胡杨多态叶光合速率与荧光特性的比较研究
两种杂交杨品系光合系统Ⅱ叶绿素荧光特征
两种杂交杨品系光合系统Ⅱ叶绿素荧光特征尤鑫;龚吉蕊;段庆伟;葛之葳;闫美芬;张新时【摘要】比较研究伊犁地区两种典型杨树苗大叶杨(大叶钻天杨P.balsanifera Linn(Da))和伊犁杨5号(P.euramerieana cv(I-467))对太阳辐射光能的利用和耗散特性.光照条件下光合系统Ⅱ反应中心(PSⅡ)的最大光化学效率(Fv′/Fm′)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)和光合功能的相对限制 (L(PDF)) 的分析表明,高的光合有效辐射强度(PAR)会导致光合作用的光抑制,但并不造成PSⅡ反应中心的不可逆破坏.淬灭分析表明,Da的光化学淬灭系数(qP)大于I-467,非光化学淬灭 (NPQ) 则相反(p< 0.05).Da的NPQ显著小于I-467的,意味着I-467将PSⅡ反应中心吸收的过剩光能以热耗散等非光化学过程消耗的能力大于Da,因而相应降低了用于qP的份额.两种杨树的NPQ日变化趋势很相似;Fv′/Fm′和ΦPSⅡ的日变化趋势相似.Da的PSⅡ天线色素吸收光能中分配于光化学反应平均的相对份额(P)高于I-467,在较低的PAR环境中Da比I-467能更好的利用光能;Da用于天线热能耗散的相对份额(D)则小于I-467,两者具有极显著差异(p< 0.01).Da的ΦPSⅡ比I-467大,是因为PSⅡ天线色素吸收的光能中分配于P或光化学淬灭的比例较大,而分配于D或非光化学过程的比例较小的缘故,反应中心的ΦPSⅡ也较Da小.在有效的利用光能方面,Da比I-467更适宜在新疆伊犁地区大面积推广栽植.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2008(028)011【总页数】8页(P5641-5648)【关键词】光化学淬灭;非光化学淬灭;叶绿素荧光参数;热耗散【作者】尤鑫;龚吉蕊;段庆伟;葛之葳;闫美芬;张新时【作者单位】北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室,北京100875;北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室,北京100875;北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室,北京100875;北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室,北京100875;中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室,北京100093;北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室,北京100875;中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室,北京100093【正文语种】中文【中图分类】Q948高等植物的叶绿素荧光效应是植物对于环境生理上的响应，其中包含了丰富和复杂的信号。
四个杨树品系夏季光合作用日变化
６ ’＞‘ 一 ３ ＞‘ ２ 。这说明 ‘ ９ Ｉ６ ’ １ ’ 南林 ８ ５ 较其他 ３个品 系具有较强的光合 能力； ９’ 从影响光合作 用的有 关生理 生
态 因子 来看 ， 品 系的光 合 能 力 强 弱 与蒸 腾 作 用 、 ４个 叶表 面 温 度 、 胞 间 Ｃ ：浓 度 、 孔 导 度 等 生理 生 态 因子 都 存 细 Ｏ 气
ｒｔ ａ ｅ，ｉｔｒ ｅｌ ｌｒＣＯ２ｃ ｎ ｅ ｔａｉｎ，ｌ ａ ｕｆ ｃ ｅ ｅ ａｕ ｅ ａ ｄ ｓｏ ｔｌｃ ｎ ｕｃａ ｃ ． Ａｍｏ ｇｔ ｅ ，ｔ ｅ ｍｏ ｔｓｇ ｉｉａ ｔ ｎ ｅｃ ｌｕａ ｏ ｃ ｎ ｒｔｏ ｅ ｆｓ ｒａ ｅ ｔｍｐ ｒ ｔｒ ｎ ｔ ｍａａ ｏ ｄ ｔ ｎ ｅ ｎ ｈ ｍ ｈ ｓ ｉｎｆｃ ｎ
ｗ ｉｈ ｈ ｖ ｅ ｎ ｗ ｄ ｌ ｌｎ ｅ ｎ ｔ ｅ Ｈｕ ｉ ｅ Ｒｉｅ ，ｔ ｎ ｌｓｓ ｔｅ ｒｐ ｏｏ ｙ ｔ ｅｉ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉ ｉｓ ｈ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｅ ｈ ｃ ａ ｅ ｂ ｅ ｉ ｅｙ ｐ ａ ｔ ｄ ｉ ｈ ａｈ ｖ ｒ ｏ ａ ａｙ ｉ ｈ ｉ ｈ ｔ ｓ ｎ ｈ ｔ 护 林 的 建设 提 供 一 定 的理 论 依 据 。 关 键 词 ： 树 品 系 ； 合 作 用 ； 变化 杨 光 日
