《植物生理学报》 2020, 56(4): 847-855

外源褪黑素对O₃胁迫下葡萄叶片光合碳同化和光呼吸的影响

王亚芳, 陈钲文, 杨兴旺, 翟衡, 杜远鹏*

山东农业大学园艺科学与工程学院, 作物生物学国家重点实验室, 山东泰安271018

通信作者：杜远鹏；E-mail: duyuanpeng001@163.com

摘　要：

为了探讨外源褪黑素(melatonin, MT)对臭氧(O₃)胁迫下葡萄(Vitis vinifera)叶片碳同化及光呼吸的影响,以一年生‘赤霞珠’葡萄盆栽苗为试材, 在(110±10) nL·L^-1的O₃胁迫下, 研究了MT对葡萄叶片叶绿素、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)活性、光呼吸速率及核酮糖-1,5-二磷酸(RuBP)加氧与羧化效率、可溶性糖和淀粉含量和蔗糖合成与代谢相关酶的影响。结果表明, MT处理显著提高了O₃胁迫下叶片叶绿素含量、Rubisco活性、光呼吸速率、用于碳同化的激发电子[Je(PCR)]和用于光呼吸的激发电子[Je(PCO)]生成速率, 显著提高了O₃胁迫下叶片淀粉含量和可溶性酸性转化酶活性, 降低了还原糖、蔗糖、总糖含量和蔗糖合成酶(合成方向) (SS-II)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性。说明外源MT显著提高O₃胁迫下葡萄叶片光呼吸来耗散过剩光能,进而提高O₃胁迫下葡萄叶片光合碳同化能力, 提高了叶绿素含量和光合能力, 进而促进光合产物淀粉的积累。

关键词：褪黑素; 臭氧胁迫; 葡萄叶片; 光合碳同化; 光呼吸

收稿：2019-10-30   修定：2020-12-12

资助：国家自然科学基金(31572084)、国家葡萄产业技术体系建设专项(CARS-29)和长江学者和创新团队发展计划项目(IRT15R42)