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1、光照和水分对景宁木兰幼苗生理特性及相关基因表达的影响景宁木兰( Magnolia sinostellata )为木兰科( Magnoliaceae )玉兰属新 种,落叶灌木 ,自然分布区极其狭窄 ,主要生长于浙江丽水山区阴坡、水沟边的针 叶树群落和阔叶箬竹群落内 , 属于浙江省极小种群濒危物种。本研究推测景宁木 兰群落内上层优势树木的遮阴及土壤含水量变化改变了适宜的生长空间环境 , 制 约其生长发育 , 造成生长势减弱。为进一步验证以上观点 , 本研究采用人工控制光照强度 (L<sub>1</sub>:75%、L<sub>2</sub>:50%、
2、L<sub>3</sub>:35%全光照)和不同水分条件(W<sub>1</sub>:95± 5%田间持水量、W<sub>2</sub>:流动水)复合处理,模拟 景宁木兰野外生境条件 , 以全光照和每 3天浇一次水至饱和为对照 ( CK) 。测定二 年生景宁木兰抗氧化酶和光合特性指标,并利用RT-qPCF技术检测抗氧化系统、 叶绿素生物合成途径和光合作用系统中相关基因的表达模式 , 探讨光照和水分复 合处理对景宁木兰生长的影响。研究结果如下 : (1)光照和水分复合处理对景宁木兰叶片抗氧化酶系统、 渗 透调节物质
3、和抗氧化酶基因表达的影响 :75%光照与流动水复合处理(L<sub>1</sub>W<sub>2</sub>下景宁木兰叶片内超氧化歧化酶 (SOD、过氧 化物酶(POD活性上升,脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS含量增加,丙二醛(MDA 含量降低,从而维持植株体内活性氧代谢平衡 ,保证景宁木兰幼苗正常生长。Cu/ZnSOD MnSO基因表达量变化与酶活性变化趋势相同 ，而FeSOD POD基因的 表达量变化与SOD PODS活性变化不一致。(2 、景宁木兰对光照和水分复合处理的光合日变化响应 : 不同复合处理下景宁木兰的净光合速率(P<sub
4、>*/sub>)日变化均呈“双峰型”曲线,CK处理峰 值出现在 9:00 和 15:00 时, 而其余复合处理峰值依次出现在 11:00 和 15:00 时。 在 13:00 时 , 景宁木兰光合作用受到抑制 , 具有明显“午休”现象 , 随着P<sub>*/sub>和气孔导度（G<sub>s</sub>）降低,胞间 C0<sub>2</sub浓度 （C<sub>iv/sub>）上升,表明景宁木兰光合作用下降主要由非气孔因素限制。（ 3 ）景宁木兰在光照和水分复合处理下叶绿素与荧光参数变化:L<su
5、b>1v/sub>W<sub>2v/sub>处理下景宁木兰叶绿素（Chia、Chlb、Chi（a+b） 含量增加,PSH最大光化学效率（F<sub>vv/sub>/F<sub>mv/sub>）、PSU光化学 量子效率（PSU）、光化学猝灭系数（qP）上升,非化学淬灭系数（NPQ下降， 有利于光能吸收 , 提高光化学反应效率。高度遮阴与积水处理导致F<sub>v</sub>/F<sub>0</sub>、F<sub>vv/sub>/F<sub>mv/sub
6、>、 PSH> qP 下降,NPQ提高,表明景宁木兰通过增加非辐射热耗散来调节自身能量代谢 ，以此 减轻PSU光合机构的损伤。（ 4）光照和水分复合处理下景宁木兰叶绿素代谢途径、光合系统途径的基 因表达:RT-qPCR吉果分析表明，叶绿素生物合成中L-谷氨酰-tRNA还原酶（HEM） 谷氨酸酯-1-半醛（GSA、Mgvsup>2+v/sup溼合酶H亚基（CHLH基因表达量与 叶绿素含量呈显著正相关（P<0.05 ）,且在L<sub>1v/sub>W<sub>2v/sub：处 理下其表达量达到最大，而脱镁叶绿酸a加氧酶（PaO基因表达
7、与之呈显著负相 关（P<0.05、。光合作用过程中Rubisco大亚基（RbcL）、Rubisco小亚基（RbcS、 Rubisco 活化酶（Rea）、PsaK PsaD PsbD PsbP基因表达量在 L<sub>1v/sub>W<sub>2v/sub：处理下上升，而其余复合处理条件下均抑制上述基 因表达,不利于P<sub>n</sub>增加。综上所述,75%光照与流动水复合处理（L<sub>1</sub>W<sub>2</sub>下景, 增加叶绿素宁木兰幼苗通过叶绿素生物合成基因和光合系统相关基因上调表达合成, 提高净光合速率 ,以满足景宁木兰幼苗生长的需要。