Ａ ｓ ｄ ｎｄｕｎ ｌ ａｉｔ ｎｏ ｈ ｔ ｙ ｔｅ ｓ ｎｆｕ ｏ ｕｕ ｔ ｉｓ Ｙ ＮＮａ ， ｅ— ｕ ＬＵＧ ｉ ｔ ｙｏ ｉｒ ａ ｖｒ ｉ ｆ ｏｏ ｎｈ ｓ ｒ ｐ ｌｓ ｒ ｎ ／ Ａ ｉ ＷＵＷ ｎｙ ， Ｉ ｕ ｕ ａｏ ｐ ｓ ｉｉ ｏ Ｐ ｓａ ／ ｎ ｏ —
在 一 定 的 相 关性 ， 并且 在 各 生理 生 态 因子 中蒸 腾 速 率 对 ４个 杨 树 品 系光合 作 用 的 影 响 最 为 显 著 ， 次是 叶 面 温 度 ， 其 而细 胞 间 Ｃ 浓度 和 气孔 导 度 对 光合 作 用的 影 响相 对 较 小。 通 过 对 这 些 光合 生理 学特 性 的 分析 ， 沿 淮 地 区农 田 Ｏ 为
几种针阔叶树种不同光照强度下叶绿素荧光特性的研究
几种针阔叶树种不同光照强度下叶绿素荧光特性的研究何炎红;田有亮;郭连生【期刊名称】《生态学杂志》【年(卷),期】2005(24)5【摘要】测定研究了油松、新疆杨等7种针阔叶树种不同光照强度下最大量子效率(ΦP)和实际量子效率(PhiPSⅡ)等叶绿素荧光特性的变化规律,进而研究了树木对光照强度适应性。
结果表明,ΦP和PhiPSⅡ随光强度增加呈下降趋势,二者的光进程变化呈正相关直线。
运用方程获得的量子效率最大点、光进程变化转折点和量子效率最小点,可评价树木光合量子效率的大小和对强光的适应性。
依PhiPSⅡ最大值对被试树种光合量子效率排序为沙棘>白榆>新疆杨>白腊>油松>白木千>侧柏;依ΦP光进程变化转折点和量子效率最小点对应的光强度评价被试树木对强光的适应能力排序为新疆杨>白榆>侧柏>白腊>油松>沙棘>白木千,结果与被试树种生态特征基本一致。
【总页数】6页(P467-472)【关键词】叶绿素荧光;量子效率;针阔叶树种;模拟方程【作者】何炎红;田有亮;郭连生【作者单位】内蒙古农业大学林学院【正文语种】中文【中图分类】Q945.11【相关文献】1.不同光照强度下红锥幼苗叶绿素荧光参数的季节变化 [J], 姜英;黄志玲;郝海坤2.不同光强下大青山几种树种光合速率和叶绿素荧光特性变化 [J], 姜艳娟;毛斌;陈晓燕;何炎红;郭连生;田有亮3.8种阔叶树种叶片气体交换特征和叶绿素荧光特性比较 [J], 郑淑霞;上官周平4.不同光照强度对幼龄期两面针光合特性及叶绿素含量的影响 [J], 胡永志;孙世荣;蒋水元;李虹;林钻煌;李锋5.7种针阔叶树种不同光照强度下叶绿素荧光猝灭特征 [J], 何炎红;郭连生;田有亮因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
胡杨叶子的三种形状
胡杨叶子的三种形状
线形叶：这种叶子呈细长的线状，有点像针一样。
线形的叶子通常比较狭窄，长度相对较长。
这种形状有助于减少水分蒸发，适应胡杨树生长的干旱沙漠环境。
披针形叶：披针形的叶子比线形稍宽，呈现出较为扁平的形状，两端逐渐变尖。
这种形状也有助于减少水分蒸发，同时提供了一些表面积用于光合作用。
椭圆形叶：椭圆形的叶子较为宽阔，形状类似于椭圆，相对于线形和披针形而言，它们的宽度更大。
这种形状的叶子在光合作用中能够提供更多的叶片表面积，有助于植物吸收更多的阳光。
荧光总结
叶绿素中存在一定量的叶绿素蛋白复合物，其中影响光能吸收的因素是叶绿素蛋白复合物的含量和成分比例，捕光蛋白复合体中叶绿素a/b值较为关键，较高比例的捕光蛋白复合体（LHCP）有利于弱光下植物吸收和利用光能(Sane,1977)。
叶绿素a/b值，即叶绿素a与叶绿素b的比值，也与光合作用速率有密切关系：比值低，有利于吸收光能；比值高，在强光下的光合速率通常较高，抵抗光抑制能力较强(储钟稀等，1986)。
同时，叶绿素含量与该比值呈负相关，即叶绿素含量高，叶绿素a/b 比值较低，作物叶色较深。
也有人报道认为叶绿素a/b比值与光合作用速率呈显著的负相关，该比值也可能是影响光合作用速率的内在因子之一。
“光能被色素分子吸收以后，并不是全部用于光合作用：一部分光能被传递到光反应中心，用于光化学反应；一部分光能可以辐射成荧光的方式被耗散掉；另一部分光能以热辐射的方式耗散掉，色素发射荧光的能量与用于光合作用的能量相互竞争，这是以叶绿素a荧光通常被作为光合作用无效指标的依据”(植物生理学2003:123)，此外分子的荧光特性是由该分子的化学性质和周围环境因素的相互作用所控制的，因此叶绿素荧光测量是以叶绿素a荧光作为探针，探测和研究植物光合生理状况及各种外界因子对其的影响，是无损伤研究光合作用过程的重要手段(林世青等1992; Krause and Weis 1988)。
