番茄幼苗叶片光合作用、PSII电子传递及活性氧对短期高温胁迫的响应

以番茄幼苗为试验材料,研究了光合气体交换参数、叶绿素荧光参数及PSII反应中心、PSII核心蛋白编码基因相对表达量和活性氧代谢对不同高温(25、30、35、40℃)胁迫12 h的响应,以期为番茄高温季节栽培提供参考依据。结果表明:随着温度的升高,番茄幼苗叶片光合碳同化能力受到抑制,30、35℃高温胁迫下番茄幼苗叶片光合作用减弱的原因主要为气孔因素,而40℃时则为气孔和非气孔因素共同限制。高温胁迫下番茄幼苗叶片PSII反应中心活性降低,PSII电子传递受阻,PsbA和PsbP基因相对表达量降低,即高温对番茄幼苗叶片的主要作用位点为PSII供体侧放氧复合体(OEC)和PSII受体侧Q_A向Q_B的传递过程,其原因主要与OEC功能的破坏及D1蛋白的降解有关。高温胁迫下PsbP基因相对表达量降低幅度大于PsbA,并且标准化OJIP曲线上0.3 ms处相对可变荧光(V_K)的增加幅度大于2 ms处相对可变荧光(V_J),说明高温胁迫对番茄幼苗PSII供体侧的伤害程度大于受体侧。番茄幼苗叶片在30、35℃高温胁迫12 h并没有诱导过量的活性氧(ROS)产生,这与非光化学淬灭(NPQ)有效淬灭过剩光能有关,而在40℃高温胁迫下番茄幼苗叶片NPQ显著降低,导致叶片中过剩光能(1-qP)/NPQ和ROS大量积累,这是导致光抑制加剧的重要原因。