李煥勇,廖方舟,劉景超,王芝學,楊麗芳
(天津市農(nóng)業(yè)科學院 林業(yè)果樹研究所,天津 300384)
土壤鹽漬化已經(jīng)成為全球重要的資源與環(huán)境問題,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境造成不同程度的影響,嚴重威脅著全球糧食安全。目前,全球土壤鹽漬化程度呈上升趨勢,中國各類鹽堿土總面積約為3.69×107hm2,占可用耕地面積的4.88%,主要分布在東北、西北、華北內(nèi)陸以及沿海地區(qū)等,合理地開發(fā)利用鹽堿地資源,對中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[1]。
鹽漬環(huán)境中的土壤水勢降低,會導致其中的植物吸收水分困難或水分外排,造成滲透脅迫[2]。但植物在鹽漬條件下可以通過有機滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的代謝來降低自身水勢,進而減輕鹽漬環(huán)境對自身造成的損傷[1]。鹽脅迫還可造成植物膜脂過氧化現(xiàn)象,影響細胞膜通透性,進而妨礙植物生長發(fā)育和形態(tài)建成[3-4]。耐鹽植物在長期進化過程中形成了復雜且有效的抗氧化體系,主要包括以抗壞血酸(AsA)、類胡蘿卜素(Car)為主的非酶促抗氧化系統(tǒng),以及超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)等為主的酶促抗氧化系統(tǒng)[5-7]。葉綠體作為植物對逆境最敏感的細胞器,在鹽脅迫條件下會受到一定程度的損傷,進而影響到植物的光合作用。鹽脅迫造成的滲透脅迫破壞了植物PSⅡ系統(tǒng)反應中心,降低了植物的光合電子傳遞效率和PSⅡ的光合作用活力[8-9]。
甜櫻桃(Cerasusavium)為薔薇科(Rosaceae)櫻桃屬(Cerasus)落葉果樹,在北方素有“春果第一枝”的美稱。甜櫻桃對鹽分敏感,通過嫁接可以提高其耐鹽性,選育優(yōu)質(zhì)抗逆砧木可以提高甜櫻桃的抗逆性。當前已對甜櫻桃砧木響應鹽脅迫的光合特性進行了一定研究[10-12],但對其在鹽脅迫下的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)、抗氧化酶活性及葉綠素熒光特性等鮮見報道。本研究以栽培中常用甜櫻桃砧木‘吉塞拉6號’(Gisela 6)和‘考特’(Colt)為試驗材料,研究不同濃度NaCl處理對兩個甜櫻桃砧木葉片中主要滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)、抗氧化酶活性及光合熒光特性的影響,探討甜櫻桃砧木耐鹽生理機制,為甜櫻桃砧木耐鹽機制研究及優(yōu)良砧木的開發(fā)利用提供理論依據(jù)。
供試材料為生長狀況一致且長勢良好的1年生‘吉塞拉6號’(G6)和‘考特’(KT)砧木苗,每個品種選擇30株定植于裝有混合基質(zhì)(蛭石、珍珠巖和草炭土體積比1∶1∶3)的花盆中,在室外避雨棚下培養(yǎng),苗木正常生長1個月后進行鹽脅迫處理。
采用完全隨機區(qū)組設(shè)計,共設(shè)置0、50、100、150 mmol·L-1NaCl等4個濃度鹽脅迫處理水平,每個處理設(shè)置3次重復,每個重復10株幼苗。為防止鹽分流失,花盆底部放置塑料托盤,每次澆水后將流出的溶液及時倒回花盆內(nèi)。鹽脅迫處理14 d后采集葉片樣品保存于液氮中用于生理指標檢測,并對植株進行光合氣體交換參數(shù)和葉綠素熒光參數(shù)的測定。