植物叶片荧光动力学参数与光合特性的关系在自然条件下，叶绿素荧光和光合作用的关系十分密切(Bolhar-Nordenkampf H Ret al. 1989；Genty B et al. 1989；Schreiber U et al. 1994 )，一方面是当强光持续照射植物时，为了避免叶绿体吸收光能超过光合作用过程中光化学反应的消耗能力及过量的光能灼伤光合机构，荧光起到了重要的保护作用：一部分光能以荧光的方式被耗散掉(Gilmore A and Gofindjee，1999)；另一方面，自然条件下叶绿素荧光和光合速率一般是呈负相关的，当荧光变弱时光合速率就高，反之亦然，植物的营养受胁程度与光合作用的荧光特性有着密切的关系(徐彬彬等2000；Krause G H and Weis E 1984；Liehtenthaler H K and Rinderle U 1984；Mefarlane J C er al. 1980；Sehreiber U and Bilger W 1987；)，因此叶绿素荧光可作为营养诊断探测叶片光合功能的快速、无损伤探针(张木清2005)通过植物荧光特性探测可以了解植物的生长发育以及对逆境胁迫、病虫害等的生理响应，与“表观性”的气体交换指标相比叶绿素荧光更具有反映“内在性”的特点(Lin S Q etal. 1992)。
7种针阔叶树种不同光照强度下叶绿素荧光猝灭特征
7种针阔叶树种不同光照强度下叶绿素荧光猝灭特征何炎红;郭连生;田有亮【期刊名称】《林业科学》【年(卷),期】2006(42)2【摘要】在半干旱地带的呼和浩特地区使用LI-COR光合测定系统研究了8～11年生油松、新疆杨、侧柏、白榆、沙棘、美国红梣、白杆7种针阔叶树种不同光照强度下叶绿素荧光猝灭特征,结果表明:光化学猝灭(qP)和非光化学猝灭(NPQ)随光强度的变化规律可拟合为y=a+b[1-EXP(-cx)](式中:x为光强,y为qP或NPQ);qP与NPQ呈直线性负相关.NPQ光响应曲线转折点可作为光抑制初始点,该点对应的光强度可作为评价不同树木抵御光胁迫伤害能力和对强光适应能力的指标;NPQ转折点光强度愈大抵御光胁迫伤害能力愈大,对强光的适应能力愈强.测试树种对强光的适应能力由小到大的排序为:白杆、沙棘、美国红梣、侧柏、油松、新疆杨、白榆.【总页数】5页(P27-31)【作者】何炎红;郭连生;田有亮【作者单位】内蒙古农业大学林学院,呼和浩特,010019;内蒙古农业大学林学院,呼和浩特,010019;内蒙古农业大学林学院,呼和浩特,010019【正文语种】中文【中图分类】S718.43【相关文献】1.不同光照强度下卡特兰和蝴蝶兰光合作用和叶绿素荧光参数日变化 [J], 吴根良;何勇;王永传;孙瑶;朱祝军2.不同光环境下亚热带常绿阔叶树种和落叶阔叶树种幼苗的叶形态和光合生理特征[J], 胡启鹏;郭志华;李春燕;马履一3.不同天气条件下日光温室光照强度及温湿度日变化特征研究 [J], 祁德富;马琪4.不同光照度下紫菜栽培区定生绿藻叶绿素荧光特征研究 [J], 陶菊红; 张涛; 朱建一; 姜红霞; 陆勤勤5.几种针阔叶树种不同光照强度下叶绿素荧光特性的研究 [J], 何炎红;田有亮;郭连生因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
大叶黄杨叶片秋季光合特性研究
河南科技学院2013届本科毕业论文（设计）论文题目大叶黄杨叶片秋季光合特性研究学生姓名：夏雪梅所在院系：园艺园林学院所学专业：园林导师姓名：尤扬完成时间：2013年5月目录摘要 (1)关键词 (1)引言 (1)1实验材料和方法 (1)1.1试验材料 (1)1.2研究方法 (1)1.2.1光合日变化的测定 (1)1.2.2光合响应曲线测定 (1)2结果与分析 (2)2.1大叶黄杨光合特性的日变化 (2)2.1.1净光合速率与气孔导度的关系 (2)2.1.2净光合速率与蒸腾速率的关系 (3)2.1.3净光合速率与胞间CO2浓度的关系 (4)2.1.4气孔导度与蒸腾速率的关系 (5)2.1.5光合速率与叶面温度、相对湿度的关系 (5)2.2大叶黄杨光响应曲线 (7)2.2.1大叶黄杨的光补偿点、表观光量子效率 (7)3结论与讨论 (8)3.1结论 (8)3.2讨论 (9)参考文献 (10)致谢 (12)大叶黄杨叶片秋季光合特性研究作者夏雪梅指导教师尤扬（河南科技学院园林学院，河南新乡453003）摘要:以多年生大叶黄杨为实验研究对象，采用Li-6400便携式光合仪测定其光和特性，研究大叶黄杨植株的光合生理指标日变化和光响应。
