文献类型： 中文期刊

作者： 马佳 ¹ ; 彭杰丽 ¹ ; 贾楠 ¹ ; 王旭 ¹ ; 王占武 ¹ ; 胡栋 ¹ ;

作者机构： 1.河北省农林科学院农业资源环境研究所/河北省肥料技术创新中心

关键词： 番茄;链霉菌;低温胁迫;PSII光抑制;叶绿素荧光;叶黄素循环

期刊名称： 中国农业科学

ISSN： 0578-1752

年卷期： 2024 年 57 卷 022 期

页码： 4522-4540

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 【目的】研究链霉菌TOR3209提高番茄低温耐受能力的生物学机制，从叶绿素荧光特性和叶黄素循环两方面入手揭示TOR3209对光系统II（PSII）的保护机制。【方法】以番茄为试验材料，将4叶期番茄幼苗于移栽时施加TOR3209菌剂，并于移栽30 d后进行低温（5℃）处理，设置常温TOR3209（TOR3209）、常温NI（NI）、低温TOR3209（TOR3209+C）和低温NI（NI+C）4个处理。比较低温胁迫下接菌和未接菌植株PSII性能、非光化学淬灭（NPQ）相关的叶绿素荧光参数、叶黄素循环组分、紫黄质脱环氧化酶（VDE）活性和抗坏血酸-谷胱甘肽（As A-GSH）循环的差异。【结果】链霉菌TOR3209可缓解低温诱导的PSII实际光化学效率Y（II）的下降，避免了PSII光抑制。低温胁迫下番茄叶片快速叶绿素荧光诱导动力学（OJIP）曲线的J点明显上升同时出现K点，快速叶绿素荧光诱导动力学分析（JIP-test）发现，相对荧光曲线的初始斜率（M_o）增加，用于初级醌受体（Q_A）下游电子传递的能量比例（Ψ_o）降低，以吸收光能为基础的光化学性能指数(PI_ABS)减小；施加TOR3209菌剂的植株J点未上升且能够抑制K点的出现，M_o、Ψ_o和PI_ABS均能回归到常温水平，即TOR3209对PSII受体侧电子传递体和供体侧放氧复合体（OEC）均起到保护作用。TOR3209抑制低温胁迫下番茄叶片PI_ABS和以单位面积为基础的性能指数(PI_CS)的显著降低，结合荧光参数NPQ和保护性热耗散(Ф_NPQ)显著增加且非调节性能量耗散(Ф_NO)显著降低，证实促进保护性热耗散是TOR3209保护PSII的作用机制。低温胁迫导致番茄叶片叶黄素总库含量和VDE活性的降低，且As A-GSH循环中的抗氧化酶（抗坏血酸过氧化物酶APX、谷胱甘肽还原酶GR、单脱氢抗坏血酸还原酶MDHAR）活性和抗氧化剂（抗坏血酸As A、还原型谷胱甘肽GSH）含量降低，叶黄素循环启动减慢，叶片光合能力受到抑制。TOR3209不仅能提高低温胁迫下叶黄素脱环氧化状态（DEPS），而且增加叶黄素总库含量和VDE活性，进一步提高非光化学淬灭水平，及时转化过剩光能，保护光合机构的稳定性；TOR3209也能提高低温胁迫下番茄叶片上述抗氧化酶活性和抗氧化剂As A的含量，优化As A-GSH循环系统以清除活性氧（ROS）的同时还能促进叶黄素循环。【结论】TOR3209提高低温胁迫下番茄叶片光合电子传递活性维持PSII稳定性，促进叶黄素循环介导的热耗散缓解PSII光抑制，优化As A-GSH循环减轻PSII氧化胁迫，增强番茄耐低温能力。