摘要: 光是植物生长必须的，也是影响植物生长发育最重要的环境因子之一，光环境对植物的直接作用就是光合作用，光合作用能吸收光能并把它转化为化学能。光不足无疑会限制光合作用的快速进行。但是，光过量也严重影响植物的生长发育，当叶片吸收光能过多，... 展开 光是植物生长必须的，也是影响植物生长发育最重要的环境因子之一，光环境对植物的直接作用就是光合作用，光合作用能吸收光能并把它转化为化学能。光不足无疑会限制光合作用的快速进行。但是，光过量也严重影响植物的生长发育，当叶片吸收光能过多，不能及时有效地加以利用或耗散时，植物就会遭受强光胁迫，引起光合能力降低，发生光合作用的光抑制，严重时还会造成光合机构的光氧化破坏。然而，植株在长期的进化过程中逐渐形成了一整套保护机制，从而防止光合器官受到伤害深入研究这些保护机制不仅有助于我们理解植物对于逆境的克服和适应机制，同时也为我们通过提高植物抗氧化能力，从而为达到高产优质栽培目的打下基础。此外，通过增强植物的保护系统的同时也可望提高作物的营养水平。因此，本研究致力于不同光强下光保护机制中产生的物质同结球莴苣营养品质的关系影响。研究结果如下： 1)研究了不同光照强度对结球莴苣幼苗生长、光合特性和营养品质的影响，结果表明，不同的光强对结球莴苣叶片光合机构的影响不同。与对照相比，强光下结球莴苣叶片的光合速率(Pn)明显下降，强光下，光合速率下降的主要原因是气孔限制，而弱光下，Pn的下降主要是由于非气孔限制。随着光强的增加，结球莴苣的产量却显著增加，提高光强也有利于结球莴苣可溶性蛋白、碳水化合物等营养成分的合成，进而提高了结球莴苣的营养品质。 2)研究了不同光照强度对结球莴苣叶片荧光参数，光能吸收、利用、耗散的影响。结果表明，强光下，结球莴苣叶片的最大光化学效率(Fv/Fm)发生明显的下降，证明强光下结球莴苣发生了光抑制。强光也导致PSⅡ光化学量子效率(ΦPSⅡ)明显下降，而ΦPSⅡ的下降伴随光化学猝灭系数(qP)和开放PSⅡ中心激发能捕获效率的(Fv'/Fm')下降，表明光合机构的电子传递可能被过度还原。弱光下，Fv/Fm、ΦPSⅡ、qP和Fv'/Fm'却有不同程度的增加，说明适当的遮荫反而有利于提高PSⅡ的光化学效率。结球莴苣在不同光强条件下所吸收光能的多少不同，所吸收的光能的分配于各个部分的比例也大相径庭。虽然增加光强能够提高植株对光能的吸收，但是，强光下，用于光化学反应部分的光量子效率(ΦPSⅡ)下降，用于天线色素上耗散光量子效率(ΦNPQ)和反应中心由非光化学反应耗散的光量子效率(Φf，D)增加，这就加重了结球莴苣的膜脂过氧化程度。强光下，结球莴苣随着光氧化胁迫的发生，同时产生了一系列的保护机制来避免高光对植株造成过度损伤。强光下，较对照相比结球莴苣明显的提高了叶黄素脱氧化还原状态(DPS)和非光化学猝灭(NPQ)，从而有效地将过剩的光能以热能的形式消耗掉，这对植株起到了很大程度上的保护作用，此外，还能通过减少色素含量来降低对光能的吸收。而弱光下，用于天线色素上耗散光量子效率ΦNPQ和反应中心由非光化学反应耗散的光量子效率Φf，D均下降，因此植株均为发生明显的膜脂过氧化现象，且叶黄素脱氧化还原状态和非光化学猝灭不但没有增加反而较对照低很多。 3)研究了不同光照条件对结球莴苣叶片光合电子流分配、活性氧产生和抗氧化保护等方面的影响。结果表明：强光胁迫使结球莴苣叶片的PSⅡ总的电子流(Je(PSⅡ))、用于光合碳还原的电子流(Je(PCR))以及用于光呼吸碳氧化的电子流(Je(PCO))增加，并伴随交替电子流Ja的增加，这主要是由于强光下，结球莴苣叶片中碳同化电子库的相对较小所致。弱光下，结球莴苣叶片的Je(PSⅡ)、Je(PCR)、Je(PCO)、Ja的值均较对照要低，Je(PCR)占Je(PSⅡ)的比例增加，Je(PCO)、Ja占(PSⅡ)均下降，表明弱光限制了结球莴苣叶片的电子传递。强光下，Ja的增加势必导致活性氧的大量产生，随之植株体内一些重要的抗氧化酶：抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、愈创木酚过氧化物酶(GPOD)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)的活性和抗氧化物质：还原型抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)、α-生育酚的含量大幅度提高，以清除过量的活性氧，以免光能过剩时自由基对光合器官造成严重的损伤；而弱光条件下，Ja的值非常低，结球莴苣未发生氧化胁迫，所以，植株的抗氧化酶活性和抗氧化物质的含量很低，而其主要的保护机制是尽量提高光能的吸收和利用能力，另外，弱光下，结球莴苣通过提高色素含量来尽可能多的吸收光能，以满足自身的生长需求。综上所述，植物在避免光氧化胁迫的同时，也能提高植物本身的营养品质，对人类健康起到保护作用。 收起