外源钙缓解花生亚低磷光合障碍的机制

摘要：

[目的]亚低磷胁迫是制约我国花生优质高产的一个重要因素,而外源钙可有效改善中低产田花生的生长发育和产量.为此,研究了外源钙缓解花生亚低磷光合障碍的机制.[方法]以我国东北花生主栽品种之一'辽宁白沙'为试验材料,以Hoagland营养液为基础,在人工气候室内进行了砂培试验.花生幼苗催芽两周后进行处理,共设4个处理:1)?CK,正常磷营养液(P?1?mmol/L)+喷清水对照;2)?–P,亚低磷胁迫(P?0.5 mmol/L)+喷清水;3)?–P+Ca,亚低磷胁迫+叶面喷施CaCl215?mmol/L;4)?–P+TFP,亚低磷胁迫+钙调蛋白CaM抑制剂—三氟啦嗪(trifluoperazine,?TFP).处理后第9天,测定花生功能叶片气体交换、光系统活性;第10天,取样分析幼苗生长状况和类囊体膜完整性.[结果]亚低磷胁迫显著降低了花生的干物质积累、总叶面积和相对叶绿素含量,降低了花生叶片净光合速率Pn、蒸腾速率Tr和气孔导度Gs;亚低磷胁迫显著降低了花生叶片PSⅡ实际量子产量Y(Ⅱ)、PSⅠ实际量子产量Y(Ⅰ).与–P处理相比,–P+Ca处理显著提升了花生植株干物质积累和总叶面积,分别提高了26.7％和31.9％;改善了花生叶片的光合作用水平,显著提高了叶片净光合速率和气孔导度;外源钙提高了Y(Ⅰ)、Y(Ⅱ),明显缓解了亚低磷诱导的花生叶片Y(Ⅰ)和Y(Ⅱ)下降,提升了PQ库大小和环式电子传递,显著提高了类囊体ATP合酶活性,降低了类囊体的?pH,缓解了类囊体腔酸化.与–P处理相比,–P+TFP处理加剧了花生类囊体膜的损伤,并进一步降低了环式电子传递速率和ATP合酶活性.[结论]亚低磷胁迫显著限制花生的生长发育,降低了ATP合酶活性,造成了花生光抑制.外源钙能有效缓解亚低磷胁迫诱导的花生植株干物质积累、叶面积和相对叶绿素含量下降,并缓解亚低磷胁迫对光系统Ⅰ和光系统Ⅱ的抑制,而花生钙调蛋白(Ca2+-modulin)作为钙离子(Ca2+)的受体,在外源钙缓解花生亚低磷光合障碍的营养信号转导中起到重要作用.

关键词：外源钙、花生、亚低磷胁迫、光合电子传递、光抑制

所属期刊栏目：28

分类号：S513;Q945.78;S642.201

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;中澳ARC-Linkage国际合作项目;辽宁省高校科研面上青年项目;国家花生产业技术体系项目

在线出版日期：2022-07-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：1055-1066