1.3.1 生理指標葉片可溶性糖含量測定采用蒽酮法,可溶性蛋白含量測定采用考馬斯亮藍染料結(jié)合法,脯氨酸含量測定采用茚三酮法,丙二醛含量測定采用硫代巴比妥酸法,超氧化物歧化酶(SOD)活性測定采用氮藍四唑光還原法,過氧化物酶(POD)活性的測定采用愈創(chuàng)木酚還原法[13-14]。
1.3.2 光合氣體交換參數(shù)和綠葉素熒光參數(shù)采用Li-6800便攜式光合-熒光測量儀(Li-COR,USA)進行葉片的光合氣體交換參數(shù)和葉綠素熒光參數(shù)的測定,測定控制光強度為1500 μmol·m-2·s-1,CO2濃度為400 μmol·mol-1,相對濕度為65%,每個處理測量5次。將所測幼苗葉片在夜間進行充分暗適應后,測定暗適應初始熒光(Fo)和最大熒光(Fm);白天充分光照后,測定凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、氣孔導度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci)等;同步執(zhí)行飽和脈沖測量記錄光適應下初始熒光(Fo′)、光適應下最大熒光(Fm′)和穩(wěn)態(tài)熒光(Fs),并計算光系統(tǒng)Ⅱ最大光化學效率(Fv/Fm)、光化學淬滅系數(shù)[qP=(Fm′-Fs)/(Fm′-Fo)]和非光化學淬滅系數(shù)[NPQ=(Fm-Fm′)/Fm′]。
利用Microsoft Excel 2016對原始數(shù)據(jù)進行整理、標準差分析及圖形的繪制,利用SPSS 19.0軟件進行單因素方差分析,采用LSD法進行多重比較,方差分析在P<0.05時認為差異顯著。
隨著NaCl處理脅迫濃度的升高,兩個甜櫻桃砧木‘吉塞拉6號’(G6)和‘考特’(KT)的生長狀況均逐漸變差,側(cè)枝減少,葉片表現(xiàn)出焦邊、卷曲、落葉等癥狀,其受鹽害程度逐漸加重,不同NaCl處理之間性狀差異明顯(圖1)。
2.2.1 可溶性糖含量隨著NaCl處理濃度的升高,甜櫻桃砧木葉片中可溶性糖含量在‘吉塞拉6號’中呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢,而在‘考特’中卻呈逐漸增加趨勢(圖2,A);在鹽脅迫條件下,‘吉塞拉6號’葉片中可溶性糖含量迅速增加并維持在較高水平,在100 mmol·L-1NaCl處理時達到最大值(77.98 mg·g-1),并與其他處理之間差異顯著(P<0.05);‘考特’葉片可溶性糖含量在150 mmol·L-1NaCl處理達到最大(72.92 mg·g-1),也與其他處理存在顯著差異。
2.2.2 可溶性蛋白含量圖2,B顯示,‘吉塞拉6號’和‘考特’葉片中可溶性蛋白的含量均隨著NaCl處理濃度的升高而逐漸增加,在150 mmol·L-1NaCl處理時達到最大,分別達到2.93 mg·g-1和3.06 mg·g-1,分別比對照顯著增加了51.7%和19.1%,其余濃度NaCl處理也與對照之間均存在顯著差異(P<0.05)。隨著NaCl處理濃度的升高,‘吉塞拉6號’葉片可溶性蛋白的增加量明顯高于‘考特’。
