东北三大硬阔叶片叶绿素荧光特性对镉胁迫的响应
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邢 猛 李 世 兰 冯 富娟 张会 慧 王 娟 田 野 孙 广 玉
（ 东北林业大学 ， 哈尔滨 ， １ ５ ０ ０ ４ ０ ）
摘 要 以 东 北 三 大硬 阔 水 曲柳 （ Ｆ ｒ ａ ｘ ｉ ｎ ｕ ｓ ｍ ａ ｎ ｄ ｓ ｈ ｕ ｒ ｉ ｃ ａ Ｒ ｕ ｐ ｒ ． ） 、 黄波椤（ Ｐ ｈ ｅ ｌ ｌ ｏ ｄ ｅ ｎ ｄ ｒ ｏ ｎ ａ ｍ ｕ ｒ ｅ ｎ ｓ ｅ Ｒ ｕ ｐ ｒ ． ） 和 胡 桃 楸（ Ｊ ｕ ｇ ｌ ａ ｎ ｓ ｍａ ｎ ＆ｈ ｕ ｒ ｉ ｃ ａ Ｍａ ｘ ｉ ｍ． ） 为试验材料 ， 采 用 快 相 叶 绿 素 荧光 技 术 研 究 了其 叶 片光 系统 Ⅱ（ Ｐ Ｓ Ⅱ） 对镉胁迫 的 快速响应。结果表明 ： 随着镉 浓度 的升 高， ３种 乔木树种叶片的 Ｐ ｓ Ⅱ最大光化学效率（ Ｆ 、 ／ Ｆ ） 、 Ｐ ＳⅡ潜在 光化 学活 性（ ， ｖ ／ Ｆ ） 、 单 电子传 递体 （ Ｑ ） 被 完全还原 所需要 的能量（ ｓ ） 、 活性反应 中心的开放程度 （ ） 、 原初光 化学反应 的最大量子产额（ Ｐ ） 、 吸收光能用于失去一个 电子 的 Ｑ （ Ｑ ） 以后 的 电子传递 的能量 比例 （ Ｅ ） 、 单位反应 中心 捕 获的用于 电子传递的能量 （ Ｅ ／ ） 逐 渐 降低 ， 力学 曲线上 ２ ｍ ｓ时的相 对可 变荧光 （ Ｖ ｒ ） 、 荧光 上升 的初 始斜 率
余 的有 活性的反应 中心的耗能效 率提 高 ， 而 当镉 浓度超过 一定限度 ， 这种 通过 反应 中心失活的被动 保护机制逐 渐 失去作 用。但 不同树 种在重金属胁迫下具有 不同的耐受性 和适应机 制 ， 其 中黄 波椤和 胡桃楸 叶片的各 叶绿 素荧光 参数在镉 胁迫下变化趋势接近 ， 且变化幅度较 小， Ｐ ＳＩ Ｉ 反应 中心对镉胁 迫具有较 高的耐受性 。水曲柳叶 片的各 叶 绿素 荧光参数 在低 浓度时 变化不 明显 ， 当浓度大 于Ｏ ． ８ ｍｍ ｏ ｌ － Ｌ 时， 各 项指 标剧 烈变化 ， 叶 片发 生光抑制 ． 说 明其
Ｑ 位 点 和 质 醌 库 （ Ｐ Ｑ库 ） 容量 减少 ， 叶 片捕 获光 能 的 能 力 下 降 ， 热耗散 的比例增加 ， Ｑ 之 后 的 电子 传 递 能 量 比 例 减 少， 从 而降低 了 ３种乔木树种 叶片的光合 性能。 ／ 尺 呈现 出先升 高后 降低 的趋势 ， 表 明镉胁 迫程度较 小时剩
Ｎ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ａ ｓ ｔ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ／ Ｘ ｉ ｎ ｇ Ｍ ｅ ｎ ｇ ，Ｌ ｉ Ｓ ｈ ｉ ｌ ａ ｎ ，Ｆ ｅ ｎ ｇ Ｆ ｕ ｊ ｕ ａ ｎ ，Ｚ ｈ ａ ｎ ｇ Ｈ ｕ ｉ ｈ ｕ ｉ ， Ｗａ ｎ ｇ Ｊ ｕ ａ ｎ ，Ｔ ｉ ａ ｎ Ｙ ｅ ． Ｓ ｕ ｎ Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｙ ｕ （ Ｎ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ａ ｓ ｔ Ｆ ｏ ｒ ｅ ｓ ｔ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ Ｈａ ｒ ｂ ｉ ｎ １ ５ ０ ０ ４ ０。