四季桂叶绿素荧光和AsA-GSH循环对酸雨和高温的响应

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为了探讨植物对酸雨、高温及协同胁迫的响应,本研究以四季桂(Osmanthus fragrans var.Semperflorens)为材料,采用盆栽人工喷洒的方法,模拟不同梯度的酸雨(对照pH5.6、轻度pH4、中度pH3和重度pH2)和模拟高温胁迫。通过测量桂花叶片光合色素含量、叶绿素荧光参数、活性氧(ROS)、丙二醛(MDA)含量、抗氧化剂和抗氧化酶的变化规律。主要得出以下结论:1、随着酸雨pH值的降低,四季桂叶片中叶绿素含量升高,但差异不显著(P>0.05)。在高温酸雨胁迫时,叶绿素含量也具有一致的变化趋势,但其值都随着模拟酸雨pH值的降低而降低,但相比对照组还有所上升,差异也不显著(P>0.05)。在酸雨胁迫时,热耗散的量子比率(φDo)、比活性参数(QA处在可还原态时,单位PSⅡ反应中心的活性)、反应中心密度、比活性参数(照光材料单位横截面积的活性)、性能指数和推动力随着酸雨强度的增加而增大,量子产额/能量分配比率则是随酸雨强度的增加而下降。但在高温酸雨胁迫时则呈现相反的趋势。以上结果表明,酸雨和高温具有抑制四季桂叶片光合性能的作用。2、随着酸雨pH值的降低,四季桂叶片中的H2O2含量、SOD活性、MDA含量、超氧阴离子含量均上升,CAT活性、POD活性、可溶性蛋白质含量先上升后降低。在酸雨高温胁迫时,H2O2含量、超氧阴离子含量、可溶性蛋白质含量均上升,其余都先上升后降低。以上结果表明,桂花可以通过提高抗氧化物酶的活性来抵抗酸雨高温的环境。3、在酸雨高温胁迫时,四季桂叶片中抗坏血酸(AsA)、谷胱甘肽(GSH)、氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量和AsA/DHA、GSH/GSSG值以及抗坏血酸过氧化氢酶(APX)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性都呈现先升后降的趋势,脱氢抗坏血酸(DHA)含量呈逐渐上升的趋势。表明叶片在胁迫期间能保持较高的AsA-GSH循环效率,可有效地抑制活性氧(ROS)的累积,这可能是其耐酸雨、耐高温较好的原因之一。综上所述,四季桂叶片在酸雨高温胁迫下光合性能得到一定抑制,效率降低,ROS积累;此时桂花快速启动体内抗氧化防御系统,提高非酶抗氧化剂含量和抗氧化酶活性,维持ROS平衡,从而保持较高的AsA-GSH循环效率,表现出较强的抗高温酸雨能力。
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