A.吉塞拉6號(G6);B.考特(KT);0、50、100、150分別表示0、50、100、150 mmol·L-1NaCl處理圖1 鹽脅迫下兩個甜櫻桃砧木植株形態(tài)和葉片表型變化A.Gisela 6 (G6);B.Colt (KT);0,50,100 and 150 indicate 0,50,100,and 150 mmol·L-1NaCl treatment,respectivelyFig.1 Plant morphological changes and leaf phenotypic changes of two sweet cherry rootstocks under salt stress
2.2.3 脯氨酸含量由圖2,C可知,兩個甜櫻桃砧木葉片中脯氨酸含量也均隨著NaCl處理濃度的升高而逐漸增加,且各濃度鹽脅迫處理之間及其與對照之間均存在顯著性差異(P<0.05);在相同鹽脅迫濃度下,‘考特’葉片的脯氨酸含量均不同程度高于‘吉塞拉6號’,它比對照的增加幅度也大于‘吉塞拉6號’。其中,在150 mmol·L-1NaCl處理濃度下,‘吉塞拉6號’和‘考特’葉片的脯氨酸含量與對照相比分別增加了2.14倍和2.87倍。
G6.吉塞拉6號;KT.考特;不同小寫字母表示同一品種不同處理間差異顯著(P<0.05),下同圖2 鹽脅迫下兩個甜櫻桃砧木葉片滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的變化G6.Gisela 6;KT.Colt;Different normal letters indicate significant differences among different treatments of the same variety at the level of 0.05 (P<0.05);the same as below Fig.2 The contents of osmotic adjustment substance in leaves of two sweet cherry rootstocks under salt stress
2.3.1 丙二醛含量由圖3,A可知,兩個甜櫻桃砧木葉片丙二醛含量均隨著NaCl處理濃度的升高而增加,且在不同濃度NaCl處理間存在顯著差異;與對照相比,‘吉塞拉6號’和‘考特’葉片丙二醛含量分別在50和100 mmol·L-1濃度開始存在顯著差異(P<0.05),在150 mmol·L-1NaCl處理時分別顯著增加了26.3%和15.4%。在相同濃度NaCl處理下,‘吉塞拉6號’葉片丙二醛含量均明顯高于相應‘考特’,且比對照增幅也高于‘考特’。
圖3 鹽脅迫下兩個甜櫻桃砧木葉片丙二醛含量及SOD和POD活性的變化Fig.3 The MDA content and SOD and POD activities in leaves of two sweet cherry rootstocks under salt stress
2.3.2 SOD活性兩個甜櫻桃砧木葉片中SOD活性隨著NaCl處理濃度的增加均呈現(xiàn)持續(xù)增加的變化趨勢,在150 mmol·L-1NaCl處理時分別達到92.11和109.01 U·g-1,分別比對照顯著增加了60.5%和36.3%,‘吉塞拉6號’的增加幅度明顯大于‘考特’(圖3,B)。‘吉塞拉6號’葉片中SOD活性在不同濃度處理之間均存在顯著性差異(P<0.05),而‘考特’葉片中SOD活性在50 mmol·L-1NaCl處理時與對照相比無顯著變化,在100和150 mmol·L-1NaCl處理時顯著高于對照和50 mmol·L-1NaCl處理,但它們之間沒有顯著性差異。
