基于叶绿素荧光OJIP曲线的杜鹃花耐高温性评价方法技术

本发明专利技术提供一种基于叶绿素荧光OJIP曲线的杜鹃花耐高温性评价方法，包括以下步骤：选用2年生长势健壮、生长一致的优良盆栽苗栽于聚乙烯培养钵；缓苗期为15天，在整个缓苗期内隔4天对杜鹃幼苗定期浇水和营养液各一次；采用人工模拟气候鉴定法，分别将供试品种放于光照培养箱，预处理4天，第5天进行高温胁迫处理；选取植株新梢顶叶下第4−6片叶位的叶片进行光合作用各项参数的测量；采用多功能植物效率分析仪测定杜鹃叶片快速叶绿素荧光诱导动力学曲线并分析；处理试验数据，进行检验并绘制图表。本发明专利技术利用快速叶绿素荧光诱导动力学曲线分析技术研究了高温胁迫下不同杜鹃品种的耐高温性，确定高温胁迫对两种光合系统的影响和耐高温性的机制。

【技术实现步骤摘要】
基于叶绿素荧光OJIP曲线的杜鹃花耐高温性评价方法
本专利技术涉及一般植物学领域，尤其涉及一种基于叶绿素荧光OJIP曲线的杜鹃花耐高温性评价方法。
技术介绍
杜鹃(RhododendronL.)隶属于杜鹃花科(Ericaceae)杜鹃花属的常绿灌木或小乔木，它作为我国传统十大名花之一，不仅具有极高的观赏价值和经济价值，而且还被世界公认为名贵观赏盆花和对世界园林产生重大影响的代表性园林植物之一。目前，在我国园林绿化应用中主要存在品种少、花型简单、花色单一及综合观赏价值较差等问题，其主要原因是该属植物对生长环境要求严格，性喜湿润、凉爽环境，并且随着近年来全球气候的不断变暖，特别是夏季高温天气，常常导致杜鹃属植物的叶片发生不同程度萎蔫，大大降低了在园林应用中的观赏价值。但目前关于杜鹃的耐高温能力评价主要是基于植物的生长情况来确定，由于这种评价方法周期较长，且方法不够准确，导致评价不科学，每年夏季都会有绿地上杜鹃死亡的现象发生。在过去的20多年里，基于“生物膜能量通量理论”中快速叶绿素荧光动力学OJIP和JIP−test的分析，具有快速、灵敏和非破坏性测量等优点，被广泛作为在植物光合作用研究工具。一个典型的快速叶绿素荧光诱导动力学显示了从初始(Fo)到最大(Fm)荧光值的一系列相，这些相被标记为O相(20µs,所有PSII反映中心开放)，J(2ms)，I(30ms)和P(Fm,所有PSII反映中心关闭)。除了基本的OJIP相，在某些情况下也会有其它相的出现，如L相(反映了PSII单元的能量连通性)，K相(相关OEC的失活)等。不同环境条件下的快速荧光诱导动力学曲线(OJIP)的形态变化与其生理条件密切相关，对OJIP瞬态进行定量分析被称作“JIP−test”，JIP-test将OJIP瞬态的形状变化转化为一组结构和功能参数的定量变化，这些参数量化了光合作用生物体的行为。利用JIP−test能够准确分析高温胁迫下PSII反映中心(RCs)能量捕获及PSII供体侧和受体侧电子传递的变化。目前，快速叶绿素荧光诱导动力学技术已经广泛应用于多种植物的光合功能研究，但是用于植物耐高温能力的评价上还没有报道，在杜鹃花光合功能研究方面也仅有简单分析了一些基本参数(Fv/Fm)，缺乏对叶绿素荧光信息的深入了解。本试验以4种园林上常用的杜鹃品种为材料，对其叶片在高温处理下的快速叶绿素荧光诱导动力学OJIP曲线及重要参数进行了比较分析，旨在揭示高温胁迫与叶绿素荧光特性及相关指标间的关系，从而对4种杜鹃进行耐高温能力的评价与分类，为4种杜鹃在园林上的推广应用范围提供参考，也为其他植物的耐逆境能力评价提供参考。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于叶绿素荧光OJIP曲线的杜鹃花耐高温性评价方法。