结果表明：大叶黄杨叶片净光合速率与气孔导度、蒸腾速率呈现正相关，与胞间CO2浓度呈负相关。
大叶黄杨净光合速率日变化呈双峰型，存在着光合“午休”现象。
日最大净光合速率为3.540µmol·m-2·s-1。
胞间CO2在体积分数为400µmol·mol-1时，大叶黄杨光饱和点为1225µmol·m-2·s-1，大叶黄杨光补偿点为21.85µmol·m-2·s-1。
大叶黄杨的光合特性研究表明了其为典型的阳性耐阴植物。
对光照的适应性比较强。
关键词：大叶黄杨，净光合速率，光饱和点，光补偿点The Photosynthetic Characteristics of Euonymusjaponicus Thunb. In AutumnAuthor XIA Xue-mei Supervisor YOU Yang(School of Horticulture and Landscape Architecture, Henan Institute of Science andTechnology Xinxiang ，Henan 453003)Abstract:The leaves of perennial Euonymus japonicus Thunb. in Autumn were used as tested materials. The photosynthetic characteristics study of leaves in perennial evergreen arbor Euonymus japonicus Thunb. were determined with the Li-6400 portable photosynthesis system. The results showed that there were positive relationship between Euonymus japonicus Thunb. photosynthetic rate and transpiration rate and stomatal conductance, there is a negative relationship between photosynthetic rate and internal CO2 concentration. the net photosynthetic rate(Pn) of Euonymus japonicus Thunb. presented a double-peak curve, which showed obvious midday depression. The maximum of net photosynthetic rate was 3.540µmol·m-2·s-1. Under the density of 400µmol/mol CO2,The light saturation point of Euonymus japonicus Thunb. was 1225µmol·m-2·s-1, and the light compensation point of Euonymus japonicus Thunb. was 21.85µmol·m-2·s-1 .The photosynthesis characteristis1of Euonymus japonicus Thunb. indicated that it was a typical masculine shade-resistant plant which was strong to adapt the circumstance.Key words：Euonymus japonicus Thunb, Photosynthetic rate, Light saturation point, Light compensation point2引言大叶黄杨（Euonymus japonicus Thunb.）属卫矛科，卫矛属。
3个蓝莓品种光合特性的比较研究
3个蓝莓品种光合特性的比较研究
刘兆玲;温国胜;胡莉
【期刊名称】《中国南方果树》
【年(卷),期】2011(40)5
【摘要】通过对一定光照强度梯度下光响应曲线和叶绿素荧光参数的测定,研究了夏季室内盆栽2个月后园蓝、夏普蓝和奥尼尔等3个蓝莓品种叶片光合作用特征。
结果表明:3个品种的光系统内在差异不显著,影响其光合速率的主要原因不是光系