Ｐ．Ｒ．Ｃｈ ｉ ｎ ａ ／ ／ ｏ ｎ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｎｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ａ ｓ ｔ Ｆ ｏ ｒ ｅ ｓ ｔ ｒ ｙ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ． 一 ２ ０ １ ３。 ４ １ Ｉ ６ 、． 一 ５～９。 １ ３
第４ １ 卷 第 ６期
２ ０ １ ３年 ６月
东
北
Байду номын сангаас
林
业
大
学
学
报
Ｖｏ １ ． ４ １ Ｎｏ ． ６
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＮＯ ＲＴ ＨＥＡＳ Ｔ Ｆ ＯＲＥ Ｓ Ｔ ＲＹ ＵＮＩ Ｖ ＥＲＳ Ｉ Ｔ Ｙ
Ｊ ｕ ｎ ．２ ０ １ ３
东 北 三 大 硬 阔 叶 片 叶 绿 素 荧 光 特 性 对 镉 胁 迫 的 响 应
Ｐ Ｓ Ⅱ功 能 对 镉 胁 迫 的 耐 受性 最 弱 关 键 词 三 大硬 阔 ； 镉胁 迫； 光 系统 Ⅱ； 叶 绿 素 荧光
分类号 Ｑ ９ ４ ５ ． １ １ ：Ｘ５ ０ ３ ． ２
Ｒｅ ｓ ｐ ｏ ｎ ｓ ｅ ｓ ｏ ｆ Ｃｈ ｌ ｏ ｒ ｏ ｐ ｈ ｙ ｌ ｌ Ｆｌ ｕ ｏ ｒ ｅ ｓ ｃ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｃｈ ａ ｒ ａ ｅ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｉ ｎ Ｔｈ ｒ ｅ ｅ Ｋｉ ｎ ｄ ｓ ｏ ｆ Ｈａ ｒ ｄ ｗｏ ｏ ｄ Ｌｅ ａ ｖ ｅ ｓ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ Ｃｄ Ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ
（ Ｍｏ ） 、 非光化 学猝 灭的最大量子产额 （ Ｄ 。 ） 、 单 位反 应 中心吸 收的光 能 （ Ａ ／ ） 和 单位反 应 中心耗散 掉的 能量 （ Ｄ ／ ） 逐 渐升高 ， 表 明镉胁 迫抑 制 了 Ｐ ｓ Ⅱ受体侧 Ｑ 向双 电子传递体 （ Ｑ ） 的 电子传递 ， Ｐ ｓＩ Ｉ 电子传递链 受体侧
邢 猛 李 世 兰 冯 富娟 张会 慧 王 娟 田 野 孙 广 玉
（ 东北林业大学 ， 哈尔滨 ， １ ５ ０ ０ ４ ０ ）
