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光强对罗勒叶中花青素含量及光合特性的影响

作　者: 李运丽
导　师: 侯喜林；姜闯道
学　校: 南京农业大学
专　业: 蔬菜学
关键词: 罗勒光强气体交换叶绿素荧光花青素叶黄素循环
分类号: S636.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

罗勒(Ocimum basilicum L.)是一种保健型高档绿色蔬菜,作为药食兼用植物,罗勒日益成为国内外医疗保健食品、化工领域的研究热点。本文通过对叶片解剖结构、气体交换、叶绿素荧光特性、反射光谱及花青素含量的测定,研究了不同光强对紫罗勒和绿罗勒叶片发育、光合特性及光破坏防御机制的影响。结果表明：1.光强对罗勒叶片形态结构及光合特性的影响与全日照处理相比,遮荫后叶片变薄、栅栏组织变疏松在叶肉厚度中所占比例下降、比叶面积降低、单位叶面积叶绿素含量和类胡萝卜素含量降低、叶绿素a/b比值减小、上下表面的气孔密度和气孔指数下降,紫罗勒叶色发生明显变化由紫色变为绿色、花青素含量明显减少、单叶面积不变,绿罗勒单叶面积变大、叶中没有花青素生成。紫罗勒与绿罗勒相比变化幅度较小。遮荫处理后,紫罗勒和绿罗勒光补偿点和光饱和点、碳同化能力、最大光化学效率(Fv/Fm)、光系统Ⅱ性能参数(PⅠ)、天线转化效率(Fv’/Fm’)、光化学猝灭系数(qP)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)都降低,非光化学猝灭(NPQ)升高；紫罗勒叶片光化学反射指数ΔPRl增大,绿罗勒叶片光化学反射指数ΔPRⅠ减小。2.遮荫转强光后罗勒光破坏防御机制的变化遮荫转强光后随着转强光时间的延长,紫罗勒和绿罗勒叶绿素含量和类胡萝卜素含量增加、叶绿素a/b比值增大,紫罗勒叶片中花青素含量也显著增加。遮荫转强光后第一天光抑制严重,此时净光合速率(Pn)和最大光化学效率(Fv/Fm)急剧下降,然而随着转强光时间的增长Pn和Fv/Fm逐渐得到恢复,紫罗勒与绿罗勒相比,光抑制较轻,尤其是转强光的第一天差异很明显。遮荫转强光后随着转强光时间的延长,原来的功能叶在光抑制得到恢复后逐渐衰老,新的功能叶生成,新生成的功能叶天线转化效率(Fv’/Fm’)、光化学猝灭系数(qP)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)升高,非光化学猝灭(NPQ)降低,绿罗勒依赖叶黄素循环的热耗散增强,而紫罗勒依赖叶黄素循环的热耗散减弱。综上所述,我们认为光强通过影响叶片厚度、气孔密度、比叶面积、色素含量、光系统Ⅱ性能从而改变其光合能力,强光下植物尽可能的增大其光合能力来减轻光抑制。光强是影响花青素合成的重要因素,强光诱导花青素高水平表达,遮荫严重抑制花青素合成；紫罗勒叶中花青素的合成及积累有利于紫罗勒适应不同的光照环境,使紫罗勒比绿罗勒具有较强的光环境适应能力,较高的光饱和点,较轻的光抑制。试验还发现,绿罗勒比紫罗勒有较厚、较致密的叶片结构和较强的光合能力,热耗散是绿罗勒主要的光破坏防御机制。

全文目录

摘要 6-8ABSTRACT 8-10缩略词 10-11第一章文献综述 11-21 1.1 罗勒概述 11-12 1.2 光照强度对植物生长发育的影响 12-15 1.2.1 光照强度对植物叶片发育的影响 12-13 1.2.2 光照强度对植物光合作用的影响 13-14 1.2.3 植物光合机构的光抑制及光破坏防御机制 14-15 1.3 花青素的植物生理生态学意义 15-20 1.3.1 花青素的生物合成及积累 15-16 1.3.2 花青素在植物中的生理生态学意义 16-20 1.4 本研究的目的和意义 20-21第二章光强对罗勒叶片发育及光合特性的影响 21-35 2.1 材料与方法 21-24 2.1.1 材料培养及处理 21-22 2.1.2 叶面积、比叶面积测定 22 2.1.3 气孔密度和气孔指数的测定 22 2.1.4 叶片解剖结构的观察及相关数据的统计 22 2.1.5 叶绿体色素含量的测定 22-23 2.1.6 花青素含量的测定 23 2.1.7 光响应曲线的测定 23 2.1.8 叶绿素荧光参数的测定 23-24 2.1.9 反射光谱的测定 24 2.1.10 统计分析 24 2.2 结果与分析 24-35 2.2.1 光强对叶面积、比叶面积的影响 24-25 2.2.2 光强对色素含量及叶色的影响 25-27 2.2.3 光强对气孔密度和气孔指数的影响 27-28 2.2.4 光强对叶片解剖结构的影响 28-29 2.2.5 光强对罗勒光合特性的影响 29-31 2.2.6 光强对罗勒荧光特性的影响 31-33 2.2.7 光强对罗勒光谱特性的影响 33-35第三章遮荫转强光后罗勒叶中花青素含量的变化与光合作用的光抑制及恢复 35-47 3.1 材料与方法 35-38 3.1.1 材料培养及处理 35-36 3.1.2 叶绿体色素及花青素含量的测定 36 3.1.3 气体交换参数的测定 36 3.1.4 叶绿素荧光参数的测定 36-37 3.1.5 反射光谱的测定 37 3.1.6 统计分析 37-38 3.2 结果与分析 38-47 3.2.1 遮荫转强光后叶绿体色素及花青素含量的变化 38-41 3.2.2 遮荫转强光后光合特性的变化 41-42 3.2.3 遮荫转强光后的光抑制及其恢复 42-47第四章讨论 47-51 4.1 光强对罗勒叶形态结构及光合能力的影响 47-48 4.2 遮荫转强光后罗勒的光抑制及其恢复 48-50 4.3 花青素对紫罗勒的光保护作用及可能存在的作用机制 50-51全文结论 51-53参考文献 53-61攻读学位期间发表的学术论文目录 61-63致谢 63

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