统的差别;3个品种中园蓝的最大净光合速率(Amax)和表观量子效率(QE)最大,表明园蓝的光合能力和抗逆性均最强;园蓝有较低的光饱和点(LSP)和较低的光补偿点(LCP),表明园蓝利用弱光的能力较强。
夏普蓝表现在试验条件下受到的胁迫最小。
奥尼尔在同等条件下光合能力最弱,抵抗不良环境的能力也最差。
因此,园蓝适宜栽
培的范围最广,夏普蓝最适合此试验条件下的种植,奥尼尔对环境的要求最严格。
【总页数】3页(P59-61)
【关键词】蓝莓;叶绿素荧光;光合作用;光响应曲线
【作者】刘兆玲;温国胜;胡莉
【作者单位】浙江农林大学林业与生物技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】S663.9
【相关文献】
1.不同蓝莓品种光合特性的比较 [J], 贾晓鹰;吕国华;邵丽萍;权俊萍;孟娉
2.4个蓝莓品种光合特性的比较 [J], 吴思政;聂东伶;梁文斌;柏文富;沈素贞
3.不同品种蓝莓的光合特性比较研究 [J], 陈英敏;李根柱;张自川
4.3种兔眼蓝莓品种光合特性的比较 [J], 李性苑;钟程;田鑫
5.天津地区设施蓝莓不同品种光合特性的研究 [J], 王春华;孙世海;郭茹;叶霞;巢阳因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
植物生理复习的题目
word 1 / 12 一、光合作用的气孔与非气孔限制，如何判断?气孔限制值的计算方法，优缺点。 气孔限制：由于不良环境造成的气孔关闭，使气孔阻力增大，从而导致叶片光合速率下降 非气孔限制：不是由于气孔关闭引起的，由于同化力不足，叶肉光合活性下降等原因引起的光合速率变化。气孔限制、非气孔限制的判据 Ci和Ls的变化方向：Ci下降和Ls上升明确气孔导度降低是主要原因 Ci上升和Ls下降明确主要原因是非气孔因素 气孔限制值计算 1、根据阻力值计算：测出CO2扩散的总阻力、气孔阻力和叶肉阻力，如此可算Ls Ls=1-Ci’/Ca’(Ls变化在0~1之间)。 缺点：只适用于CO2供给为限制因子的情况，即Pn—CO2曲线的直线上升阶段。但是随着曲线的弯曲，CO2浓度虽仍继续增加，而光合速率并不随之成比例增加，不能以CO2浓度的变动来表示光合速率的变动。在这种情况下，应该用实际光合值来计算 2、根据光合值的计算： Ls=1-A/A0〔A0为Ci’=Ca’〕。 优点：计算值可以防止对气孔限制值的过分夸大。 缺点：必须测出Pn-Ca’与Pn-Ci’两条曲线，手续麻烦；逆境下光合很弱，Pn值太小，计算误差太大，甚至难以计算。 二、叶绿素荧光诱导动力学曲线，可以测定哪些叶绿素荧光参数？有何意义？ 叶绿素荧光诱导动力学曲线是指：经过暗适应后的叶片从黑暗中转入光下叶片的荧光产量随时间而发生的动态变化称Kautsky效应，荧光的这种动态变化所描绘出的曲线即Kautsky曲线。 1、根底荧光参数： Fo：最小荧光〔根底荧光或原始荧光〕，是PSⅡ反响中心处于完全开放时的荧光产量。 Fo’：光适应下初始荧光。Fs：稳态荧光。 Fm：最大荧光，是暗适应的光合机构全部PSⅡ中心处于完全开放时的荧光产量。Fm’：光适应下最大荧光。 Fv=Fm-Fo：可变荧光，暗适应最大可变荧光，反映QA的复原情况。Fv’=Fm’-Fo’：光适应下可变荧光。 2、反映PSII光化学效率的荧光参数 Fv/Fm：暗适应下PSⅡ最大光化学效率，反映PSⅡ反响中心最大光能转换效率。 Fv’/Fm’：光适应下PSⅡ最大光化学效率。反映有热耗散存在时PSⅡ反响中心完全开放时的化学效率。Fv/Fo：代表PSⅡ潜在的光化学活性，与有活性的反响中心数量成正比关系 ΦPSⅡ：(Fm’-Fs)/Fm’：PSⅡ实际光化学效率。反映在照光条件下PSⅡ反响中心局部关闭的情况下的实际光化学效率。 3、荧光猝灭参数 qP =(Fm’-Fs)/(Fm’-Fo’) ：可变荧光的光化学猝灭系数，它反映了PSⅡ反响中心的开放程度。 qNP =(Fm-Fm’)/(Fm-Fo’) ：可变荧光的非光化学猝灭系数。它反映了PSⅡ反响中心关闭的程度。 NPQ =(Fm-Fm’)/Fm’ =Fm/Fm’-1 ：非光化学猝灭 〔补充增加〕：有几个特征性的点，分别被命名为O、I、D、P、S、M和T。 完整的Kautsky曲线可分为两局部，从开始照光到荧光产量达到最大值时的荧光上升局部，所用时间很短，只需0.5-2.0s，称为快速荧光动力学曲线；此后，荧光产量降低，并逐渐达到一个稳恒值，时间大致需要8-10min，称为慢速荧光动力学曲线。 荧光产量降低是荧光猝灭(Quench)的结果。所谓荧光猝灭，是指叶绿素吸收光量子后的局部激发能通过word 2 / 12 光化学途径或以热的方式散失，从而使荧光发射量减少的现象。
