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本项研究采用气体交换和叶绿素荧光技术,从光合控制过程和光合适应性方面,以桑树为材料,研究了桑树叶片对盐碱胁迫、低温胁迫和光逆境的响应特性和适应机理。结果如下:1.桑树叶片在生长过程中,首先建立起来的是光能吸收与转换机构,随后再逐渐完善气孔功能和利用同化力还原CO2的能力。弱光和自然光条件比较,自然光生长的桑树叶片光化学反应诱导平衡较快,非光化学反应诱导呈现出先升高后降低;而弱光条件下生长的桑树叶片光化学诱导平衡时间较长,分为两个阶段诱导,非光化学反应诱导先快速升高并维持在高的水平,光活化对光化学诱导有明显的促进作用。与此同时,自然条件下生长的桑树叶片在高光强下,状态转换调节光能分配的能力较强,在荧光的非光化学猝灭中占18%;而弱光条件下生长的桑树仅占7%。弱光和自然光条件下生长的桑树叶片,高能态猝灭在非光化学猝灭中所占比率均大于65%,是主要的非光化学猝灭机制。2.低温降低了桑树叶片PSⅡ作用中心活性、光能转换和传递效率,破坏了桑树叶片PSⅡ核心复合体和外周天线。低温条件下,桑树叶片光合机构荧光辐射增加,可减轻过剩激发能对PSⅡ所造成的能量压力(1-qP),在光保护中起着重要作用。蒙古桑树的抗低温能力较其它2个品种强。3.桑树叶片对中性或碱性盐胁迫的光合响应具有时间效应和浓度效应。随着盐浓度的增加或胁迫时间的加长,蒙古桑和秋雨桑叶片光合能力均随之降低。盐离子浓度相同的条件下,碱性盐对桑树光合作用的胁迫作用高于中性盐。蒙古桑树对中性盐的耐受能力强于秋雨桑,而对碱性盐的耐受能力却弱于秋雨桑。4.盐碱胁迫下桑树叶片的光合作用具有一定的适应性反应:(1)在低CO2浓度/高光强下,盐碱胁迫8天时叶片气孔导度与对照接近,说明叶片气孔导度的降低是对胁迫的有效适应,气孔的保护性关闭可以减少水分散失、提高水分利用效率;(2)盐碱胁迫对桑树叶片光系统影响较小,非光化学猝灭水平与光强密切相关。盐碱/高光强条件下,非光化学猝灭增强,高能态猝灭(qE)是主要的猝灭方式;(3)盐碱胁迫下光呼吸消耗过剩电子的作用存在,但与其它光保护机制比较贡献较小;(4)短期盐碱胁迫下,桑树叶片SOD、CAT和POD活性维持在较高的水平,可以有效地清除产生的活性氧。以上说明,在盐碱胁迫下,桑树光合作用可以通过气孔调节、非光化学猝灭增加、保护酶活性增强和加强光呼吸等4个方面来适应逆境条件。