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user: 3. 结果与分析 3.1. ALA处理对两种植物离体叶片高温后叶绿素快速荧光曲线的影响 图1展示的是ALA处理对金森女贞和金山绣线菊离体叶片经 50 ℃ 高温处理不同时间后的叶绿素快速荧光曲线的影响。从中可以看出，正常条件下，未经处理的植物叶片具有典型的OKJIP变化曲线，而经ALA处理后，金森女贞叶片K、J、I和P点都有极显著上升，而金山绣线菊OJIP曲线也有一定上升，只是上升幅度不如前者那么大。因而，在非高温条件下，ALA对金森女贞叶片叶绿素快速荧光曲线的促进效应更明显。 图1还显示，高温处理对两种植物离体叶片OKJIP曲线有明显影响。在处理的30~90 min内，所有叶片O点显著上升，而且出现一个原先并不明显的K点，同时J、I和P点都显著下降，甚至消失，说明高温处理显著抑制PSII反应中心供体侧放氧复合体(Oxygen evolving complex， OEC)活性，并因此抑制受体侧光合电子传递。 未经ALA处理的对照叶片，经高温处理后JIP几乎一蹶不起；而ALA处理叶片经 50 ℃ 高温胁迫30 min的叶绿素荧光在100 ms后仍然有一定的上升。所有经ALA处理叶片荧光曲线均明显高于对照，暗示着该药剂处理可以提高热胁迫下两种园林植物叶片PSII反应中心荧光活性。 图1. ALA处理对金森女贞和金山绣线菊离体叶片经 50 ℃ 高温处理不同时间后的叶绿素快速荧光曲线的影响 3.2. ALA处理对两种植物离体叶片高温后PSI反应中心820 nm光反射荧光曲线的影响 图2显示，金森女贞和金山绣线菊叶片820 nm光反射荧光曲线呈V字型，即从0.7 ms (JIP时间)到大约10 ms间，MR o /MR荧光迅速下降，代表着照光初期PSI反应中心P 700 失去电子被氧化成P 700 *过程；而从那以后，MR o /MR荧光缓慢上升，代表着P 700 通过自身环式电子传递链或来自PSII反应中心非环式电子传递链得到电子被还原的过程。实际上，在MR o /MR下降阶段，一方面存在着P 700 被氧化，另一方面，也存在着得到电子被还原，但是由于氧化速率大于还原速率，因而，氧化过程占优势。当MR o /MR达到最低值时，失去电子与获得电子达到平衡状态，但从那以后，来自于PSII反应中心的电子增多，P 700 逐渐呈还原状态，MR o /MR荧光曲线上升。当光照时间达100 ms以上时，PSII反应中心完全被氧化，处于完全关闭状态，它能够传递给PSI的电子逐渐下降，MR o /MR曲线又开始下降。因而，10 ms附近的MR o /MR最低值代表着PSI反应中心能够被氧化的电子载体量，而100 ms以后的MR o /MR最高值代表着PSII反应中心能够传递给PSI末端电子受体的电子负荷量。 从图2可以看出，ALA处理后金森女贞和金山绣线菊叶片MR o /MR最低值均显著低于对照，而最高值都高于或略高于对照，说明ALA处理不仅可以提高两种园林植物叶片PSI电子供体量，也能提高PSII反应中心提供给PSI反应中心的电子负荷量。其中，ALA对金森女贞的促进作用大于金山绣线菊。 高温胁迫极显著提高了MR o /MR的最低值，同时也降低了MR o /MR最高值，说明两个光合系统活性都受到伤害。与金山绣线菊相比，金森女贞PSI活性对高温胁迫更为敏感，因为 50 ℃ 高温处理30 min时，金山绣线菊叶片MR o /MR曲线下降后仍然有比较明显的上升，而金森女贞的上升过程相对比较弱。类似地，ALA处理后金山绣线菊叶片MR o /MR曲线也有明显的下降-上升过程，而金森女贞的反应较弱。这些数据反映出，ALA处理显著提高未经高温胁迫的金森女贞叶片PSI活性，但是ALA处理的金山绣线菊叶片具有更强的耐热性。 图2. ALA处理对金森女贞和金山绣线菊离体叶片经 50 ℃ 高温处理不同时间后的820 nm光反射动力学曲线的影响 3.3. ALA处理对两种植物离体叶片叶绿素荧光参数的影响 3.3.1. 初始荧光F o 图3显示，高温胁迫后，两种植物初始荧光F o 显著上升，而ALA处理进一步导致F o 上升。对于金森女贞来说，当高温超过60 min，ALA处理叶片F o 极显著高于对照。对于金山绣线菊来说，F o 也表现出类似趋势，但只有高温90 min时，ALA处理叶片F o 才极显著高于对照，而在此之前，两者间没有显著差异。