辽阳地区不同杨树品种光合速率的研究
杨树在 中 国分 布广 泛 ， 品种 繁多 ， 的品种 由于 有 其 速 生丰产 ， 为 主要用 材 树种 之一 ， 成 是工 业 、 民用 材 的重 要 原 料［ 。 目前 ， 国速 生 丰产 林 面 积 约 １ ］ 全 ６Ｏ 万 ｈ ， 杨 树 品 种 良莠 不 齐 ， 平 均 生 产 力 ０ ｍ 但 年 ９１ ２ｍ ｈ 。远 低 于新 西 兰 、 典 、 １ ｍ＿ ， 瑞 巴西 等 林 业 发 达 国家 的水 平 。本 文主要 针对 辽 阳地 区不 同杨树 品种 的叶片净 光合 速率 、 暗呼吸 速率 等指标 的分 析 ，
ｔｏ ａ ｅ ｖｅ ｆ １ ｐｌ ｒｓ ｅ ｉｓ Ａｍ ｏ ｈｅ ｄ ｆｅ ｅ ｐｌ ｒｓ ｃ ｅ Ｐｎ ｏｆ３ ３ Ｚｈ ｇｌｎ ４ ｎ ｉ ａ ｉ ｎ ｌｌ ａ ｓ ｏ ９ｐｏ ａ ｐ ｃｅ ． ｎｇ ｔ ｉｆ ｒ ｎｔｐｏ ａ ｐｅ ｉｓ， ９ ０， ｏｎ ｉ ６ ａ ｄ Ｇａ ｙ ｎｇ ａ ｅ ｈｉ ｈｅ ｒ ｇ ｒ；Ｔｉ ｙ ｎ， １ ７，９ ７ ａｎ ａ ｈ － ｎ ｒ ｏ ｒ； ａｎ ａ ０ ３１ ｄ Ｌｉ ｏ ｅ ｙａ ｇ ａ ｅ ｌ ｗｅ Ｔｈｅ ｏｔ ｅ ｐｅ ｉｓ ａ ｅ ｉ ｉ ｌ ｈ ｒｓ ｃｅ ｒ ｎ ｍ ｄｄ ｅ．Ｒｄ ３ ８， ｏｆ ９ １ Ｚｈｏ ｌｎ ４６， ０ ｒ ｈｉｈｅ Ｉｉ ｙ １ Ｏｕｈ ｉ ２、１ ７、 ａ ｅ ｙ ｎｇ ａ ｅ ｈｉ ｈ ｒ Ｔｈ ｈｅ ａ ｅ ｎ ｍ ｉ ｄ ｅ ｎｇ ｉ １ ８ ａ ｅ ｇ ｒ； ａｏ ｕ 、 ｅ １ ０ Ｌｉｏｈ — ａ ｒ ｇ ｅ ． ｅ ｏｔ ｒ ｒ ｉ ｄ ｌ ．
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第34卷第3期吉 林 林 业 科 技V ol 134 N o 132005年5月J I LI N FORESTRY SCIE NCE AND TECH NO LOGYMay 12005文章编号:1005-7129(2005)03-0019-03 中图分类号:Q945111 文献标识码:A胡杨多态叶光合速率与荧光特性的比较研究邱 箭,郑彩霞,于文鹏(北京林业大学生物学院,北京,100083)摘要:成年胡杨叶片为多态形,呈现从披针形到锯齿卵圆形的规律性变化。
为揭示多态叶发育变化的生态适应机制,本文选择锯齿卵圆形、卵圆形和披针形三种典型叶,采用PPS 便携式光合仪和PAM2100荧光仪对胡杨多态叶进行光合特性的比较发现,胡杨三种形态叶的光合速率、初始荧光、最大荧光和PS Ⅱ原初光能转换效率都存在显著差异。
利用S DS -PAGE 测得胡杨三种形态叶的Rubisco 含量基本一致。
研究结果表明,胡杨叶片在发育过程中在光合特性上也发生了变异,以适应其生境的变化。
关键词:胡杨;多态叶;荧光特性;光合特性C om parison of photosynthetic rate and fluorescencecharacteristics of heterom orphism leaf of Populus euphraticaQI U Jian ,ZHE NG Cai -xia ,JU Wen -peng(Biology C ollege of Beijing F orest University ,Biejing 100083,China )Abstract :The leaves of adult Popolus euphratica are heterom orphic ,which show the disciplinary change from lanceo 2late leaves to dentate broad -ovate leaves.In order to discover the ecological adapting mechanism of the development of leaves ,their photosynthesis and fluorescence characteristics ,were measured using PPS portable photosynthesis sys 2tem and PAM -2100portable chlorophyll fluorometer.It is observed that there are obvious differences of photosynthe 2sis rate (Pn )、minimal fluorescence yields (F o )、maximal fluorescence yields (Fm )、potential quantum yields (Fv ΠFm ).There are similar of Rubisco content in the three typical leaves measuring by S DS -PAGE.The results imply that the photosynthetic characteristics of these leaves are varied during the leaf development to adapt to the desert climate where they exist.K ey w ords :Populus euphratica ;heterom orphic leaf ;fluorescence characteristics ;photosynthesis characteristics收稿日期:2005-01-21作者简介:邱箭(1979-),男,吉林长春人,硕士研究生,主要从事植物生理学方面的研究1 胡杨(Populus euphratica Oliv )是杨属中最古老的一种,主要分布在中亚、西亚和地中海地区[1],是典型的潜水旱中生至中生植物,对温度大幅度变化的适应能力很强,是重要的荒漠河岸林树种。
由于长期适应极端干旱的大陆性气候,叶形多变,在幼苗、幼树和成年树下部萌生条上呈线状披针形、狭披针形或披针形;成年树上不仅存在披针形叶片,而且出现了卵状菱形、卵圆形、锯齿卵圆形或肾形等形状的叶片[2]。
胡杨长期生长在沙漠地区,为适应当地的干旱和高光强的生存环境,叶片的光合特性以及荧光动力学参数会发生相应改变,多态叶之—91—间也会有一定的差异。
国内外主要针对胡杨抗逆性从解剖、生理生态、生化与分子及组织培养等方面开展了大量的研究工作[3～6],并取得了很大的进展,但目前对胡杨多态叶的光合特性和荧光特性比较研究报道还很少。
本文通过对三种形态叶的光合速率及荧光动力学参数的比较,可以了解胡杨的生长发育特性,为进一步揭示胡杨的抗旱机理奠定理论基础。
1材料与方法1.1自然状况实验是在北京林业大学生物院苗圃进行的。
苗圃位于北京市西北,地理位置为:40°N, 116°191′E,海拔50m左右。
属暖温带大陆性季风气候,年均气温11.8℃左右,年最低气温-19.5℃～-14.8℃,年最高气温3715℃～4216℃。
无霜期约195d,年降水量500～650 mm,多集中于夏季,春旱严重。
1.2植物材料北京林业大学苗圃成年胡杨树。
1.3实验方法1.3.1叶绿素a荧光动力学参数测定采用PAM2100调制式荧光仪,选择生长季的晴朗天气,在上午9:00～10:00进行测定。
选择树冠同侧不同形态的功能叶各3片,将树枝拉至同一高度活体测定,每片叶测定3次。
1.3.2光合速率测定用英国PP-SY STE M公司生产的Ciras-2型光合测定仪测定叶片的光合速率。
光合速率日变化规律测定是在生长季选晴朗天气,自5: 00至19:00每隔2h采集1次数据。
叶片选择参考1.3.1。
1.3.3Rubisco含量测定主要参考刘拥海[7]的方法。
2结果2.1胡杨三种形态叶光合速率日变化胡杨三种形态叶光合速率日变化的测定结果如图1所示。
结果表明,在北京地区人工栽种的胡杨光合强度与自然干旱地区的有一定差异。
早晨5∶00～9∶00之间,三种形态叶的光合速率基本稳定上升,并在9:00～11:00之间达到极值(锯齿卵圆形15.6μm ol・m-2s-1、卵圆形19.8μm ol・m-2s-1、披针形16.3μm ol・m-2s-1);三种形态叶的光合日变化均为单峰曲线,说明都没有达到光饱和点,卵圆形叶光合效率最高,披针形叶稍低一些。
在13:00以后三种形态叶光合速率都呈显著下降趋势。
图1 胡杨多态叶光合速率日变化2.2多态叶的荧光动力学参数采用PAM2100测得胡杨三种形态叶的叶绿素a荧光动力学参数(如图2所示)。
图2中F o为初始荧光,Fm为最大荧光,可变荧光Fv= Fm-F o,Y ield代表有效量子产量,qP是光化学猝灭,FvΠFm值常用于度量植物叶片PSⅡ原初光能转换效率,FvΠF o值是度量PSⅡ潜在活性[8]。
可见,胡杨三种形态叶的荧光动力学参数存在着显著的差异,锯齿卵圆形叶的初始荧光(F o)、最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、PSⅡ原初光能转换效率(FvΠFm)及PSⅡ潜在活性(FvΠF o)值均最大;有效量子产量(Y ield)和光化学猝灭(qP)值披针形叶最大,锯齿卵圆形叶最小。
