NPQ及其组分在植物逆境生理中的应用

NPQ及其组分在植物逆境生理中的应用

叶绿素荧光动力学现象是Kautsky等在1931年发现的。准确快速的测量叶绿素荧光参数对于植物生理生态方面的研究具有很重要的意义。

图1 荧光产量随时间变化曲线图

叶绿素荧光淬灭包括光化学淬灭和非光化学淬灭。光化学淬灭：qP（Photochemical quenching），反映了植物PSⅡ反应中心的开放程度。非光化学淬灭：NPQ或qN（Nonphotochemical quenching），反映植物耗散过剩光能为热的能力，表示植物的光保护能力。植物叶片的非光化学淬灭（NPQ）包含3个组分，即qE、qI、qT等（Baker.2008）。

（qE：类囊体腔的?pH和叶黄素循环；qT：状态转换荧光淬灭 ； qI：光抑制非光化荧光淬灭。）

Ogbaga等认为大多数的光合作用测量系统忽略了NPQ组分（图2）中qE、qI的研究（Ogbaga et al. 2019）。

图2 NPQ组分

NPQ及其组分的应用

Erel等用OS 5p+便携式叶绿素荧光仪测得一年生橄榄树不同处理下（表1）叶片的叶绿素荧光参数（图3），其结果显示+K处理的Fv/Fm显著高于-K-Na处理，+K处理的NPQ显著低于-K-Na处理，NPQ组分的qE和qI在-K-Na处理都最高，而在+K处理都最低，qE在各处理间变化不显著，而qI在-K-Na处理下显著高于+K处理。该文章得到的结论是缺钾导致橄榄树的CO₂同化能力和光呼吸能力都降低，光保护机制受到严重的损伤，而加钠能够缓减缺钾引起的光抑制（Erel et al.2019）。

表1 橄榄树的不同处理

（-K-Na处理:0.09mM K和0.13mM Na;+Na处理:2.48Mm Na和0.08mM K;+K处理:2.48mM K和2.84mM Na）.

图3 不同处理下橄榄树的叶绿素荧光参数

参考文献：

Chukwuma C. Ogbaga, Habib-ur-Rehman Athar. The need to incorporate fast and slow relaxation kinetic parameters into photosynthesis-measuring systems. Scientifific African 4 (2019) e00106.

Ran Erel, Uri Yermiyahu, Alon Ben-Gal, Arnon Dag, Or Shapira, Amnon Schwartz. Modifification of non-stomatal limitation and photoprotection due to K and Na nutrition of olive trees. Journal of Plant Physiology 177 (2015) 1–10.