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外源钙缓解花生低温光合障碍的调控机制
被引量:
9
1
作者
刘欣悦
刘轶飞
+4 位作者
易伯涛
孙志宇
张思威
马明珠
韩晓日
《植物营养与肥料学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期291-301,共11页
【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...
【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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关键词
花生
低温胁迫
光抑制
活性氧
钙
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职称材料
外源钙缓解花生亚低磷光合障碍的机制
被引量:
1
2
作者
孙志宇
刘欣悦
+6 位作者
张思威
马明珠
白蕊
刘欢
易伯涛
韩晓日
刘轶飞
《植物营养与肥料学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期1055-1066,共12页
【目的】亚低磷胁迫是制约我国花生优质高产的一个重要因素,而外源钙可有效改善中低产田花生的生长发育和产量。为此,研究了外源钙缓解花生亚低磷光合障碍的机制。【方法】以我国东北花生主栽品种之一‘辽宁白沙’为试验材料,以Hoaglan...
【目的】亚低磷胁迫是制约我国花生优质高产的一个重要因素,而外源钙可有效改善中低产田花生的生长发育和产量。为此,研究了外源钙缓解花生亚低磷光合障碍的机制。【方法】以我国东北花生主栽品种之一‘辽宁白沙’为试验材料,以Hoagland营养液为基础,在人工气候室内进行了砂培试验。花生幼苗催芽两周后进行处理,共设4个处理:1) CK,正常磷营养液(P 1 mmol/L)+喷清水对照;2)–P,亚低磷胁迫(P 0.5mmol/L)+喷清水;3)–P+Ca,亚低磷胁迫+叶面喷施CaCl_(2) 15 mmol/L;4)–P+TFP,亚低磷胁迫+钙调蛋白CaM抑制剂—三氟啦嗪(trifluoperazine,TFP)。处理后第9天,测定花生功能叶片气体交换、光系统活性;第10天,取样分析幼苗生长状况和类囊体膜完整性。【结果】亚低磷胁迫显著降低了花生的干物质积累、总叶面积和相对叶绿素含量,降低了花生叶片净光合速率P n、蒸腾速率Tr和气孔导度Gs;亚低磷胁迫显著降低了花生叶片PSⅡ实际量子产量Y(Ⅱ)、PSⅠ实际量子产量Y(Ⅰ)。与–P处理相比,–P+Ca处理显著提升了花生植株干物质积累和总叶面积,分别提高了26.7%和31.9%;改善了花生叶片的光合作用水平,显著提高了叶片净光合速率和气孔导度;外源钙提高了Y(Ⅰ)、Y(Ⅱ),明显缓解了亚低磷诱导的花生叶片Y(Ⅰ)和Y(Ⅱ)下降,提升了PQ库大小和环式电子传递,显著提高了类囊体ATP合酶活性,降低了类囊体的?pH,缓解了类囊体腔酸化。与–P处理相比,–P+TFP处理加剧了花生类囊体膜的损伤,并进一步降低了环式电子传递速率和ATP合酶活性。【结论】亚低磷胁迫显著限制花生的生长发育,降低了ATP合酶活性,造成了花生光抑制。外源钙能有效缓解亚低磷胁迫诱导的花生植株干物质积累、叶面积和相对叶绿素含量下降,并缓解亚低磷胁迫对光系统Ⅰ和光系统Ⅱ的抑制,而花生钙调蛋白(Ca^(2+)-modulin)作为钙离子(Ca^(2+))的受体,在外源钙缓解花生亚低磷光合障碍的营养信号转导中起到重要作用。
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关键词
外源钙
花生
亚低磷胁迫
光合电子传递
光抑制
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职称材料
题名
外源钙缓解花生低温光合障碍的调控机制
被引量:
9
1
作者
刘欣悦
刘轶飞
易伯涛
孙志宇
张思威
马明珠
韩晓日
机构
土肥高效利用国家工程研究中心/沈阳农业大学土地与环境学院
出处
《植物营养与肥料学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期291-301,共11页
基金
国家自然科学基金项目(31772391,31301842)
国家花生产业体系岗位科学家项目(CARS-13)。
文摘