高温90 min时，ALA处理F o 明显高于对照的原因，一方面是对照叶片F o 下降，另一方面是ALA处理叶片F o 继续上升。这说明，F o 上升是植物叶片光合膜对高温胁迫的反应。也许，只有有活性的光合膜才能对高温胁迫产生这种生物学反应。未经ALA处理的金森女贞叶片在高温处理60 min后已经失去对高温胁迫的响应，其F o 与高温30 min的没有显著差异，而ALA处理叶片F o 仍然大量上升，暗示着这些叶片的光合膜仍然具有高温热反应。类似情况存在于金山绣线菊叶片。高温处理90 min时，对照叶片F o 已经失去对高温的反应能力，而ALA处理叶片的F o 继续上升，说明其仍然保持着生物学活性。 3.3.2. 最大荧光F m 图4显示，高温处理极显著降低金森女贞和金山绣线菊叶片最大荧光值F m ，其中 50 ℃ 高温处理30 min对金森女贞的效应与60或90 min的相似，F m 值下降一半以上，但金山绣线菊F m 下降程度与高温处理时间有关。时间越长，下降越多，两者呈直线关系(r = 0.958， P < 0.05)。这说明该物种对高温胁迫具有较强耐受力。高温处理90 min，其叶片F m 仍然对高温胁迫有响应。但对金森女贞来说，高温处理30 min后叶片F m 已经丧失了对热胁迫响应。再次说明，金森女贞对高温胁迫更敏感。 从ALA处理效应上看，高温处理前，ALA处理的金森女贞叶片F m 比对照高出60% (P < 0.01)，而金山绣线菊叶片仅高出7%，未达到差异显著水平(P > 0.05)。随着高温时间延长，ALA对金森女贞叶片F m 的促进效应均维持在45%左右，没有明显变化；但ALA对金山绣线菊F m 的促进效应随着高温处理时 图3. ALA处理对金森女贞和金山绣线菊离体叶片高温胁迫后叶绿素快速荧光的初始荧光(F o )的影响。柱形图上相同小写字母表示在P = 0.05水平上差异不显著，下同 图4. ALA处理对金森女贞和金山绣线菊离体叶片高温后叶绿素快速荧光的最大荧光(F m )的影响 间延长而呈直线上升(r = 0.966， P < 0.05)。这说明，对于两种耐热性不同的园林植物来说，ALA促进金山绣线菊耐热性效应高于金森女贞，ALA对前者耐热性调节的幅度也大。 3.3.3. 可变荧光F v 与F m 相似，ALA处理诱导两种植物叶片叶绿素可变荧光F v 显著上升(F > 0.01)，而高温处理导致F v 迅速下降。对金森女贞来说，未经高温处理的叶片所体现出来的ALA处理后增幅达70%以上。然而，与 50 ℃ 高温30 min相比，这个增加幅度并不大，因为在高温30 min后，金森女贞叶片F v 增幅达118%，表明在这种胁迫条件下，ALA可以表现出良好的调节活性。但是，随着高温时间进一步延长，ALA诱导的F v 增幅又下降为46%~62%。与此不完全相同的是，ALA诱导金山绣线菊叶片F v 增幅最大的是高温处理60 min，增幅为198%。另外，高温处理90 min的叶片F v 增幅也达117% (图5)。显然，ALA对常温条件下金山绣线菊叶片F v 的影响不大，但在高温胁迫下，尤其是相对较长时间的高温胁迫下，可以体现出更好的调节效应。 3.3.4. PSII反应最大光化学效率(F v /F m ) F v /F m ，或者φP o 是暗适应叶片最大光化学效率。高温处理前，ALA对两种园林植物叶片φP o 没有显著影响。高温胁迫30 min后，两种园林植物叶片φP o 都显著下降，但ALA处理叶片能保持较高水平，其中金森女贞显著高于对照(P < 0.05)。高温胁迫60或90 min，经ALA处理的金山绣线菊叶片φP o 显著高于对照，但金森女贞叶片φP o 与对照没有差异。这说明，经ALA处理的金森女贞叶片可以忍受短时间的高温胁迫，而金山绣线菊则可以忍受更长时间的高温逆境。 3.3.5. K相相对荧光(V k ) K相对荧光V k 是指暗适应叶片在强光照射300 ms时的相对荧光值，所反映的是PSII反应中心供体侧放氧复合体(OEC)相对受抑程度。与W k 相似，V k 越高，说明OEC受抑程度越大。从图6可以看出，随着高温时间延长，两种植物叶片V k 显著上升，特别是金森女贞，高温处理30 min后叶片V k 极显著高于处理前，而且与其后高温60或90 min没有显著差异(图7)，说明 50 ℃ 高温处理30 min就已经伤害到PSII反应中心供体侧OEC活性，因而，即使其后延长高温时间，也已经不再产生新的伤害。