摘要
为了探究低钾胁迫引起谷子幼苗光合作用改变的响应机制,以谷子品种'晋谷21号'(钾敏感型)和'龙谷25号'(钾非敏感型)为试验材料,设置正常供钾(5.0 mmol·L-1,K5)、低钾(1、0.1、0.01 mmol·L-1,K1、K0.1、K0.01)和无钾(0 mmol·L-1,K0)5个处理,通过营养液盆栽实验,分析不同程度低钾胁迫对谷子幼苗生长、光合气体交换参数、叶绿素荧光特性和碳同化关键酶活性的影响.结果表明:(1)低钾胁迫显著抑制了谷子幼苗的生长,株高、茎粗、叶面积及干物质显著降低,同时叶片钾含量减少,K.处理'晋谷21号'和'龙谷25号'叶片钾含量较K5处理分别显著降低了 48.14％和37.85％.(2)K0处理谷子幼苗光合色素含量较K5处理显著降低,但K0.1和K1处理与K5处理差异不显著.(3)低钾胁迫导致谷子幼苗叶片净光合速率(Pn)降低,与K5处理相比,K0、K0.01、K0.1处理Pn、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、气孔限制值(Ls)显著降低,胞间CO2浓度(Ci)却显著增加,证明光合速率降低主要由非气孔限制引起.(4)低钾胁迫很易导致光系统Ⅱ(PSⅡ)和光系统Ⅰ(PSⅠ)光化学量子产量降低,K1处理叶片的PSⅡ实际光化学量子效率(ΦPSⅡ)、PSⅠ光化学量子产量[Y(Ⅰ)]分别降低了 5.32％～9.57％和2.38％～5.63％,K.处理则分别显著降低了 17.15％～20.15％和18.71％～21.28％.(5)K0处理下'晋谷21号'的1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(Rubisco)和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性较K5处理分别显著降低了42.86％和42.71％,相应处理的'龙谷25号'则分别显著降低了 26.85％和42.77％.研究发现,低钾胁迫下'龙谷25号'对钾素吸收利用能力较强,各生长生理参数变化幅度较小,表现出较强的低钾耐性;低钾胁迫导致谷子幼苗净光合速率降低,K.和K0.1处理下光合速率降低主要与气孔导度降低、光系统的电子传递与能量转换抑制以及碳同化关键酶Rubisco、PEPC活性下降等有关.
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