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当今全球的土壤环境问题形势非常严峻,特别是土壤的重金属污染,我国目前铅锌矿产资源过度开采造成严重的土壤重金属污染。铅锌污染对植物的光合产生毒害,相比较草本植物而言,木本植物根系更加发达、生长速度更快、地上部分生物量更大,是重金属污染土壤生态修复的优选植物。已有研究发现,大叶女贞(Ligustrum lucidum,以下简称L.lucidum)有较强抗逆性,然而,有关重金属对大叶女贞光系统影响的研究还较少。本研究选取中国南方常绿阔叶树种大叶女贞为对象,将矿渣与无污染土壤按照质量比混合配置(即对照CK为0:100%,处理组L1为10%:90%,L2为25%:75%,L3为50%:50%)4种浓度梯度,进行室内盆栽试验,研究不同浓度处理下大叶女贞叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)和光系统Ⅰ(PSⅠ)对铅锌复合胁迫的响应特征,分析光系统受损机理。研究结果为深入研究大叶女贞光合系统对重金属胁迫的生理适应性,也为铅锌污染地区筛选耐性木本植物提供理论支撑。主要结论如下:1.相比对照,PSⅡ初始荧光产量(Fo)显著增加,PSⅡ最大荧光产量(Fm)显著减少。PSⅡ实际量子效率(ΦPSⅡ)、PSⅡ有效量子效率(Fv/Fm’)、表观量子效率(ETR)均显著下降,且在第75天时的所有处理下ETR光响应曲线均出现光饱和点,这意味着大叶女贞叶片PSⅡ反应中心可能发生光抑制和失活。2.K点、I-P段上升幅度随着胁迫时间的延长以及处理水平的提高而升高,标准化诱导曲线的面积(Sm)、原初醌受体QA还原次数(N)在各处理下的值与对照相比均显著减小,QA还原速率MO、到达最大荧光产量Fm所需的时间tFm则显著增加,这表明大叶女贞叶片PSⅡ供体侧与受体侧的电子传递均受到铅锌复合胁迫的明显抑制。单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)、单位反应中心耗散的热能(DIo/RC)、单位为反应中心捕获的能量(TRo/RC)与对照相比显著增加,而单位反应中心传递的电子量(ETO/RC)与对照相比显著减小。与对照相比,PSⅡ原初光反应最大量子比率(φPO)、QA下游电子传递量子比率(ΨEO)的值显著减小,而量子散热比(φDO)、电子传递至PSⅠ末端受体的比率(δRO)的值显著增加,这意味着大叶女贞叶片PSⅡ在捕获光能后,进行原初光反应的能力逐渐降低,热耗散的能量份额增加,电子从QA下游通过的能力远低于PSⅡ供体侧提供QA电子的能力。3.PSI吸收光能的表现为L1>L2>L3,820nm反射曲线的下降速率(VpSⅠ)、PSⅡ末端向PSI传递电子的能力(VPSⅡ)、820nm反射曲线的上升速率(VPSⅠ+PSⅡ)随着处理浓度的升高而降低,三者均表现出CK>L1>L2>L3,这说明叶片受到铅锌胁迫之后,PSⅠ反应中心(P700)独立进行氧化还原的速率减慢,而PSⅠ的光化活性逐渐减弱使质体醌醇(PHQ2)的再氧化速率降低,P700与质蓝素(PC)从PSⅡ处接受电子进行再次氧化还原的速率减慢,同时,阻碍了PSⅡ受体侧末端传递电子给PSⅠ的过程,造成两个光系统之间电子传递的连接性下降。4.大叶女贞地上部分与地下部分铅(Pb)、锌(Zn)含量均与光系统性能参数呈显著负相关。总之,Pb、Zn造成PSⅡ非活性反应中心吸收的能量增加,有活性反应中心吸收的能量减少,进而影响原初光化反应并降低PSⅡ性能,同时,PSⅠ反应中心氧化还原能力减弱致使PSⅠ性能降低,两者性能均降低阻碍了它们之间的电子传递,最终破坏两个光系统之间协调性。