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于叶绿素荧光OJIP曲线的杜鹃花耐高温性评价方法，包括以下步骤：步骤1）：选取凤冠、幻境、御代之荣及红阳4个品种的杜鹃花，选用2年生长势健壮、生长一致的优良盆栽苗栽于聚乙烯培养钵；步骤2）：缓苗期为13-17天，在整个缓苗期内隔3-5天对杜鹃幼苗定期浇水和营养液各一次；步骤3）：采用人工模拟气候鉴定法，分别将供试品种放于光照培养箱，在昼25℃夜17℃的条件下预处理4天，第5天进行高温胁迫处理，胁迫温度为：轻度高温：昼30℃夜20℃、中度高温：昼35℃夜25℃、重度高温：昼40℃夜30℃，以昼25℃夜17℃作为对照，共4组处理，每处理设3个重复，每重复3株，试验组与对照组除温度不同外，光照和水分状况保持一致；步骤4）：选取植株新梢顶叶下第4−6片叶位的叶片进行光合作用各项参数的测量，所有处理叶片测定前均暗适应15-25min，在常温25℃下先测定各荧光参数作为初始值，高温胁迫处理开始后进行各项指标测定，共4组处理，每组处理3次重复，每重复3株，取平均值作为观测值；步骤5）：采用多功能植物效率分析仪测定杜鹃叶片叶绿素荧光OJIP曲线，对获得的叶绿素荧光OJIP曲线进行JIP−test分析；步骤6）：处理试验数据，进行单因素方差分析和Duncan法差异显著性检验，并绘制图表。进一步的，栽培基质为泥炭、蛭石和珍珠岩的混合物。进一步的，泥炭、蛭石和珍珠岩质量比为2.8-3.2:0.8-1.2:0.8-1.2。进一步的，泥炭、蛭石和珍珠岩质量比为3:1:1。进一步的，步骤2）中，缓苗期为15天，在整个缓苗期内隔4天对杜鹃幼苗定期浇水和营养液各一次。进一步的，步骤3）中，气候箱光照强度为1900-2100lx，湿度为65%-75%，每天高温处理前后定时进行补充水分。采用上述技术方案具有以下有益效果：以杜鹃“凤冠（FG）”、“御代之荣（YDZR）”、“红阳（HY）”、“幻境（HJ）”为材料，利用快速叶绿素荧光诱导动力学曲线分析技术(JIP−test)研究了高温胁迫下不同杜鹃品种的耐高温能力，确定高温胁迫对两种光合系统的影响和耐高温能力的机制。结果表明：从JIP−test分析得出放氧复合体(OEC)的抑制和PSII反应中心(RCs)的失活主要是由高温胁迫引起的。在30℃高温胁迫下，叶绿素荧光诱导曲线中由于OEC受到的损伤较轻，并没有引起明显的K相；在35℃和40℃高温胁迫下，由于OEC受到不可逆的严重损伤导致明显的K相发生。此外，还有PSIIRCs失活、能量连通性下降、天线结构的破坏及整体光合活性丧失，PSI活性增加。相对于‘FG’和‘HJ’，‘YDZR’和‘HY’的光合能力损伤程度较少。在高温35℃以上时，品种‘FG’、‘HJ’的单位面积能量流参数(ABS/CSm、TRo/CSm和ETo/CSm、RC/CSm)、能量分配比率(φPo、Ψo、φEo)以及光合性能指数(PIabs)较品种‘YDZR’和‘HY’显著下降，DIo/CSm、ΨDo则显著升高；说明‘YDZR’和‘HY’叶片吸收的光能更多的被反应中心捕获并进入电子传递链；而品种‘FG’与‘HJ’则有更多的能量被用于热耗散，从而使得‘YDZR’和‘HY’中光化学反应可以利用的能量多于‘FG’和‘HJ’。同时，表明‘YDZR’和‘HY’的PSⅠ所受的损伤要小于PSⅡ，还有较多的PSI参与环式电子传递，耗散多余的能量，从而减少活性氧(ROS)的产生。