低钾胁迫对玉米苗期光合特性和光系统Ⅱ性能的影响

为明确低钾胁迫对玉米光合特性和光系统Ⅱ(PSⅡ)性能的影响,本研究利用耐低钾玉米自交系90-21-3和钾敏感玉米自交系D937为试验材料,对低钾胁迫下的叶片光合参数、PSⅡ供体侧和受体侧以及PSⅡ反应中心的活性参数进行测定。结果表明,低钾胁迫降低了90-21-3和D937的叶片钾含量,引起叶面积、气孔导度(Gs)、净光合速率(Pn)显著下降,胞间CO2浓度(Ci)显著增加,表明光合速率的下降主要是由非气孔因素所致。在低钾胁迫下,90-21-3的QA初始还原速度(Mo)、J点可变荧光强度(Vj)和热耗散(DIo/ABS)分别显著增加64. 76%、18. 84%和37. 19%,D937分别显著增加117. 9%、283. 82%和99. 92%;而90-21-3的单位面积的反应中心数目(RC/CSm)、单位反应中心吸收能量(ABS/RC)和光化学性能指数(PIabs)分别显著降低30. 15%、70. 56%和62. 81%,D937分别显著降低51. 32%、164. 97%和97. 67%,表明低钾胁迫下90-21-3和D937的PSⅡ的供体侧和受体侧均受到抑制,PSⅡ反应中心数目减少、热耗散增加,导致PSⅡ整体性能下降,而供体侧的放氧复合体(OEC)的破坏是产生光抑制的主要原因。与D937相比,低钾胁迫下90-21-3的各参数变化幅度较小,PSⅡ受光抑制较轻,PSⅡ性能更优,能够保持较高的光合生产能力。本研究结果为进一步揭示玉米耐低钾光合生理机制提供了理论依据。