2.3.3 POD活性隨著NaCl處理濃度的增加,兩個甜櫻桃砧木葉片中POD活性均呈現(xiàn)出先升高后下降的變化趨勢,并均顯著高于相應對照,且均在100 mmol·L-1NaCl處理時達到最大值,此時分別比對照增加了2倍和1.97倍(圖3,C)。在相同處理條件下,‘吉塞拉6號’葉片的POD活性均明顯高于‘考特’;‘吉塞拉6號’葉片的POD活性表現(xiàn)為100和150 mmol·L-1濃度NaCl處理均顯著高于50 mmol·L-1NaCl處理(P<0.05),而‘考特’在3個濃度處理之間不存在顯著差異。
2.4.1 凈光合速率兩個甜櫻桃砧木葉片凈光合速率(Pn)隨著NaCl處理濃度的升高而逐漸降低,且各鹽脅迫處理均與對照差異顯著;在150 mmol·L-1NaCl處理時,‘吉塞拉6號’和‘考特’的Pn與對照相比分別降低了85.7%和74.2%,‘吉塞拉6號’的下降幅度顯著大于‘考特’(圖4,A)。在相同處理條件下,‘吉塞拉6號’的Pn均明顯高于相應處理的‘考特’。‘吉塞拉6號’的Pn在各處理之間均存在顯著性差異(P<0.05),而‘考特’的Pn在100與150 mmol·L-1NaCl處理之間差異不顯著。
2.4.2 氣孔導度隨著NaCl處理濃度的增加,兩個甜櫻桃砧木葉片的氣孔導度(Gs)變化趨勢與Pn趨勢相似。兩個甜櫻桃砧木葉片的Gs在不同濃度NaCl處理下均明顯低于對照;‘吉塞拉6號’和‘考特’的Gs在150 mmol·L-1NaCl處理下分別比對照顯著降低了41.7%和63.7%,‘考特’的Gs下降幅度顯著大于‘吉塞拉6號’,且‘考特’的Gs在各處理條件下均低于相應的‘吉塞拉6號’(圖4,B)?!继亍腉s在各鹽濃度處理下與對照相比均存在顯著性差異(P<0.05),而‘吉塞拉6號’的Gs僅在100和150 mmol·L-1NaCl處理時與對照有顯著性差異。
圖4 鹽脅迫下兩個甜櫻桃砧木葉片光合氣體交換參數(shù)的變化Fig.4 The photosynthetic gas exchange parameters in leaves of two sweet cherry rootstocks under salt stress
2.4.3 胞間CO2濃度圖4,C顯示,隨著NaCl處理濃度的增加,兩個甜櫻桃砧木葉片的胞間CO2濃度(Ci)表現(xiàn)出逐漸升高的趨勢,‘吉塞拉6號’和‘考特’在150 mmol·L-1NaCl處理下分別比對照顯著增加了21.7%和30.6%;兩個砧木葉片的Ci在鹽脅迫處理下增加幅度均不大,但各處理與對照之間均存在顯著性差異(P<0.05)。
2.4.4 蒸騰速率由圖4,D可知,兩個甜櫻桃砧木葉片的蒸騰速率(Tr)均隨著NaCl處理濃度的增加呈現(xiàn)出先升高后降低的變化趨勢,并均在50 mmol·L-1NaCl處理時達到最大值,期間‘吉塞拉6號’始終明顯高于相同條件下的‘考特’;與對照相比,僅‘吉塞拉6號’的150 mmol·L-1NaCl處理、‘考特’的50 mmol·L-1NaCl處理有顯著差異,兩品種其他鹽脅迫處理與對照之間均不存在顯著性差異。
