弱光逆境对植物光合特性的影响

姓名：@@@学号：#########学院：生命科学学院专业：应用生物教育班级：11级A班综述名称：弱光逆境对植物光合特性的影响云南师范大学教务处编印弱光逆境对植物光合特性的影响￥（云南师范大学生命科学学院应用生物教育***班）摘要：弱光环境属于逆境的一种，虽然不是植物基本生存的限制因素，但弱光对植株光合作用、光合产物的运输和分配、营养元素的吸收、内源激素水平和抗氧化酶系活性等植物的生理代谢及形态建成有影响。

弱光影响植物的光合特性，是目前影响设施生产的重要不利环境因素之一。

研究弱光逆境适应性的调控及改善措施，付诸于生产实践。

关键词：弱光、光合特性、生长发育、调控。

Low Light Stress on Plant Photosynthesis Characteristics************(College of Life Sciences, Yunnan Normal University, Applied Biosystems## educationclasses)Abstract: In the face of adversity is a low light environment, though not the limiting factor in plant basic survival, but light on plant photosynthesis, transport and distribution of photosynthetic products, nutrient absorption, endogenous hormone levels and activity of antioxidant enzymes and other plant physiological metabolism and morphogenesis affected. Low light affect plant photosynthetic characteristics, is an important production facility currently affecting adverse environmental factors. The regulation of light stress adaptation and improvement measures put into production practices.Keywords: low light, photosynthesis, growth and development, the regulation.引言：对于植物本身来说，已有阴生植物和阳生之物之分，而绝大多数植物属于阳生植物。

大部分植物在弱光环境中都会产生生长不良的现象，植物在弱光环境中，会出现叶片变大变薄，夜色变淡，根系生长受到抑制，总生物量严重下降，开花期则会造成大量落花落果，生殖能力下降，果实品质降低及成熟延迟等现象。

随着我国农业生产的不断发展，新型的生产方式如间作、套作等栽培模式的出现，在很大程度上改善了农业生产，但也出现了一些问题。

再加上冬春季节经常出现雨、雪、连阴天等不良气候条件，造成植物的弱光环境，严重影响植物的生长和发育，使园业及农业生产的产量和品质严重下降。

解除弱光限制，就得培育耐弱光植物，必须对其形态、弱光信号传递及转导、生理生化、酶活性的调控、基因表达等进行有针对性的研究。

植物的光合特性生态作用是由光照强度、日照长度、光谱成分的作用、CO2的需求特性、温度和相对湿度等共同构成的，它们各有其空间和时间的变化关系。

不同的植物在生长过程中对光照强度的需求不同。

虽然因遗传及生长环境的差异，不同植物对弱光照的反应不同，其所谓的弱光逆境也不同[1]。

关于弱光的概念，植物生理学上还没有严格的定义，对于不同植物所需的光照环境本身就存在差异，有人认为弱光逆境指环境光强持久或短时间显著低于植物光饱和点，但不低于限制其生存的最低光照强度时的光环境[1] 。

研究弱光逆境对植物光合特性的影响，对园艺生产、农业生产等方面的提高，具有指导意义，并且对植物学、分子生物学、遗传学等学科的发展也有重要意义。

一、弱光对植物生长发育的表观Ⅰ.弱光抑制植物的组织和器官的分化弱光抑制细胞分裂及生长，对植物的生长有抑制作用，组织和器官的分化减慢，对枝叶和根的生长也有限制作用。

光照不足的树木，干高、纤细，枝叶稀疏。

光照不足时，常常使植物个体变小，植株叶片变大变薄、叶色变淡、角度平展、叶面积增加，茎长增加，根冠比减少等。

有研究表明，在遮阳情况下，葡萄植株出现黄化现象，酸樱桃枝梢变长变细，节间变短，叶面积和侧枝数量增加，植株总干重降低，而恢复正常光照后可消除这一影响；攀援植物绞股蓝的比茎长和株高随光照减弱而增加[2]。

