南京信息工程大学江晓东副教授等:基于叶绿素荧光成像的孕穗期冬小麦低温胁迫影响

为明确低温胁迫对孕穗期冬小麦光合性能的影响，该研究利用叶绿素荧光成像技术（chlorophyll fluorescence imaging, CFI）对低温胁迫下冬小麦的叶绿素荧光参数进行研究分析。试验设定3种低温处理（T1：12 ℃/4 ℃（日/夜）、T2：8 ℃/0 ℃、T3：4 ℃/−4 ℃），测定了冬小麦植株的叶绿素荧光强度（chlorophyll fluorescence intensity, CHL）、光系统Ⅱ（photosystem Ⅱ, PSⅡ）实际量子产额（Φ_PSⅡ）、光化学淬灭系数（photochemical quenching, qP）、非光化学猝灭系数（non-photochemical quenching, NPQ）、PSⅡ非调节性能量耗散的量子产额（quantum yield of non-regulated energy dissipation in PSⅡ, ΦNo）、PSⅡ调节性能量耗散的量子产额（quantum yield of regulated non-photochemical quench理的影响。

结果表明：随胁迫温度降低，CHL、Φ_PSⅡ和qP值显著降低，BLUE、RED、NPQ、ΦNo和ΦNPQ值显著升高。CHL、Φ_PSⅡ和qP的概率密度分布向低值区偏移且分布离散程度增大，BLUE、RED、NPQ、ΦNo和ΦNPQ的概率密度分布向高值区偏移且分布离散程度增大。低温胁迫导致冬小麦叶绿素含量下降，PSⅡ反应中心结构损伤与电子传递链受阻。T1处理受低温影响较小；T2处理在低温影响下，PSⅡ功能受抑制；T3处理Φ_PSⅡ较CK相对降低21.5%（P < 0.01），ΦNo和ΦNPQ较CK分别显著升高22.4%和18.6%（P < 0.01），光合机构受损，光能分配失衡。各参数变异系数表明，ΦNo、Φ_PSⅡ、NPQ和CHL等参数对低温变化较敏感，可以作为孕穗期冬小麦遭遇低温胁迫后的胁迫程度评价指标。