首先,初始熒光(Fo)表示的是光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)反應中心處于完全開放時的熒光水平。由圖5,A可知,兩個甜櫻桃砧木葉片的Fo隨著NaCl處理濃度的升高整體均呈現(xiàn)上升的趨勢,但‘吉塞拉6號’僅在150 mmol·L-1NaCl時比對照增加顯著,‘考特’在100和150 mmol·L-1NaCl時增加顯著;與對照相比,‘吉塞拉6號’和‘考特’的Fo在150 mmol·L-1NaCl時分別顯著增加29.0%和68.7%,‘考特’增幅明顯大于‘吉塞拉6號’。兩個甜櫻桃砧木的Fo在對照處理和50 mmol·L-1NaCl處理時表現(xiàn)為‘吉塞拉6號’高于‘考特’,而在其余處理下則表現(xiàn)相反。最大熒光(Fm)反映了PSⅡ反應中心處于完全關(guān)閉時的熒光水平。兩個甜櫻桃砧木葉片的Fm隨著NaCl處理濃度的增加呈現(xiàn)不規(guī)律的變化趨勢,但各濃度鹽處理之間及其與對照之間均無顯著差異(圖5,B)。
其次,F(xiàn)v/Fm反映了暗適應下植物PS Ⅱ 潛在最大光化學效率。隨著NaCl處理濃度的升高,‘吉塞拉6號’和‘考特’葉片的Fv/Fm基本上均呈現(xiàn)降低的趨勢,但均僅在150 mmol·L-1NaCl處理時與對照達到顯著差異水平(P<0.05),降幅分別為9.0%和15.0%,且‘吉塞拉6號’高于‘考特’(圖5,C)。
再次,非光化學淬滅系數(shù)(NPQ)主要反映天線色素所吸收光能中以熱能形式耗散掉的能量部分,而光化學淬滅系數(shù)(qP)反映了天線色素捕獲的光能中用于光化學反應的能量部分。隨著NaCl處理濃度的升高,兩個甜櫻桃砧木的NPQ呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢,而qP呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢;與對照相比,‘吉塞拉6號’的NPQ和qP在各濃度鹽脅迫下均差異顯著,而‘考特’則分別僅在100~150 mmol·L-1和150 mmol·L-1NaCl處理時差異顯著;在150 mmol·L-1NaCl處理時,‘吉塞拉6號’和‘考特’的NPQ與對照相比分別顯著增加了73.2%和117.9%,而兩品種的qP則比對照分別顯著減少了61.1%和62.0%,即‘考特’的NPQ變化幅度明顯大于‘吉塞拉6號’(圖5,D、E)。
圖5 鹽脅迫下兩個甜櫻桃砧木葉片葉綠素熒光參數(shù)的變化Fig.5 The chlorophyll fluorescence parameters in leaves of two sweet cherry rootstocks under salt stress
另外,光合電子傳遞效率(ETR)主要反映了實際光強條件下的表觀電子傳遞效率。圖5,F(xiàn)顯示,隨著NaCl處理濃度的升高,‘吉塞拉6號’的ETR呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢,且在各處理及對照間均存在顯著差異,其在150 mmol·L-1NaCl時比對照顯著減少了79.1%(P<0.05);而‘考特’的ETR隨著NaCl處理濃度的升高呈現(xiàn)出先升高后降低的變化趨勢,且在各處理及對照間均存在顯著差異,其在50 mmol·L-1NaCl時最大并顯著高于對照,而在其余濃度鹽脅迫下顯著低于對照(P<0.05)。
可見,隨著NaCl處理濃度的升高,兩個甜櫻桃砧木葉片的Fo、NPQ均呈現(xiàn)上升的變化趨勢,而Fv/Fm、qP和ETR則表現(xiàn)出逐漸降低的變化趨勢。
