库源关系改变后园艺作物光合作用气孔运动的调控因子研究

源库关系在园艺作物产量与品质形成上具有重要作用。本项目以葡萄、蚕豆及番茄ABA缺失突变体为试材，在库力降低后光合速率下降的气孔限制阶段，研究源叶中ABA、H2O2和Ca2+出现的时期及含量差异与气孔孔径的关系，保卫细胞中ABA、H2O2的定位，及细胞质膜K+通道活性等揭示ABA、H2O2和Ca2+在库源关系中气孔调控中的作用。同时根据番茄突变体对库力降低后光合与气孔开闭的反应，探讨植物是否存在H2O2或其他途径对气孔开闭的直接调控。

库源关系在园艺作物产量及品质形成上具有重要作用，而库源关系中光合作用的相关研究则是关注的重点。研究以豆荚期的蚕豆‘大青山’（Vicia faba cv ‘Daqingshan’）为试验材料，通过摘取豆荚和环剥根茎部降低植株库力，研究了源叶光合作用、叶绿素荧光、光合末端产物、过氧化氢和ABA含量的变化，以及在亚细胞水平上过氧化氢和ABA的定位。去库3-6小时后，处理组的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间二氧化碳浓度（Ci）和蒸腾速率（E）均开始显著降低，叶片温度（Tl）和荧光参数则无显著差异，净光合速率的下降主要是由于气孔限制引起的；去库24小时后，处理组Pn、Gs和E显著低于对照，Ci与对照无显著差异，Tl、Fo和NPQ显著高于对照，1/Fo-1/Fm、Fv'/ Fm'、ΦPSII和qP则显著降低，可见处理后期的净光合速率下降主要是由非气孔限制引起的。.去库后源叶主要末端产物——蔗糖明显积累，过氧化氢和ABA含量先后上升，在短时间内均达到差异显著的水平；去库源叶保卫细胞中蔗糖含量显著低于对照，过氧化氢和ABA显著积累。亚细胞定位结果显示，过氧化氢主要增加位点在保卫细胞的细胞壁，尤其是外壁上。ABA首先出现在保卫细胞的内壁上，随后叶肉细胞间隙出现大量ABA聚集。.外施蔗糖使源叶中蔗糖积累，蔗糖的增加，显著提升了源叶中过氧化氢和ABA的增加。施加抗坏血酸（Vc）消除源叶中过氧化氢，并未带来ABA的减少；而NADPH氧化酶的抑制剂DPI以及ABA清除剂TUN能够抵消蔗糖对过氧化氢的积累效应。推测蔗糖的积累首先带来了过氧化氢的积累，然后ABA增加，而ABA的增加通过NADPH氧化酶途径又进一步增加了过氧化氢的积累。.综上所述，去库处理后早期净光合速率的下降主要是气孔导度下降引起的，随着时间延长，气孔导度下降引起的蒸腾速率的下降，叶片温度随之升高，在超过适合叶片温度后，光合系统产生了不可逆的结构性破坏，最终导致了净光合速率的非气孔限制。.末端产物蔗糖引起的ABA和过氧化氢含量的增加，可能是气孔关闭的直接原因，而蔗糖引起的最初过氧化氢和ABA含量的先后增加是两条独立的途径，但ABA含量的增加包含一条有NADPH氧化酶生成过氧化氢的途径。在保卫细胞中蔗糖的减少带来的渗透势的变化可能是气孔关闭的另外一个原因。