镉对玉米叶片光系统活性的影响

【目的】研究Cd对玉米叶片光系统活性的影响及其抑制光合性能的作用位点与方式,为进一步解释Cd对玉米叶片光合机构伤害机理提供理论依据。 【方法】以郑单958和登海661为供试材料,3叶期开始以Hoagland营养液为养分来源,设置4个不同浓度Cd处理连续培养40 d,选择第8片展开叶测定气体交换参数、叶绿素荧光诱导动力学曲线及820 nm光吸收曲线,分析Cd抑制玉米叶片光合机构性能的主要原因。 【结果】Cd胁迫下,PSⅡ电子供体侧K点荧光(Wk)和受体侧J点荧光(Vj)明显增加,与受体侧相比,供体侧性能下降导致PSⅡ性能(Ψo)降低。Cd胁迫使RuBP羧化酶活性和光能产物(NADPH)利用率显著降低,PSI电子积累量上升,RuBP羧化酶活性的下降使PSI 820 nm光吸收量(ΔIR/Io)快速降低,PSⅡ与PSI性能下降比率不同,造成两光系统协调性(Φ(PSI/PSⅡ))降低。 【结论】Cd抑制叶片Pn由非气孔因素引起。Cd降低羧化系统活性,导致光能转化为化学能过程受阻,使过剩电子大量积累于PSI处;随Cd浓度增加,PSI性能降幅显著高于PSⅡ,二者协调性降低,导致Pn降低。