Vol. 36 No. 1Jan. 2 0 2 1
第36卷第1期2 0 2 1年1月
林业与生态科学
FORESTRY AND ECOLOGICAL SCIENCES 文章编号：2096 - 4749（2021）01 - 0085 - 04
DOI ： 10. 13320/j. cnki hjfor. 2021 0012
引文格式：魏兰波，董佳慧，钱稷，邸葆.冷驯化期间4种楸树叶片叶绿素荧光参数变化研究林业与生态科学，2021,36
（1）:85 - 88.
WEI Lanbo, DONG Jiahui, QIAN Ji, DI Bao. The changes of chlorophyll fluorescence parameters of four Cata Ip a
spp. species during cold hardening"#. Forestry and Ecological Sciences , 2021,36（1） ：85 - 88.
冷驯化期间4种楸树叶片叶绿素荧光参数变化研究
! ，钱稷，邸葆
（河北农业大学园艺学院，河北保定071001）
摘要：以南北不同纬度的4种1 a 生楸树嫁接苗（滇楸、灰楸、梓楸、金丝楸）为研究对象，研究自然条件下冷 驯化期间4种楸树叶片叶绿素荧光参数变化规律（结果表明，冷驯化期间随着自然温度的降低，4种楸树叶
系统' 递 （+PS '）下降，光系统'最大光化学 （F v/F m ）、非光化学猝灭（NPQ ）和电
子传递速率（ETR ）先下降、后上升，最终值偏低，其中F v/F m 与抗寒性存在较高的一致性，可作为楸树叶片 抗
的鉴定指标（
关键词：楸树；叶绿素荧光参数；抗寒性；冷驯化
中图分类号：S792. 25 开放科学（资源服务）标志码（OSID ）：
文献标志码：A
The changes of chlorophyll fluorescence parameters of four Catalpa spp ・
speciesduringcoldhardening
WEI Lanbo , DONG Jiahui , QIAN Ji,DI Bao
(College of Horticulture , Hebei Agricultural University , Baoding 071001, China)
Abstract ：Intheprentstudy !one-year-old Catalpa spp graftedplantsoffourspecies (Ca-
talpafarges i f duclorx i !Catalpa farges i Bur !Catalpaovata G Don !and Catalpa bungei C A Mey )indi f erentlatitudeswereudtostudythechangeofchlorophy l fluo-
rescenceparametersduringcoldhardening Theresultsshowedthatduringcoldhardening
quantum yield of photosystem ' electron transport (①ps ' ) decread gradually, while maxi
mum photochemical efficiency of photosystem ' (F v /F m ) , non-photochemical quenching (NPQ ) and apparent photosynthetic electron transport rate (ETR ) firstly decread and then
incread , but the final values were lower than initial values. F v /F m was consistent with cold
hardiness whichcouldbeudtoestimatethecoldhardinessinleavesof Catalpa spp
Keywords ：Catalpa spp 'chlorophy l fluorescenceparameters 'coldhardiness 'coldhardening
作用对低温的反应十分敏感，低温胁迫会
双层膜完整 , 现为叶绿素含量下降
数学人教版使叶绿体基
松散，类囊
大，造成叶绿体 相关研究表明，叶绿素含量的 与园林 的
收稿日期:2020 - 10 -20
基金项目：国家林业和草原局科技发展中心项目（KJZXSA202036）（
男人底线
第一作者：魏兰波（996 -），女，河南林州人，硕士，研究方向为观赏植物抗逆生理（