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步说明：图1为高温胁迫对杜鹃叶片快速荧光诱导曲线的影响；图2为高温胁迫对杜鹃叶片相对可变荧光∆Vt的影响；图3为高温胁迫对杜鹃叶片快速荧光诱导曲线L带的影响；图4为高温胁迫对杜鹃叶片快速荧光诱导曲线上K带的影响；图5为高温胁迫对杜鹃叶片JIP-test选择的一些参数的影响；图6为高温胁迫对杜鹃叶片单位横截面积能量分配(叶片模型)和反映中心密度的影响；图7为高温胁迫对杜鹃叶片能量分配比率(量子产量)的影响；图8为高温胁迫对杜鹃叶片参与循环电子传递PSI的影响；图9为高温对杜鹃叶片光合性能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于叶绿素荧光OJIP曲线的杜鹃花耐高温性评价方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1）：选取凤冠、幻境、御代之荣及红阳4个品种的杜鹃花，选用2年生长势健壮、生长一致的优良盆栽苗栽于聚乙烯培养钵；/n步骤2）：缓苗期为13-17天，在整个缓苗期内隔3-5天对杜鹃幼苗定期浇水和营养液各一次；/n步骤3）：采用人工模拟气候鉴定法，分别将供试品种放于光照培养箱，在昼25℃夜17℃的条件下预处理4天，第5天进行高温胁迫处理，胁迫温度为：轻度高温：昼30℃夜20℃、中度高温：昼35 ℃夜 25 ℃、重度高温：昼40 ℃夜30 ℃，以昼25 ℃夜17 ℃作为对照，共4组处理，每处理设3个重复，每重复3株，试验组与对照组除温度不同外，光照和水分状况保持一致；/n步骤4）：选取植株新梢顶叶下第4−6片叶位的叶片进行光合作用各项参数的测量，所有处理叶片测定前均暗适应15-25 min，在常温25 ℃下先测定各荧光参数作为初始值，高温胁迫处理开始后进行各项指标测定，共4组处理，每组处理3次重复，每重复3株，取平均值作为观测值；/n步骤5）：采用多功能植物效率分析仪测定杜鹃叶片叶绿素荧光OJIP曲线，对获得的叶绿素荧光OJIP曲线进行JIP−test分析；/n步骤6）：处理试验数据，进行单因素方差分析和Duncan法差异显著性检验，并绘制图表。/n...

【技术特征摘要】
1.基于叶绿素荧光OJIP曲线的杜鹃花耐高温性评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1）：选取凤冠、幻境、御代之荣及红阳4个品种的杜鹃花，选用2年生长势健壮、生长一致的优良盆栽苗栽于聚乙烯培养钵；
步骤2）：缓苗期为13-17天，在整个缓苗期内隔3-5天对杜鹃幼苗定期浇水和营养液各一次；
步骤3）：采用人工模拟气候鉴定法，分别将供试品种放于光照培养箱，在昼25℃夜17℃的条件下预处理4天，第5天进行高温胁迫处理，胁迫温度为：轻度高温：昼30℃夜20℃、中度高温：昼35℃夜25℃、重度高温：昼40℃夜30℃，以昼25℃夜17℃作为对照，共4组处理，每处理设3个重复，每重复3株，试验组与对照组除温度不同外，光照和水分状况保持一致；
步骤4）：选取植株新梢顶叶下第4−6片叶位的叶片进行光合作用各项参数的测量，所有处理叶片测定前均暗适应15-25min，在常温25℃下先测定各荧光参数作为初始值，高温胁迫处理开始后进行各项指标测定，共4组处理，每组处理3次重复，每重复3株，取平均值作为观测值；
步骤5）：采用多功能植物效率分析仪测定杜鹃叶片叶绿素荧光OJIP曲线，对获得的叶绿素荧光...

【专利技术属性】
技术研发人员：金松恒，潘向东，
申请(专利权)人：浙江农林大学暨阳学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33