但是金山绣线菊叶片V k 随着高温时间延长而逐渐上升，表明它对高温逆境的响应是一个逐渐发展的过程。这也说明了金山绣线菊对高温的忍受力高于金森女贞。 从另一方面看，ALA处理显著降低两种植物叶片V k (F > 0.01)，但是两种植物间的响应模式有所不同。对金森女贞来说，未经高温或高温处理30 min的叶片对ALA处理效应显著，而更长时间高温处理则丧失处理效应。对金山绣线菊来说，未经高温处理或者高温处理30 min叶片的ALA处理效应较小，而高温处理60或90 min的处理效应越发明显。也就是说，随着高温处理时间的延长，ALA处理效应越 图5. ALA处理对金森女贞和金山绣线菊离体叶片热胁迫后叶绿素快速荧光的可变荧光(F v )的影响 图6. ALA处理对金森女贞和金山绣线菊离体叶片高温胁迫后K相相对荧光(V k )的影响 高。因而，ALA处理可以在短期高温条件下保护金森女贞叶片PSII反应中心供体侧OEC活性，也可以在较长时间高温逆境中保护金山绣线菊叶片PSII反应中心OEC活性。 3.3.6. PSII反应中心关闭最大速率(M o ) 与V k 相似，高温逆境导致两种园林植物叶片PSII反应中心受体侧Q A 被完全还原的速率(M o )迅速上升(图8)，意味着PSII反应中心完全关闭的速度加快。但是，金森女贞与金山绣线菊的响应不完全相同。 图7. ALA处理对金森女贞和金山绣线菊离体叶片高温胁迫后PSII反应中心最大光化学效率(F v /F m = ΦP o )的影响 图8. ALA处理对金森女贞和金山绣线菊离体叶片经高温处理后PSII反应中心最大关闭速率(M o )的影响 对前者来说，30 min高温处理的M o 与60或90 min高温处理的M o 几乎完全相等，说明30 min高温导致了叶片Q A 被完全还原。对金山绣线菊来说，高温处理60 min才会导致M o 显著高于短时间高温处理或者未经高温处理。这也说明金山绣线菊叶片Q A 被还原对高温的忍耐力强于金森女贞。 ALA处理抑制高温诱导的叶片M o 上升效应在两种园林植物中表现模式存在差异。对金森女贞来说，ALA抑制未经高温或者短时间高温处理的叶片M o 上升，但是对高温60 min及其以上时间的叶片没有效应。对金山绣线菊来说，未经高温处理或者高温处理90 min叶片中观察不到ALA处理效应，但是，在高温处理30或60 min时，ALA处理效应显然存在，尤其是在高温60 min的叶片。 3.3.7. PSII捕获的光能用于光合电子传递的量子产额(φE o ) 图9显示，高温处理导致两种园林植物叶片PSII反应中心捕获的光能用于光合电子传递的量子产额φE o 下降，但是，两者之间存在着明显差异。对金森女贞来说， 50 ℃ 高温处理30 min，φE o 下降68%，即使延长高温时间，也是保持相似的下降幅度。但对金山绣线菊来说，高温处理30 min，φE o 才下降15%；若高温处理60 min，φE o 下降83%。再次说明，金山绣线菊叶片φE o 对高温的忍受能力高于金森女贞。 ALA处理可以显著提高两种园林植物叶片φE o 对高温逆境的忍受力。其中，金森女贞叶片在未经或30 min高温时，ALA处理叶片φE o 显著高于对照，而金山绣线菊叶片经高温处理后φE o 均显著高于对照(图9)。 3.3.8. PSII有活性反应中心密度(RC/CS) 图10展示的是两种园林植物叶片PSII有活性反应中心的密度(RC/CS)。从中可以看出， 50 ℃ 高温处理30 min后，金森女贞叶片RC/CS下降了79%，金山绣线菊下降了62%。随着高温时间延长，金森女贞RC/CS几乎没有继续下降，而金山绣线菊下降到原初值到80%左右便不再下降。说明高温胁迫导致两种植物叶片RC/CS下降程度相近，只是金森女贞在短时间高温胁迫后就降低到最低程度，而金山绣线菊需要更长时间才降低到最低程度。这说明，后者更耐热。 ALA处理显著提高两种植物叶片PSII有活性反应中心对高温的适应性，其中，金森女贞对ALA处 图9. ALA处理对金森女贞和金山绣线菊离体叶片经高温处理后PSII反应中心用于电子传递的量子产额(φE o )的影响 理效应比较稳定。无论是经或未经高温处理的叶片，RC/CS比对照高出40%~87%。但对金山绣线菊来说，未经或仅经高温处理30 min的叶片，RC/CS仅增加5%~10%，没有达到差异显著水平(P > 0.05)，只有在高温处理60 min时，ALA处理增幅才达到78%，显著高于对照(P < 0.05)。 