the increase of light intensity; non-photochemical quenching increased with light intensity increasing, indicating that more and more excited energy dissipated as thermal dissipation. Spectrum analysis showed that the change of photochemical reflectance index (△PRI) increased significantly when fully dark-adapted plants were suddenly exposed to light. On these bases, we concluded that photorespiration is not the main pathway for highland barley to relieve strong light stress; thermal dissipation relying on xanthophyll cycle may play an important role in dissipating excessive excited energy in highland barley.

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期刊信息
  • 《作物学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国作物学会 中国农业科学院作物科学研究所
  • 主编:万建民
  • 地址:北京海淀区中关村南大街12号中国农业科学院
  • 邮编:100081
  • 邮箱:zwxb301@caas.cn
  • 电话:010-82108548
  • 国际标准刊号:ISSN:0496-3490
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1809/S
  • 邮发代号:82-336
  • 获奖情况:
  • 2002年-第三届中国科协优秀科技期刊二等奖,2002-2009年-百种中国杰出学术期刊,2004年获“全国优秀期刊一等奖”,2005年获第三届国家期刊奖提名奖,2009年评为“2008年度中国精品科技期刊”,2009年被评为“新中国60年有影响力的期刊”,2011年获"第二届中国出版政府奖期刊奖提名奖"
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,波兰哥白尼索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国食品科技文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49369