这些研究结果一方面表明植物不同器官在形态发生方面对光的敏感性不同，另一方面也表明植物具有主动适应其生长环境光照条件的能力[1]。

Ⅱ.弱光影响植物光合作用合成物质在根与茎之间的分配弱光影响植物光合作用合成物质在根与茎之间的分配，植物的纵向生长和生长之间的投入。

在植物的弱光照下，植物幼苗有时增加高生长，是以减少根和茎的直径生长为代价的，其茎/根比较大。

Ⅲ.弱光影响植物叶片的生长发育弱光对叶片的排列方式、形态结构和生理性状有明显的影响，影响叶片数量、长度、叶片大小及角质层厚度、数目和数量。

Ⅳ. 弱光影响植物的开花光照强度不仅对植物花芽分化，而且对开花、授粉、坐果及果实发育等都有明显的影响[1]。

通常植物被遮光后，花芽的数量减少，已经形成的花芽也会由于养分供应不足而发育不良或早期死亡。

结实性如遇到弱光，会引起落果或果实发育不良、种子不饱满等。

Ⅴ.弱光影响植物的果实弱光对果实中糖分的形成和积累、的含量也有影响。

强光条件下，果实中糖分积累丰富，含量高。

因此，在光照充足条件下生长的苹果、梨、桃等，果实甘甜、色彩艳丽，品质好。

对甜樱桃枝条遮荫发现，遮荫枝条与对照相比，果实着色差，可溶性固形物含量下降，果实硬度也有下降，且果实成熟延迟[3]。

弱光对果实影响的主要原因是枝梢叶片生长量小且光照强度小，从而降低了光合作用而使叶子供给果实的同化物减少。

在苹果生长初期进行遮阳处理，其茎的生长没有受到弱光的影响，表明在果实生长季节初期光照强度很弱时，存在同化产物竞争，茎的生长优先于果实的生长。

从以上可以看出，弱光可以引起植物的不良生长，并且对于不同的植物来说，其生长对光强度的需求也不同，有明显的差异。

二、弱光对植物生理生化的光合特性的影响Ⅰ、弱光影响植物的叶绿素的合成叶绿体是高等绿色植物进行能量转换的细胞器，是其进行光合作用的主要结构。

影响叶绿体形成的环境因子有光照、水分、温度、氧气及矿质营养等，其中光照是影响叶绿体形成的主要因子。

叶绿体的发育受光的调控，弱光下叶绿体个体变小，数目变少；且叶片内叶绿体的分布也随光强的改变而改变，强光下叶绿体垂周分布，而在弱光下叶绿体则平周分布，以利于吸收更多的有效光，增加光合速率[4]。

沈文云等研究发现不耐弱光的黄瓜品种（津研3号）在弱光处理后叶片组织细胞叶绿体排列紊乱，方向不规则，海绵组织叶绿体及基粒发育不正常，基粒片层膨胀解体，叶绿体外被膜受到破坏[5]。

有报道表明，耐弱光生态型黄瓜在弱光（20～90μE·m-2·s-1）处理后叶片叶绿体内基粒数增多，基粒的类囊体排列紧密，从而有利于弱光环境下光能的有效利用[6]。

弱光环境对叶绿体超微结构有显著的影响，研究郁金香时发现遮光率超过50%时，不耐遮阴的夜皇后部分叶绿体呈不规则椭圆形，而耐阴的牛津则叶绿体超微结构变化较小[7] 。

植物光合作用中光能的吸收、传递和调节以及原初的光能转化都是在结构和功能上不同的各种叶绿素蛋白质复合物上进行的，所以叶绿素的合成离不开光的参与。

在植物叶绿体中，叶绿素a和叶绿素b含量及色素蛋白质复合体数量的多少和活性的大小对光合作用有着直接的影响。

光照强度的大小对叶绿素及其色素蛋白质复合体的形成、含量和分布均产生较大影响[8]。

不同程度的遮光处理能够显著增加白栎的叶绿素含量[9]，而强光照射则会使得菠菜叶片中的叶绿素含量明显下降[7] ，也有研究显示遮光处理对叶绿素含量没有显著影响[10]。

所以，弱光对不同植物的叶绿体含量的影响不同。

此外，叶绿素的合成还与光质有关。

车生泉等人[11]以小苍兰为实验材料，用不同光照射其幼苗，发现蓝光下叶绿素含量最高，其次是白光和红光,黑暗和绿光上最低。

不同光质下的Chlb/ Chla 的比例均有差别，Chlb/ Chla 比例以黄光和蓝光下最高，而以红光更有利于Chla 的形成。

而储种稀等人[12]以黄瓜为实验材料,发现红光处理的叶片与白光和蓝光处理的相比,有较低的Chla/ Chlb 比值,而生长在蓝光下的叶片其中Chl含量低于白光和红光下的含量,但它的Chla/ Chlb 比值最高,这与大多数的研究报道相一致,即蓝光培养的植株一般具有阳生植物的特性,而红光培养的植株与阴生植物相似。

Ⅱ、弱光对植物净光合速率、光补偿点和光饱和点的影响弱光逆境下，植物的功能叶片外部形态和内部结构均发生了变化，必然对光合作用产生影响。

光补偿点、光饱和点和净光合速率是直接反映植物光合作用能力大小的3项指标。

关于弱光对植物净光合速率的影响，目前结论比一致，即随着光照强度的减弱，净光合速率降低，下降幅度受诸如温度、CO2浓度、相对湿度等因素的影响，还同作物品种间的耐弱光能力有很大关系，耐弱光能力强的品种光合速率降低幅度较小。

在矮樱桃上的研究发现，光饱和点的降低幅度大于光补偿点的降低幅度，使光合作用有效辐射范围缩短[13]。

但是，光饱和点和光补偿点常随外界环境条件的变化而发生波动，可比性较差。

在弱光环境中影响植物的光合速率下降的一个重要因素就是植物的耐弱光能力。

不同的植物或者同一植物的不同品种的耐弱光能力不同，在弱光环境中生长时光合速率下降的幅度也有很大的差异，耐弱光的植物或品种即使在弱光条件下光合速率的下降幅度很小。

植物的耐弱光能力具有遗传特性，其在弱光环境中的生存能力与它在弱光下获得的光合速率的大小相关，在弱光下能够更多的吸收和捕获光能遗传特性决定其耐弱光的能力更强。

作物的光饱和点和补偿点可以代表作物自身对光能的要求及利用能力，是反映作物光合作用特性的重要特征值。

通常情况下，光补偿点较低的植物耐弱光能力越强，弱光环境中植物往往降低光饱和点和光饱和时的光合速率。

有试验研究表明，樱桃的光饱和点和补偿点随着光照强度的改变发生了变化，这是樱桃自身对不良光环境的一种适应性表现[13]。

阴生植物可以利用弱光，在光照弱的条件下都能生长，所以光补偿点低，因为植物在光照大于光补偿点时，可以生长。