摘 要 以 东 北 三 大硬 阔 水 曲柳 （ Ｆ ｒ ａ ｘ ｉ ｎ ｕ ｓ ｍ ａ ｎ ｄ ｓ ｈ ｕ ｒ ｉ ｃ ａ Ｒ ｕ ｐ ｒ ． ） 、 黄波椤（ Ｐ ｈ ｅ ｌ ｌ ｏ ｄ ｅ ｎ ｄ ｒ ｏ ｎ ａ ｍ ｕ ｒ ｅ ｎ ｓ ｅ Ｒ ｕ ｐ ｒ ． ） 和 胡 桃 楸（ Ｊ ｕ ｇ ｌ ａ ｎ ｓ ｍａ ｎ ＆ｈ ｕ ｒ ｉ ｃ ａ Ｍａ ｘ ｉ ｍ． ） 为试验材料 ， 采 用 快 相 叶 绿 素 荧光 技 术 研 究 了其 叶 片光 系统 Ⅱ（ Ｐ Ｓ Ⅱ） 对镉胁迫 的 快速响应。结果表明 ： 随着镉 浓度 的升 高， ３种 乔木树种叶片的 Ｐ ｓ Ⅱ最大光化学效率（ Ｆ 、 ／ Ｆ ） 、 Ｐ ＳⅡ潜在 光化 学活 性（ ， ｖ ／ Ｆ ） 、 单 电子传 递体 （ Ｑ ） 被 完全还原 所需要 的能量（ ｓ ） 、 活性反应 中心的开放程度 （ ） 、 原初光 化学反应 的最大量子产额（ Ｐ ） 、 吸收光能用于失去一个 电子 的 Ｑ （ Ｑ ） 以后 的 电子传递 的能量 比例 （ Ｅ ） 、 单位反应 中心 捕 获的用于 电子传递的能量 （ Ｅ ／ ） 逐 渐 降低 ， 力学 曲线上 ２ ｍ ｓ时的相 对可 变荧光 （ Ｖ ｒ ） 、 荧光 上升 的初 始斜 率
余 的有 活性的反应 中心的耗能效 率提 高 ， 而 当镉 浓度超过 一定限度 ， 这种 通过 反应 中心失活的被动 保护机制逐 渐 失去作 用。但 不同树 种在重金属胁迫下具有 不同的耐受性 和适应机 制 ， 其 中黄 波椤和 胡桃楸 叶片的各 叶绿 素荧光 参数在镉 胁迫下变化趋势接近 ， 且变化幅度较 小， Ｐ ＳＩ Ｉ 反应 中心对镉胁 迫具有较 高的耐受性 。水曲柳叶 片的各 叶 绿素 荧光参数 在低 浓度时 变化不 明显 ， 当浓度大 于Ｏ ． ８ ｍｍ ｏ ｌ － Ｌ 时， 各 项指 标剧 烈变化 ， 叶 片发 生光抑制 ． 说 明其
Ｑ 位 点 和 质 醌 库 （ Ｐ Ｑ库 ） 容量 减少 ， 叶 片捕 获光 能 的 能 力 下 降 ， 热耗散 的比例增加 ， Ｑ 之 后 的 电子 传 递 能 量 比 例 减 少， 从 而降低 了 ３种乔木树种 叶片的光合 性能。 ／ 尺 呈现 出先升 高后 降低 的趋势 ， 表 明镉胁 迫程度较 小时剩
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第４ １ 卷 第 ６期
２ ０ １ ３年 ６月
东
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Ｖｏ １ ． ４ １ Ｎｏ ． ６
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Ｊ ｕ ｎ ．２ ０ １ ３
东 北 三 大 硬 阔 叶 片 叶 绿 素 荧 光 特 性 对 镉 胁 迫 的 响 应
Ｐ Ｓ Ⅱ功 能 对 镉 胁 迫 的 耐 受性 最 弱 关 键 词 三 大硬 阔 ； 镉胁 迫； 光 系统 Ⅱ； 叶 绿 素 荧光
分类号 Ｑ ９ ４ ５ ． １ １ ：Ｘ５ ０ ３ ． ２
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（ Ｍｏ ） 、 非光化 学猝 灭的最大量子产额 （ Ｄ 。 ） 、 单 位反 应 中心吸 收的光 能 （ Ａ ／ ） 和 单位反 应 中心耗散 掉的 能量 （ Ｄ ／ ） 逐 渐升高 ， 表 明镉胁 迫抑 制 了 Ｐ ｓ Ⅱ受体侧 Ｑ 向双 电子传递体 （ Ｑ ） 的 电子传递 ， Ｐ ｓＩ Ｉ 电子传递链 受体侧