[目的]北方春季低温冷害是限制花生生产的主要环境因素之一,钙素营养可提升花生耐冷性和光合碳同化作用,本研究进一步探究外源钙缓解花生低温光合障碍的调控机制.[方法]以花生品种'小白沙'为试验材料,在人工气候室内进行了盆栽培养试验.设常温喷清水对照(夜温/昼温为20℃/28℃,幼苗叶面喷清水);在低温胁迫(夜温/昼温为9℃/15℃)下,分别设幼苗叶面喷清水(+H2O)、喷15 mmol/L CaCl2 (+Ca)、喷施钙抑制剂(+EGTA)处理,共4个处理.将真叶展开一周的花生幼苗栽于盆中,连续两天进行叶面喷施处理,然后在低温胁迫下生长7天,恢复常温后再生长7天,共培养14天.于低温和常温处理期间,测定花生幼苗生长发育、光化学活性、非结构型碳水化合物以及活性氧积累.[结果]低温胁迫抑制花生生长,导致叶片非结构型碳水化合物和活性氧(ROS)过量积累,同时造成严重的光损伤,表现为调节性能量耗散的量子产量Y(NPQ)和非调节性能量耗散的量子产量Y (NO)显著上升,PSI和PSII实际量子产量显著降低.外源Ca2+增加了花生幼苗株高、叶面积和叶绿素含量,也显著缓解了低温依赖性光损伤,避免了叶片中非结构型碳水化合物的过量积累,增强了花生光合作用水平;外源Ca2+有效降低了ROS过量积累,有效保护光合机构.[结论]低温胁迫及恢复常温过程中,外源Ca2+可以通过有效激发花生生长发育和光化学活性,维持叶片中非结构型碳水化合物有效外运,降低非结构型碳水化合物和ROS过度积累,全面缓解低温对花生产生的光抑制.
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