鎘脅迫對菜豆葉片抗氰呼吸、抗氧化及PS Ⅱ光合特性的影響

摘要：為探究鎘脅迫下抗氰呼吸(交替途徑)對植物體的保護作用和可能存在的作用機制,以菜豆幼苗為研究材料,探討鎘脅迫對菜豆葉片抗氰呼吸、抗氧化和光系統Ⅱ(PSⅡ)光合特性的影響,以及抗氰呼吸對PSⅡ的影響是否與其參與抗氧化調節作用有關.結果顯示:隨鎘處理濃度的增加,菜豆葉片抗氰呼吸能力和抗氧化酶[過氧化氫酶(CAT)、過氧化物酶(POD)、抗壞血酸過氧化物酶(APX)、超氧化物歧化酶(SOD)]活性以及過氧化氫(H2O2)含量呈現先升高后降低趨勢,而超氧陰離子自由基(O2^-)則逐漸顯著上升;同時,菜豆幼苗葉片Fv′/Fm′(光適應下PSⅡ最大光化學效率)、Y(Ⅱ)(PSⅡ實際光化學效率)和qP(光化學淬滅系數)、ETR(PSⅡ光合電子傳遞速率)下降,而葉片非光化學熒光猝滅系數(NPQ)則上升.非鎘脅迫條件下,葉面分別噴施H2O2、O2^-消除劑或抗氰呼吸抑制劑未對上述所測葉綠素熒光參數造成不良影響,且H2O2消除劑的施加使得qP和ETR顯著提高.在鎘脅迫下,葉面分別噴施H2O2或O2^-消除劑有效緩解了鎘導致的PSⅡ光化學活性的降低,而抗氰呼吸抑制劑的施加則造成了鎘脅迫造成的PSⅡ光化學活性的進一步下降以及H2O2和O2^-含量的進一步提高,并導致了CAT、POD、APX抗氧化酶活性水平的降低.上述研究結果表明,鎘脅迫下抗氰呼吸可有效緩解鎘脅迫導致的菜豆幼苗葉片活性氧的過量積累和抗氧化酶活性的上升以及PSⅡ光化學活性的下降;且抗氰呼吸對PSⅡ的保護作用可能與其調節抗氧化的功能有關.