Untitled - 中国植物生理与分子生物学学会

高 锰 胁 迫 下 空 心 莲 子 草 体 内 的 光 合 与 抗 氧 化 响 应
朱 金 文 1 , 翁 晓 燕
(1. 浙 江 大 学 农 业 生 物 技 术 学 院 ,2. 浙 江 大 学 生 命 科 学 学 院 , 杭 州 ,310058)
空 心 莲 子 草 (Alternanthera philoxeroides (Mart.) Griseb) 是 我 国 危 害 最 为 严 重 的 10 种 外 来 入
侵 杂 草 之 一 , 使 用 草 甘 膦 化 学 防 治 是 当 前 空 心 莲 子 草 治 理 的 最 主 要 措 施 (Bowmer et al., 1993a)。
草 甘 膦 的 除 草 活 性 受 金 属 离 子 的 影 响 很 大 , 重 金 属 污 染 土 壤 空 心 莲 子 草 的 防 治 更 为 困 难 。 本
论 文 以 水 生 生 态 型 空 心 莲 子 草 为 试 验 材 料 , 研 究 了 高 锰 胁 迫 下 , 空 心 莲 子 草 对 草 甘 膦 的 敏 感
性 变 化 以 及 杂 草 体 内 的 光 合 与 抗 氧 化 响 应 机 制 。
高 锰 条 件 下 生 长 的 空 心 莲 子 草 对 草 甘 膦 有 明 显 耐 药 性 。0.31、2.45 mM 锰 浓 度 培 养 120d,
草 甘 膦 (68 g ae/ha) 处 理 后 20 d, 茎 叶 鲜 重 抑 制 率 分 别 比 常 规 锰 处 理 植 株 下 降 17.4 与 44.6 个 百 分
点 ; 地 下 根 茎 存 活 率 约 提 高 了 3 倍 , 空 心 莲 子 草 对 草 甘 膦 的 耐 药 性 随 锰 浓 度 提 高 而 增 强 。
光 合 特 性 分 析 表 明 , 锰 处 理 后 120 d, 空 心 莲 子 草 的 光 饱 和 点 未 受 影 响 , 均 在 PPFD 1000
µmol/(m 2 · s) 左 右 。 次 高 锰 处 理 后 , 空 心 莲 子 草 光 合 速 率 比 CK 组 处 理 提 高 了 22.4%, 气 孔 导 度
未 受 影 响 , 胞 间 CO 2 下 降 ; 叶 绿 素 b 的 含 量 与 总 叶 绿 素 含 量 提 高 , 促 进 了 其 天 线 色 素 的 转 换 效
率 与 PSⅡ 电 子 传 递 速 率 , 杂 草 用 于 PSⅡ 光 化 学 反 应 的 能 量 较 多 。 高 锰 处 理 后 , 光 合 速 率 下 降
了 11.8%, 胞 间 CO 2 下 降 , 但 气 孔 导 度 未 受 影 响 。 高 锰 处 理 下 叶 片 叶 绿 素 含 量 以 及 Chl a/b 值 无
异 常 , 可 能 对 原 初 反 应 伤 害 不 大 ; 但 是 导 致 电 子 传 递 受 阻 , 叶 片 实 际 光 化 学 效 率 与 电 子 传 递
速 率 降 低 ,PSⅡ 开 放 的 反 应 中 心 比 例 与 参 与 CO 2 固 定 的 电 子 减 少 , 也 可 能 导 致 碳 同 化 降 低 迫 使
叶 片 的 PQ 库 还 原 程 度 升 高 , 通 过 热 耗 散 的 能 量 增 加 。 总 之 ,0.31 mM 锰 浓 度 促 进 了 空 心 莲 子 草
的 光 合 作 用 , 而 2.45 mM 锰 浓 度 一 定 程 度 上 抑 制 了 空 心 莲 子 草 的 光 合 作 用 。
膜 脂 过 氧 化 与 抗 氧 化 酶 活 性 测 定 结 果 表 明 ,0.31 mM 锰 处 理 下 与 对 照 相 比 空 心 莲 子 草 体 内
膜 脂 系 统 正 常 , 叶 片 中 膜 脂 过 氧 化 产 物 丙 二 醛 (MDA) 含 量 与 CK 组 处 理 无 显 著 差 异 , 超 氧 化 物
歧 化 酶 (SOD) 和 抗 坏 血 酸 过 氧 化 酶 (APX) 活 性 变 化 不 大 。2.45 mM 锰 处 理 下 , 膜 脂 过 氧 化 增 加 ,
MDA 含 量 升 高 ,SOD 活 性 显 著 提 高 , 但 APX 活 性 先 升 后 降 。 同 时 草 甘 膦 (68 g ae/ha) 处 理 后 ,
0.31 mM 锰 处 理 SOD 活 性 更 早 出 现 下 降 。2.45 mM 锰 处 理 丙 二 醛 含 量 升 高 比 CK 组 处 理 快 ,
SOD、APX 活 性 更 早 出 现 下 降 。 不 同 锰 处 理 间 可 溶 性 蛋 白 含 量 变 化 下 降 无 显 著 差 异 。 可 见 ,
0.31 mM 锰 浓 度 下 , 空 心 莲 子 草 能 启 动 抗 氧 化 系 统 有 效 清 除 自 由 基 , 保 护 膜 系 统 ;2.45 mM 锰
浓 度 处 理 后 ,SOD、APX 等 抗 氧 化 系 统 无 法 有 效 清 除 高 锰 浓 度 的 氧 化 毒 害 , 膜 脂 过 氧 化 增 加 。
关 键 词 : 高 锰 胁 迫 ; 空 心 莲 子 草 ; 光 合 响 应 ; 抗 氧 化 响 应
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