通信作者：邸葆（1978 -），男，河北深泽人，博士，副教授，研究方向为观赏植物抗逆生理（
86林业与生态科学第36卷
抗具显的相关性，抗的植物叶片叶绿素含于抗的植物叶片叶绿素含而的叶绿素含于产生可渗透调节物质，进胞冰点，的抗「5#。当叶片吸收的时，可以启动自身保护机非光化学猝灭等形掉的珀当及时的时，植物就会受到的胁迫，发生现象。低温可i加发生的可，主要原因是低温了受损D1蛋白降解关的，严重了光系统的修复。有的学者提出，叶绿参数与低温胁迫关，其可用于植物抗鉴定，其中F v/F m 可作为植物抗的鉴定指标之一，可扩展应用于叶片之外的其他绿色组织器官「67#（
楸树｛Catalpa spp.）是我国所特有的乡土树种，其不仅是珍贵的用材，也是主要的园林绿化。对楸树的研究主要集冲
的调查、收集，速生丰产栽培，而关于温度对楸树生长影响的报少「89#。本研究以条件下生长的4种楸树为试材，研究冷驯化期叶片叶绿参数的变化规律，旨在为楸树抗理论研究及园林应。
1材料与方法
11
选取南北不同纬度的4种1a生嫁接楸树苗，遗：春季发芽早、秋季生长停止晚（滇楸Catalpa fargesii f.duclorx U）；春季发芽晚、秋季生长停止早（灰楸Catalpa fargesii Bur..；春季发芽早、秋季生长停（梓楸Catalpa ovata G. Don）；春季发芽晚、秋季生长停止晚（金丝Catalpa bungei C. A.Mey）o将4种楸树种植于河北农业大学标本园（河北省保定市，北纬38°50g东经115°26g，完全随组3次重复°
在4种楸树进入冷驯化期间于9月20日开始采样！部发育良好且厚度均匀的叶片，每隔15d1次，直至落叶。
1.2测定指标
死神的英文
抗测定采用电解质渗透法（EL）"10#，并利用Logistic算半温度。
罗平金鸡峰丛
叶绿参数测定的方法「】】#，测定PS II最大光化学原初转（率（F v/F m）、非光化学猝灭（NPQ）、PS II非环式电子传递（+ps D）以及PS II的非循环光合电子递速率（ETR）o 1.3统计分析
利用excel2010软件进行数据分析整理，SPSS 13.0统计软件进行相对的半温度计算以及显著性分析。
2结果与分析
2.1期间变化
冷驯化期间楸树叶片抗变化见图1（
Figure1The cold hardines s in leaves of Catalpa spp.
byELduringco>dhardening
由图1可知，9月20日4种楸树叶片的抗寒性较为，抗与最弱之间仅 1.16n, 9月20日至10月5日期间灰楸、梓楸和金丝楸叶片抗寒性迅速，其丝楸抗
到一6.36n，而灰楸叶片抗变化不大11月1日灰楸叶片抗寒性大幅，且远强于其他3种楸树。2.2期间F v/F m变
冷驯化期间楸树叶片F v/F m变化见图2O
日期Date
□滇楸；皿灰楸；目梓楸；&金丝楸
羊皮卷之三原文
b
图2冷驯化期间楸树叶片F v/F m变化
Figure2The variation of F v/F m in leaves of Catalpa spp.
duringco>dhardening
由图2可知，冷驯化期间，4种楸树叶片的PS H最大光化学F v/F m值整体均表现为先下降、（滇楸叶片F v/F m值10月5日显著下降后（P<0.05），维持；梓楸和灰楸叶片F v/F m值在4种楸处于2
种
第1期魏兰波，等：冷驯化期间4种楸树叶片叶绿素荧光参数变化研究87
楸树一直较为接近，只是在9月20日梓楸显著低于灰楸(@<0.05)，其他3个时期显著；金丝楸叶片Fv/F值10月5日显著下降了23.03% (@<0.05)，并显著低于其他3种楸树(@<0.05)，后期虽有回升，但整体处于
2.3冷驯化期间楸树叶片"ps#变化
冷驯化期间楸树叶片+'S'变化见图3(
□滇楸；皿灰楸；目梓楸；&金丝楸;
图3冷驯化期间楸树叶片"ps#变化
Figure3The variation of"PS#in leaves of Catalpa spp.
duringco>dhardening
由图3可知，冷驯化期间，金丝楸叶片光系统'
递+ps'值为下，而其他3种楸树为先、后下。金丝楸叶片+ps'值除9月20日显著高于其他3种楸树外(P< 0.05)，其他！个时期均低于其他3种楸树；滇楸叶片①ps'值最高值出现在10月5日，灰楸和梓楸叶+ps
'值值出现在10月20日，11月1日3种楸树叶片+ps'值均显著低于初始值(@<0.05)。2.4期间NPQ变化
冷驯化期间楸树叶片NPQ变化见图4(
日期Date
□滇楸；皿灰楸；目梓楸；&金丝楸
图4冷驯化期间楸树叶片NPQ变化
Figure4The variation of NPQ in leaves of Catalpa spp.
