缺铁小麦的叶绿素荧光动力学特征
摘要研究缺铁小麦的叶绿素荧光动力学特征,用于检测小麦的缺铁症,对小麦不同程度的缺铁处理,然后测定叶绿素荧光动力学参数。实验结果表明,缺铁小麦的叶绿素和类胡萝卜素含量都明显低于对照;严重缺铁(0% Fe)处理后,小麦的叶绿素荧光参数Fv/Fm、RC/CSm、Aera/Fv、ETo/ABS、ETo/Tro、Fv/Fo、Fm/Fo都显著下降,而DIo/CSo显著上升。这说明严重缺铁造成小麦单位面积反应中心的数目减少,质体醌库减小,电子传递速率下降,光化学效率降低,而反应中心热耗散比例增加。轻度缺铁(10% Fe)则只有RC/CSm稍有下降,其他参数变化不明显,说明单位面积的反应中心数目对铁元素缺乏最敏感。
关键词小麦;缺铁;叶绿素荧光;动力学特征
铁是植物体内含量最高的微量必需元素,在植物的各种代谢反应中具有非常重要的作用。它主要以Fe2+的螯合物被吸收,是许多氧化还原酶的辅基,也是光合作用与呼吸电子传递链中的重要电子载体。因此,缺铁会对作物产生明显伤害,造成农业损失,如华北果树黄叶病就是由于缺铁所引起的。因此,及时诊断植物是否缺铁十分重要。传统诊断方法有:观察植物形态变化[1],叶面喷施铁肥观察其复绿情况[2],或者对植物叶片进行解剖,观察其解剖学特征变化[3]等。上述方法因受植物种类、生态因素、环境条件、发育阶段等因素影响,存在较大差异和争议,而且破坏植株、操作繁琐,也不能准确判断缺素症的类型和对缺素程度进行量化。叶绿素荧光分析技术是一种以光合作用理论为基础的生物物理学实验技术,具有便捷、灵敏、快速、无损伤等特点[4],而且提供给我们的信息非常丰富。叶绿素荧光可以作为天然探针用来研究和探测植物光合生理状况以及各种外界因子对光合作用的细微影响。这种技术已经广泛应用于植物生理生态、光合作用机理、植物抗逆生理、作物增产潜力预测等方面[6]。本文首次用叶绿素荧光技术检测缺铁植物的叶绿素荧光动力学特征,为快速诊断作物是否缺铁提供信息。
1材料与方法
1.1材料培养与处理
本试验以重要农作物小麦为实验材料。挑选籽粒饱满的小麦种子在温室25℃条件下萌发,待种子长出胚根、胚芽以后,挑选生长一致的小麦幼苗,种植于盛有干净石英砂的300 mL口杯中(石英砂用盐酸浸泡1周,用蒸馏水洗净)。小麦幼苗用蒸馏水培养1周后,开始用缺素营养液处理:对照组用完全Hogland营养液(pH值6.0),记为100% Fe;缺铁和无铁分别用铁元素含量为对照组10%和不含铁元素的Hoagland营养液浇灌,分别记为10% Fe和0% Fe。缺铁处理2
缺铁小麦的叶绿素荧光动力学特征
摘要研究缺铁小麦的叶绿素荧光动力学特征,用于检测小麦的缺铁症,对小麦不同程度的缺铁处理,然后测定叶绿素荧光动力学参数。实验结果表明,缺铁小麦的叶绿素和类胡萝卜素含量都明显低于对照;严重缺铁(0% Fe)处理后,小麦的叶绿素荧光参数Fv/Fm、RC/CSm、Aera/Fv、ETo/ABS、ETo/Tro、Fv/Fo、Fm/Fo都显著下降,而DIo/CSo显著上升。这说明严重缺铁造成小麦单位面积反应中心的数目减少,质体醌库减小,电子传递速率下降,光化学效率降低,而反应中心热耗散比例增加。轻度缺铁(10% Fe)则只有RC/CSm稍有下降,其他参数变化不明显,说明单位面积的反应中心数目对铁元素缺乏最敏感。
关键词小麦;缺铁;叶绿素荧光;动力学特征
铁是植物体内含量最高的微量必需元素,在植物的各种代谢反应中具有非常重要的作用。它主要以Fe2+的螯合物被吸收,是许多氧化还原酶的辅基,也是光合作用与呼吸电子传递链中的重要电子载体。因此,缺铁会对作物产生明显伤害,造成农业损失,如华北果树黄叶病就是由于缺铁所引起的。因此,及时诊断植物是否缺铁十分重要。传统诊断方法有:观察植物形态变化[1],叶面喷施铁肥观察其复绿情况[2],或者对植物叶片进行解剖,观察其解剖学特征变化[3]等。上述方法因受植物种类、生态因素、环境条件、发育阶段等因素影响,存在较大差异和争议,而且破坏植株、操作繁琐,也不能准确判断缺素症的类型和对缺素程度进行量化。叶绿素荧光分析技术是一种以光合作用理论为基础的生物物理学实验技术,具有便捷、灵敏、快速、无损伤等特点[4],而且提供给我们的信息非常丰富。叶绿素荧光可以作为天然探针用来研究和探测植物光合生理状况以及各种外界因子对光合作用的细微影响。这种技术已经广泛应用于植物生理生态、光合作用机理、植物抗逆生理、作物增产潜力预测等方面[6]。本文首次用叶绿素荧光技术检测缺铁植物的叶绿素荧光动力学特征,为快速诊断作物是否缺铁提供信息。
1材料与方法
1.1材料培养与处理
本试验以重要农作物小麦为实验材料。挑选籽粒饱满的小麦种子在温室25℃条件下萌发,待种子长出胚根、胚芽以后,挑选生长一致的小麦幼苗,种植于盛有干净石英砂的300 mL口杯中(石英砂用盐酸浸泡1周,用蒸馏水洗净)。小麦幼苗用蒸馏水培养1周后,开始用缺素营养液处理:对照组用完全Hogland营养液(pH值6.0),记为100% Fe;缺铁和无铁分别用铁元素含量为对照组10%和不含铁元素的Hoagland营养液浇灌,分别记为10% Fe和0% Fe。缺铁处理2