植物在鹽漬條件下可以通過調(diào)整體內(nèi)各種新陳代謝途徑,控制各種有機代謝產(chǎn)物的合成和降解及氧化酶活性等來維持細胞內(nèi)水勢平衡,進而可以調(diào)控自身生產(chǎn)及滲透調(diào)節(jié)。在鹽脅迫條件下,植物體內(nèi)可溶性糖、可溶性蛋白及脯氨酸等物質(zhì)參與滲透調(diào)節(jié)維持滲透平衡[1]??扇苄蕴窃邴}脅迫條件下還可作為能量物質(zhì),并對維持膜的穩(wěn)定具有重要作用[15-16]。研究表明,鹽脅迫條件下小果白刺[1]、流蘇[17]、耐鹽花生[18]幼苗中可溶性糖含量均逐漸增加。本研究也發(fā)現(xiàn),NaCl處理促進了兩個甜櫻桃砧木葉片中可溶性糖含量的積累,而‘吉塞拉6號’在高濃度NaCl處理時出現(xiàn)下降趨勢,可能是高鹽脅迫下能量消耗加劇所致,這與胡愛雙等對八棱海棠的研究結(jié)果相似[19]。可溶性蛋白作為一種親水性物質(zhì),鹽脅迫促進可溶性蛋白的積累可以增加水分的束縛,降低細胞滲透勢[20]。本研究中隨著NaCl處理濃度的升高兩個甜櫻桃砧木葉片中可溶性蛋白含量均逐漸增加,可能是由于鹽脅迫促進了甜櫻桃砧木的蛋白質(zhì)合成代謝,造成可溶性蛋白的逐漸積累,從而降低細胞滲透勢來適應鹽脅迫環(huán)境。這與張婭等對小麥的耐鹽性研究結(jié)果相一致[21]。鹽脅迫下植物體內(nèi)脯氨酸含量的增加可以調(diào)節(jié)體內(nèi)滲透勢,防止因鹽脅迫造成過度失水而對細胞造成傷害。本研究發(fā)現(xiàn),兩個甜櫻桃砧木葉片中脯氨酸含量隨著NaCl處理濃度的升高而呈現(xiàn)出逐漸增加趨勢,脯氨酸的積累量與NaCl處理濃度之間呈現(xiàn)正相關(guān)的關(guān)系,這與小果白刺[1]及八棱海棠等[19]研究結(jié)果一致,這是由于在鹽脅迫下甜櫻桃砧木體內(nèi)通過脯氨酸積累來調(diào)節(jié)體內(nèi)微環(huán)境,從而可增強對鹽脅迫的適應能力。
同時,在鹽脅迫條件下,植物體內(nèi)活性氧積累,會對植物造成氧化損傷[22],而植物體內(nèi)SOD、POD等抗氧化酶可以通過清除活性氧來減少膜系統(tǒng)的傷害,降低其對植物體造成的損傷[23]。丙二醛作為膜脂過氧化的產(chǎn)物之一,其含量的多少反映了植物對鹽脅迫抵抗能力的強弱[24]。本研究表明,隨著NaCl處理濃度的升高,甜櫻桃砧木葉片中丙二醛含量逐漸增加,這是由于隨著脅迫濃度的加強,甜櫻桃砧木發(fā)生膜脂過氧化作用,破壞了膜結(jié)構(gòu)的完整性,從而導致丙二醛含量增加。這與鹽脅迫下葡萄、榆樹等丙二醛含量變化趨勢相一致[25-26]。同時,甜櫻桃砧木葉片中SOD活性隨著處理濃度的升高而增加,這說明在鹽脅迫下甜櫻桃砧木的抗氧化能力增強,可以清除大量過剩的活性氧,降低活性氧對甜櫻桃砧木細胞膜的損傷;甜櫻桃砧木葉片中POD活性隨著NaCl處理濃度的升高而表現(xiàn)出先升高后降低的變化趨勢,且‘吉塞拉6號’的POD活性明顯高于‘考特’,這與對蘋果砧木及梅花的研究結(jié)果一致[27-28],這可能是由于‘吉塞拉6號’具有較強的抗鹽性,可以通過提高POD的活性來減輕鹽脅迫對植物的傷害,而鹽脅迫濃度過高時已超出了甜櫻桃砧木的耐受能力,其POD活性隨之降低,自身調(diào)節(jié)能力也同時降低。