during cold hardening
整式加减
由图4可知，冷驯化期间，滇楸叶片的非光化学猝灭NPQ值均在9月20日10月5日显著下降后(@<0.05)，维持在较低水平；灰楸、梓楸和金丝楸叶片NPQ值均在10月5日显著下(@< 0.05)，又出现，其丝楸11月1日达到最高值，不仅显著高于其他3种楸树(@<0.05)，而且显著高于自身其他3个时期(@<0.05)。
2.5期间ETR变化
冷驯化期间楸树叶片ETR变化见图5。
09-2010-0510-2011-01
日期Date
□滇楸；口灰楸；目梓楸；&金丝楸
图5冷驯化期间楸树叶片ETR变化
Figure5The variation of ETR in leaves of Catalpa spp.
during cold hardening
由图5可知，冷驯化期间，4种楸树叶的表观光递速率ETR值均为先下降)
4种楸树叶片ETR值均在10月5日显著下降到最低值(@<0.05),10月20日又显著上升(P V0.05)，其滇楸和金丝楸叶片ETR值出现在9月20日，而灰楸和梓楸值出现在10月20日。
3结论与讨论
物作转化合成L质，物的器官对低温较为敏感，低温会导致植物系统相关的)递速率
下降，引发现象，物的I，物可定范围内通过热反应保护
身"2#(
研究发现，在非胁迫条件下，不同种类和
生态型的植物，F v/F m稳定在0.832 +0004左右，温胁迫会物F v/F m的显著下降，且抗
的种类比抗的种类下降更明显「13#。PS'是植物对环境胁迫的最敏感的指示器F v/F m 反映PS'反应中心最大转,Fv/F的下可以作为反映PS'的可靠指标，其变化程度可用来鉴物抵抗逆境胁迫的「1417#。王运涛等"8#研究F v/F m的减低幅度与品对低温的敏感性是的,F v/F m的下降访
温已经对PS'反应中心造成光化学伤害,F v/F m下的受伤害程度越大。本研究与研
究表现"920#，随着冷驯化期温度的降4种楸树F v F整现为下，但灰楸、梓楸丝楸10月20日F v/F值所，而滇楸F v/F m为下降，其中灰楸和梓楸具:
88林业与生态科学第36卷
高值，尤其在10月5日后，均高于滇楸和金丝楸。同时Fv/F m的表现趋势与ETR的表现趋势完全一致，表明随着冷驯化的深入,4种楸树均受到了低温的影响发生了光抑制，但4种楸树F v/F m降低幅度的差别表明4种楸树对冷驯化的敏感性不同。4种楸树的F v/F m与抗寒性存在较高的一致性，可作为楸树抗寒性强弱的鉴定指标。
许大全研究表明，低温会导致光合电子传递链PS'的最终电子受体减少，会引起PS'功能下降，表现为ETR的降低。王运涛等发现低温胁迫后抗寒性强的苜蓿有效电子传递和光化学效率高，光抑制程度低。本研究结果与王运涛等人研究结果一致，在冷驯化期间4种楸树的PS'整体均呈逐渐下降趋势，但滇楸和梓楸前期PS'有所提高，可能是在冷驯化初期，2种楸树经过低温的诱导，抗性有所上升，但随着冷驯化的深入，4种楸树PS'均表现为下降，但灰楸和梓楸在后期PS'较高，此趋势与灰楸和梓楸在后期具有较高的ETR和F v/F m较为一致，表明灰楸和梓楸PS'受伤害程度较小，受低温影响小，抗寒性较强。
植物在低温胁迫情况下，为避免光合系统尤其是PS'受到破坏，会通过光呼吸、荧光发射、叶黄素循环等途径来消耗植物自身不能利用的过剩光能。非光化学淬灭系数NPQ表示PS'吸收的光能中不能用于光合电子传递而以热的形式耗散的部分，是植物的一种自我保护机制本研究表明随着冷驯化的深入，4种楸树NPQ整体呈下降趋势，可能由于低温抑制了叶黄素循环的关键酶活性，影响了叶黄素循环，而在冷驯化后期灰楸、梓楸和金丝楸NPQ有所回升，表明这3种楸树PS H反应中心仍具有一定的自我恢复能力，说明关键酶活性受损程度较轻，适应低温胁迫能力较好，滇楸NPQ—直表现为下降，说明其PS'反应中心受伤害程度较高，已经超出其自身修复范围。
本研究中，4种楸树在自然低温胁迫下，PS'最大光化学效率降低，PS'潜在活性降低，非光化学淬灭降低，电子传递速率减慢，这些变化均表明楸树PS'反应中心受到低温的影响，导致光合能力减弱，造
成了光抑制。
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(责任编辑郭丽娟)