图2 胡杨多态叶叶绿素a荧光动力学参数2.3多态叶Rubisco含量的变化图3为胡杨三种形态叶蛋白质S DS-PAGE 图谱,Rubisco的大小亚基如图3所示。
将大小亚基的条带切下,洗脱蛋白质并测定吸光值,它们的相对OD595nm值差异不大,分别为锯齿卵圆形0.75,卵圆形0.77,披针形0.78。
表明三种形态叶的羧化酶表达量是一致的。
—2—图3 胡杨多态叶蛋白质S DS-PAGE图谱1、2-锯齿卵圆形叶;3、4-卵圆形叶;5、6-披针形叶3讨论通过实验发现,胡杨三种形态叶的光合速率从披针形到锯齿卵圆形再到卵圆形有递增趋势。
锯齿卵圆形叶和卵圆形叶占据在较有利的位置上,以较大的叶表面积进行光合作用,叶表面覆盖蜡质、角质层加厚有利于减少水分蒸腾。
披针形叶光合速率低,以维持生长为主。
随着树木的进一步生长,披针形叶提供的营养难以维持其生长,出现了叶表面积较大的锯齿卵圆形叶和卵圆形叶,它们耐干旱,光合速率高,能经受起更严重的环境胁迫。
采用PAM2100荧光仪对胡杨多态叶叶绿素a荧光参数进行测定。
冯建灿等认为水分胁迫可以引起F o的上升和Fv蹬下降,他们的变化程度可以用来鉴别植物的不同抵抗或忍耐干旱的能力[9]。
我们通过实验得知,在胡杨三种形态叶中锯齿卵圆形叶的F o最小和Fv最大,说明锯齿卵圆形叶片更加耐旱。
FvΠFm值常用于度量植物叶片PSⅡ原初光能转换效率,FvΠF o 值是度量PSⅡ潜在活性。
FvΠFm值还与光合作用的净产率呈正相关,任何影响PSⅡ效能的环境胁迫因子均会使FvΠFm值降低,由实验测得锯齿卵圆形叶的FvΠFm和FmΠF o值明显高于卵圆形叶和披针形叶,由此断定锯齿卵圆形叶PS Ⅱ原初光能转换效率高以及PSⅡ潜在活性大。
胡杨电子传递速率(ETR)卵圆形>锯齿卵圆形>披针型,这和我们用PPS便携式光合仪测得的胡杨多态叶光合速率大小顺序相一致。
光化学猝灭(qP)是由原初受体质体醌QA等再氧化造成的,是QA氧化态的一种量度,表示PSⅡ反应中心开放部分的比例,因而它与光合电子传递、光合放氧等过程直接相关。
由荧光仪测得披针形叶的qP值较另两种叶形高,说明胡杨披针形叶PSⅡ反应中心开放比例较高,关闭部分的比例相对较低,这些关闭部分的PSⅡ反应中心是不能进行稳定电荷分离的,不能参与光合电子的线性传递。
Rubisco是光合作用光合碳循环中最初的C O2固定的酶,是催化卡尔文循环中的C O2固定的第一步反应,使Rubisco与C O2形成二分子3-磷酸甘油酸;Rubisco在植物体内含量很高,其纯化也相对容易。
大多数真核和原核生物Rubisco分子量560K D,它由8个大亚基(分子量56K D)和8个小亚基(分子量为14K D)所组成。
我们测得胡杨多态叶Rubisco含量相近,但光合速率差异较大,披针形叶的光合速率明显低于另两种叶形的光合速率,表明叶片中Rubi2 sco的活性存在差异。
参考文献[1]王世绩,陈炳浩,李护群.胡杨林[M]1北京:中国环境科学出版社,19951[2]苏培玺,张立新,杜明武,等.胡杨不同叶形光合特性、水分利用效率及其对加富C O2的响应[J].植物生态学报,2003,27(1):34-401[3]陈少良,李金克,王天华,等.氯盐胁迫下胡杨木质部汁液ABA、离子浓度和叶片气体交换的变化[J].植物学报,2003,45(5):561-5661[4]Zhang F,Y ang YL,He W L.E ffect of salinity on growth and compatible s olutes of callus induced from populus euph2 ratica[J].Vitro Cellular&Developmental Biology,2004,40 (5):491-4951[5]马挺军,向远寅,王沙生.盐胁迫对胡杨液泡膜H+ -ATPase水解活性的响应[J].新疆农业大学学报, 2003,26(2):43-481[6]曾会明,沈昕.胡杨盐相关基因的克隆[J].内蒙古农业大学学报,2004,25(2):76-801[7]刘拥海,彭新湘,李明启.水稻叶片中过氧化氢与核酮糖1,5-二磷酸羧化酶Π加氧酶降解的关系[J].植物生理学报,2000,26(6):481-4861[8]张守仁.叶绿素荧光动力学参数的意义及讨论[J].植物学通报,1999,16(4):444-4481[9]冯建灿,胡秀丽,毛训甲.叶绿素荧光动力学在研究植物逆境生理中的应用[J].经济林研究,2002,20 (4):15-181(责任编辑 孙镜明)—12—。