光合作用為植物獲取能量的重要途徑,鹽脅迫對植物自身光合作用效率會產(chǎn)生顯著影響。許多研究發(fā)現(xiàn),鹽脅迫條件下植物葉片Pn、Gs和Tr會發(fā)生不同程度的降低[29-30]。鹽脅迫影響植物葉片Pn下降的主要原因是受氣孔或非氣孔因素的限制,如果Pn和Ci均降低時,認為氣孔開度變小為Pn降低的主要原因,光合作用受氣孔限制因素影響;當Pn降低而Ci升高時,認為光合作用下降受非氣孔因素影響,是由于鹽脅迫破壞了光合機構(gòu),影響了電子傳遞速率[31]。本研究發(fā)現(xiàn),鹽脅迫對兩個甜櫻桃砧木葉片的Pn、Gs、Ci和Tr均具有顯著影響,隨著NaCl處理濃度的升高,甜櫻桃砧木葉片的Pn、Gs逐漸降低,而Ci逐漸升高。據(jù)此認為,非氣孔限制可能是鹽脅迫下兩種甜櫻桃砧木葉片Pn下降的主要因素,可能是由于鹽脅迫導致甜櫻桃砧木葉片光合機構(gòu)受損,影響了RuBP羧化酶效率降低和光合作用表觀量子效率[32]。已有研究發(fā)現(xiàn),鹽脅迫降低了黃連木及葡萄砧木葉片的Gs[33-34],同時本研究中甜櫻桃砧木葉片Gs也受鹽脅迫影響而下降,這可能是由于鹽脅迫造成滲透脅迫,水分向地上部分運輸受阻,葉片保衛(wèi)細胞失水導致氣孔逐漸閉合。
葉綠素熒光參數(shù)包含豐富的光合信息,可反映植物在逆境條件下光系統(tǒng)對光能的吸收、分配、傳遞和耗散等情況,逆境脅迫對光合作用的影響程度都可依據(jù)葉綠素熒光參數(shù)的變化來顯示,是檢測鹽脅迫對植物光合機構(gòu)傷害程度的重要指標[35-38]。Fv/Fm能夠反映植物PSⅡ潛在最大光化學效率,表示植物葉片的光抑制程度。研究發(fā)現(xiàn)正常生長植物葉片F(xiàn)v/Fm經(jīng)過充分暗適應后比較恒定,一般處于0.80~0.85之間,當Fv/Fm<0.8時,PSⅡ反應中心可能由于脅迫造成一定損傷[37-40]。本研究發(fā)現(xiàn),甜櫻桃砧木葉片的Fv/Fm經(jīng)NaCl處理后總體呈現(xiàn)降低的變化趨勢,但在低濃度(≤50 mmol·L-1NaCl)處理時Fv/Fm值在恒定范圍內(nèi),在高濃度(≥100 mmol·L-1NaCl)處理時Fv/Fm<0.80,這表明低濃度NaCl處理對甜櫻桃葉片的PSⅡ反應機構(gòu)影響不大,而在高濃度NaCl處理導致植物細胞結(jié)構(gòu)受損,破壞了細胞的光合機構(gòu),電子傳遞速率和光化學量子效率遭到光抑制,降低了植株對光能的利用率,進一步證明了光合作用效率下降是受非氣孔因素影響,這與甜櫻桃、葡萄等相關(guān)研究結(jié)果一致[41-42]。隨著NaCl處理濃度的升高,甜櫻桃砧木葉片中NPQ表現(xiàn)出升高的變化趨勢,而qP和ETR均呈現(xiàn)下降的變化趨勢,說明鹽脅迫下甜櫻桃砧木通過降低PSⅡ原初光能轉(zhuǎn)換效率和抑制電子傳遞效率,以減少用于光化學電子傳遞的份額,減輕光合器官受到損傷程度;同時PSⅡ反應中心會啟動保護性調(diào)節(jié)機制,通過增加熱耗散來消耗過多激發(fā)能,從而實現(xiàn)自我保護[43],鹽脅迫下辣椒[34]、葡萄砧木[44]及八棱海棠等[45]均表現(xiàn)出相似的保護機制。
綜上所述,鹽脅迫條件下,甜櫻桃砧木通過增加葉片可溶性糖、可溶性蛋白及脯氨酸等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量,緩解滲透脅迫對其造成的傷害;另外還通過提高SOD和POD活性,提高抗氧化能力,清除體內(nèi)過?;钚匝?,減輕鹽脅迫造成的氧化損傷。同時,鹽脅迫抑制了甜櫻桃砧木的光合作用,其主要受限制因素為非氣孔因素;鹽脅迫下甜櫻桃砧木葉片細胞光合機構(gòu)受損,電子傳遞速率和光化學量子效率受到光抑制,降低了植株對光能的利用率,導致光合速率降低。