3.3.9. PSI反应中心最大光化学效率(φR o ) 图11显示，两种园林植物叶片光合系统I反应最大光化学效率对高温处理存在着明显差异，其中金 图10. ALA处理对金森女贞和金山绣线菊离体叶片高温处理后有活性反应中心密度(RC/CS)的影响 图11. ALA处理对金森女贞和金山绣线菊离体叶片经高温处理后PSI反应中心最大光化学效率(φR o )的影响 森女贞叶片φR o 对 50 ℃ 高温处理没有明显反应，而金山绣线菊叶片φR o 在高温处理30 min时显著上升，但在高温90 min后则极显著低于未处理对照，表明该物种叶片PSI反应中心对高温胁迫有相当灵活的调节能力。短时间高温胁迫诱导PSI活性上升，长时间高温逆境导致φR o 下降。φR o 下降是高温胁迫引起的伤害结果。 ALA处理对两种植物φR o 的影响也存在显著差异。未经高温处理的金森女贞叶片φR o 对ALA处理没有反应，高温30 min处理诱导φR o 上升；更长时间高温后，ALA处理效应消失。对金山绣线菊来说，未经高温处理叶片φR o 没有因ALA处理而出现明显效应，而高温处理不同时间后，所有叶片φR o 均显著上升。其中，高温处理30 min叶片φR o 增加16%，高温处理60或90 min则分别比对照高出1.87倍和8.69倍。 3.3.10. 以吸收为基础的光合性能指数(PI abs ) 图12显示，两种园林植物叶片以吸收为基础的光合性能指数PI abs 对高温胁迫非常敏感，只要 50 ℃ 高温处理30 min，金森女贞叶片PI abs 下降99%，金山绣线菊叶片也下降78%。如果高温延长到60或90 min，金山绣线菊PI abs 下降99.5%。这些现象一方面说明，PI abs 的确是一个非常敏感的高温伤害指标，同时也证明，金山绣线菊叶片对高温的忍受能力强于金森女贞。 ALA处理显著提高两种植物PI abs ，但两种植物之间存在着差异。对金森女贞来说，ALA处理提高了未经或仅经高温30 min叶片的PI abs ，增幅达1.35和6.80倍。但从统计角度看，只有前者差异达到P = 0.05水平。对金山绣线菊来说，ALA提高所有叶片PI abs ，其中未经高温处理叶片增加16%，经高温处理60 min叶片的PI abs 增加35.78倍。两者与对照相比，差异达到P = 0.01显著水平。 3.3.11. PSI反应中心氧化还原速率(V PSI 和V PSII-PSI ) 图2已经列出来的“V”字型820 nm调制反射曲线，其MR o /MR下降阶段为PSI反应中心失去电子被氧化过程，上升阶段为PSII反应中心传递来的电子还原PSI反应中心过程。以0.7 ms到3 ms间MR o /MR下降值，可以计算出PSI反应中心被氧化的速率V PSI (见图13A)；以7 ms到100 ms间MR o /MR上升值， 图12. ALA处理对金森女贞和金山绣线菊离体叶片经高温处理后以吸收为基础的性能指数(PI abs )的影响 图13. ALA处理对金森女贞和金山绣线菊离体叶片经高温处理后PSI反应中心氧化速率(V PSI )和还原速率(V PSII-PSI )的影响 可以计算出PSII传递过来电子还原PSI反应中心的速率V PSII-PSI (见图13B)。 从图13A上看，高温胁迫导致两种植物叶片V PSI 下降，而ALA处理可以提高植物PSI反应中心的耐热性。就常温对照而言，经ALA处理的金森女贞叶片V PSI 虽然高于对照，但从统计学上看，两者差异不显著。当叶片经50℃高温处理30或60 min时，ALA处理叶片V PSI 上升，对照下降，两者呈现出极显著差异(P < 0.01)。对金边绣线菊来说，常温或短时间高温胁迫时，ALA对V PSI 的影响不大，而在60 min，特别是90 min高温胁迫时，ALA处理叶片V PSI 显著高于对照。从而说明，ALA对两种园林植物叶片PSI反应中心耐高温能力有显著促进效应。 从图13B可以看出，从PSII反应中心传递来的电子还原PSI反应中心的速率(V PSII-PSI )比PSI自身氧化速率(V PSI )低1个数量位，但是，V PSII-PSI 对高温的敏感性却远远高于V PSI 。无论是金森女贞还是金边绣线菊，50℃高温处理后，V PSII-PSI 迅速下降，而且金森女贞下降速度大于金边绣线菊，未经ALA处理叶片大于经处理叶片。这说明两个光合系统间电子传递对高温胁迫非常敏感，而ALA处理可以提高两种园林植物V PSII-PSI 对高温胁迫的敏感性。