【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。
关键词
花生
低温胁迫
光抑制
活性氧
钙
Keywords
peanut
chilling stress
photo-inhibition
reactive oxygen species
calcium
分类号
S565.2 [农业科学—作物学]
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职称材料
题名
外源钙缓解花生亚低磷光合障碍的机制
被引量:
1
2
作者
孙志宇
刘欣悦
张思威
马明珠
白蕊
刘欢
易伯涛
韩晓日
刘轶飞
机构
沈阳农业大学土地与环境学院/土肥高效利用国家工程研究中心
出处
《植物营养与肥料学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期1055-1066,共12页
基金
国家自然科学基金(31772391,31301842)
中澳ARC-Linkage国际合作项目(LP200100341)
+1 种基金
辽宁省高校科研面上(青年)项目(LJKZ0661)
国家花生产业技术体系岗位科学家项目(CARS-13)。
文摘
【目的】亚低磷胁迫是制约我国花生优质高产的一个重要因素,而外源钙可有效改善中低产田花生的生长发育和产量。为此,研究了外源钙缓解花生亚低磷光合障碍的机制。【方法】以我国东北花生主栽品种之一‘辽宁白沙’为试验材料,以Hoagland营养液为基础,在人工气候室内进行了砂培试验。花生幼苗催芽两周后进行处理,共设4个处理:1) CK,正常磷营养液(P 1 mmol/L)+喷清水对照;2)–P,亚低磷胁迫(P 0.5mmol/L)+喷清水;3)–P+Ca,亚低磷胁迫+叶面喷施CaCl_(2) 15 mmol/L;4)–P+TFP,亚低磷胁迫+钙调蛋白CaM抑制剂—三氟啦嗪(trifluoperazine,TFP)。处理后第9天,测定花生功能叶片气体交换、光系统活性;第10天,取样分析幼苗生长状况和类囊体膜完整性。【结果】亚低磷胁迫显著降低了花生的干物质积累、总叶面积和相对叶绿素含量,降低了花生叶片净光合速率P n、蒸腾速率Tr和气孔导度Gs;亚低磷胁迫显著降低了花生叶片PSⅡ实际量子产量Y(Ⅱ)、PSⅠ实际量子产量Y(Ⅰ)。与–P处理相比,–P+Ca处理显著提升了花生植株干物质积累和总叶面积,分别提高了26.7%和31.9%;改善了花生叶片的光合作用水平,显著提高了叶片净光合速率和气孔导度;外源钙提高了Y(Ⅰ)、Y(Ⅱ),明显缓解了亚低磷诱导的花生叶片Y(Ⅰ)和Y(Ⅱ)下降,提升了PQ库大小和环式电子传递,显著提高了类囊体ATP合酶活性,降低了类囊体的?pH,缓解了类囊体腔酸化。与–P处理相比,–P+TFP处理加剧了花生类囊体膜的损伤,并进一步降低了环式电子传递速率和ATP合酶活性。【结论】亚低磷胁迫显著限制花生的生长发育,降低了ATP合酶活性,造成了花生光抑制。外源钙能有效缓解亚低磷胁迫诱导的花生植株干物质积累、叶面积和相对叶绿素含量下降,并缓解亚低磷胁迫对光系统Ⅰ和光系统Ⅱ的抑制,而花生钙调蛋白(Ca^(2+)-modulin)作为钙离子(Ca^(2+))的受体,在外源钙缓解花生亚低磷光合障碍的营养信号转导中起到重要作用。
关键词
外源钙
花生
亚低磷胁迫
光合电子传递
光抑制
Keywords
exogenous Ca2+
peanut
P deficiency
photosynthetic electron transport chain
photoinhibition
分类号
S565.2 [农业科学—作物学]
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1
外源钙缓解花生低温光合障碍的调控机制
刘欣悦
刘轶飞
易伯涛
孙志宇
张思威
马明珠
韩晓日
《植物营养与肥料学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022
9
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职称材料
2
外源钙缓解花生亚低磷光合障碍的机制
孙志宇
刘欣悦
张思威
马明珠
白蕊
刘欢
易伯涛
韩晓日
刘轶飞
《植物营养与肥料学报》
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北大核心
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