论文总字数：14990字

目 录

摘要 2

1、引言 4

1.1、研究意义 4

1.2、研究现状 5

2、研究材料与方法 5

2.1、研究材料 5

2.2、低温胁迫处理 5

2.3、恢复实验 5

2.4、测量方法 5

2.5、快速光曲线拟合 6

2.6、实验数据处理 6

3、结果与分析 6

3.1低温处理对植物外形的影响 6

3.2不同温度和处理时间下两种植物最大光化学效率（Fv/Fm）的比较 7

3.3不同温度和处理时间下两种植物快速光曲线分析 9

3.4停止低温胁迫，比较两种植物恢复后的最大光化学量子产量（Fv/Fm） 11

4、结论 13

5、讨论 13

5.1 PSⅡ潜在光能转化效率 13

5.2 两种水生植物的快速光曲线特性 14

参考文献 14

致谢 17

两种浮叶植物叶绿素荧光动力学受低温胁迫的影响

温银晓

,China

Abstract:The modulate chlorophyll fluorescence kinetics of Eichhornia crassipes and Hydrocotyle vulgaris L under low temperature stress(0～8℃)were investigated with Water-PAM chlorophyll fluorometer.Chlorophyll fluorescence of floating leaved aquatic plant Eichhornia crassipes and Hydrocotyle vulgaris L were researched under 3 low temperature stress ( 0℃, 4℃, 8℃ )for 2h, 4h and 6h respectively.After low temperature stress removed for 1d,3d,5d and 7d respectively,maximum photochemical quantum yield (Fv / Fm) , maximum electron transfer rate (rETRm),half-saturation light intensity (Ek) and rapid light curves( RLCs) were also measured under natural conditions. The results showed that compared with the control group, low temperature stress under two kinds of plants, the maximal photochemical quantum yield (Fv / Fm) were significantly decreased (P lt; 0.05), the half-saturation light intensity and maximum electron transfer rate were also significantly reduced (P lt; 0.05), and with the treatment temperature decreased and the treated time increasing, the downward trend is more obvious. In addition,in the process of recovery culture,two plants were also able to grow normally, but in different conditions of treatment of the plants,and the rate of recovery is not the same.At 8 ℃ under the condition of the processed plant can fastest recovery,0℃ is the slowest recovery.Generally speaking, Hydrocotyle vulgaris L’s recovery rate is faster than Eichhornia crassipes’ recovery rate.

Key words:low temperature stress;floating leaved plants; chlorophyll fluorescence kinetics;

1、引言

1.1、研究意义

近年来，由于城市环境污染加剧，导致一些湖泊水体水质恶化，大部分城市湖泊水体已经出现富营养化现象。目前，海内外对控制湖泊水体富营养化问题已经有了大量的研究和报道，并且尝试用不同的方法进行控制。水生植物有三大生态类群，分别是沉水、浮水以及挺水植物^[1]。由于水生植物具有很好的生态功能，它能够维持生物系统的多样性，对自然环境有绿化作用，并且对水质有净化作用等，同时有相当大的经济效益，所以常被应用于水体环境治理。与此同时，水生高等植物和藻类在光能和营养物质上属于竞争者，因此适当增加水生高等植物，不仅可抑制浮游植物的生长，对改善水质有利，而且水生高等植物容易收割和利用，这也使其成为了防治湖泊富营养化的有效措施。实验研究表明，利用水生植物进行水体修复对去除氮、磷具有明显的效果^[2～6]，可用于控制湖泊富营养化。凤眼莲是公认的去除氮磷效果最佳的植物^[7]，也有相关报道提到，采用铜钱草对污水及总P、总N进行净化方面的研究，得出铜钱草在水的净化方面有较好的效果^[8，9]。因此，凤眼莲和铜钱草均可作为控制水体富营养化的水生高等植物。但另一方面水体富营养化也会造成水生植物的疯长，疯长的植物在冬季因受低温影响，植物受损腐败的残体反而对水体有严重污染。

目前，叶绿素荧光技术在植物，包括藻类对光抑制、低温、热、水分和盐碱、营养、病原菌侵染等各种环境因子胁迫响应的机理和应用研究中起着越来越重要的作用。植物的生长发育会因为自然环境中多样的逆境胁迫和生物灾害因素而受到影响。温度是自然界中限制植物光合作用以及地理分布最重要的生态因素之一^[10,11]。低温会影响植物的生长发育、生理和光合特性。我们都知道光合作用是与植物的生长发育密切相关的，它是一系列复杂代谢反应的总和，该作用是生态系统中所有物质与能量代谢的生存基础。在光能的吸收、传递和转变阶段，激发态的叶绿素分子回到基态时，可通过光子形式释放能量，所发出的光称为荧光。大量的研究表明^[12]，自然条件下，植物体内叶绿素荧光离不开光合作用中的各种反应,它包含了相当多的光合作用信息。因此，我们可以通过测定植物体内的叶绿素荧光的相关参数，从而来研究不同种类的逆境因子对植物光合作用的影响，所以它可以被认为是联系植物光合作用和环境的内在探针。在胁迫条件下，它能够迅速、敏捷和无损伤地对完整植株进行研究和探测，所以常常被用来了解掌握植物的光合机构功能受环境胁迫的影响^[13]。这样，通过分析植物荧光特性的变化便能了解其有关的生理状况。因此，通过研究低温胁迫对水生植物叶绿素荧光特性的影响，不仅可以筛选出能有效治理水体富营养化的水生植物，而且在及时解决水生植物疯长的问题上具有重要意义。

1.2、研究现状

近年来，叶绿素荧光技术已经普遍在陆生高等植物、大型海洋植物的生理生态的研究方面得到了应用，但是并未在淡水水生植物的研究方面有很多应用^[14-19]。目前，虽然只有很少一部分报道是关于对水生植物叶绿素荧光动力学的研究，但是仍旧有一部分学者致力于该方面的研究，比如，王国祥等^[20]对富营养化水体中菹草的光合荧光特性进行了研究；王文林等^[21]分析了悬浮泥沙水体对穗花狐尾藻光合荧光特性的影响；徐瑶等^[22]分析了水体浊度对苦草光合荧光特性的影响以及宋丽娜等^[23]研究了镉对浮萍叶绿素荧光特性的影响。

本文以淡水水生植物凤眼莲，铜钱草作为研究对象，进行不同温度和时间的处理，对所获得的叶绿素荧光参数进行分析比较，得出低温胁迫与参数之间的关系，以此了解叶绿素荧光技术在筛选处理富营养化水体水生植物的可行性。

2、研究材料与方法

2.1、研究材料

本文实验材料为凤眼莲（水葫芦）和铜钱草2种水生植物，选取长势相似、植株健硕的凤眼莲和铜钱草，将其培养于90L（56cm*46cm*35cm）塑料水槽中，在(25±1) ℃、3 500lx ，16 h／8 h(光/暗)光照周期条件下进行适应性培养。每3d浇1次1/2 Hoagland's营养液，培养两周后进行低温处理。

2.2、低温胁迫处理

选取生长势比较旺盛，形态较一致的凤眼莲和铜钱草每组各5株，共4组置于光照培养箱中进行低温胁迫处理，分别设置0℃，4℃，8℃3个不同温度梯度进行处理，以25℃处理作为对照，在处理凤眼莲和铜钱草每个温度下分别处理2h,4h,6h后进行测定。

2.3、恢复实验

停止低温胁迫，将其置于(25±1) ℃、3 500lx ，16 h／8 h(光/暗)光照周期条件下进行恢复性培养，定时取样,测量叶绿素荧光参数，以此来观察其恢复情况。

2.4、测量方法

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