遮荫处理对臭柏实生苗光合特性和快速叶绿素荧光特征的影响

摘要

本文以臭柏实生苗作为研究材料，通过盆栽遮荫处理实验(遮荫0％、25％、50％、70％、90％)，利用LI-6400光合仪与快速叶绿素荧光分析技术分析研究臭柏在不同遮荫处理下7、8、9三个月的光合特性和快速叶绿素荧光特征的日变化和月份变化规律，以及叶黄素循环和叶绿素循环中色素的转化，探讨臭柏对光抑制的响应机制，明确臭柏实生苗的光保护机制，为臭柏天然更新机制提供理论依据。主要研究结果如下:
　　(1)随着遮荫率增加，臭柏净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、及蒸腾速率(Tr)日变化随之减小，而胞间CO2浓度(Ci)日变化随之增大，非气孔限制是臭柏光合速率下降的主要原因，且90％遮荫会影响臭柏实生苗的正常生长;几乎所有遮荫处理组Gs均与Tr表现出不同程度的正相关性，而Gs与Pn的相关性较差;所有遮荫处理组水分利用效率(WUE)与Pn均呈极显著正相关，而与Tr相关性不显著;不同遮荫处理的Pn以及WUE均和Ci有较高的负相关性。
　　7、8、9三个月中随遮荫率增加，臭柏Pn、Gs、Tr均呈下降趋势，Pn日变化出现的峰值时间有所不同;全光照条件与50％遮荫组臭柏Pn日均值大小依次为:8月＞7月＞9月，而25％遮荫组臭柏Pn日均值大小依次为:7月＞8月＞9月;Gs与Tr日均值大小均为:7月＞8月＞9月;在低光合速率和低蒸腾速率的9月，WUE反而最大，WUE在7、8、9三个月中均随遮荫率增加呈下降趋势;Ci均随遮荫率增加而呈上升趋势，且随季节改变臭柏在不同处理下各Ci日均值大小差值不大。
　　(2)叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)和叶绿素总量(Chl a+b)均随着遮荫率增加而增大，Chl a/b则随着遮荫率的增大而呈下降趋势;且全光照条件下午间强光胁迫对臭柏色素造成了光氧化伤害;随着遮荫率增加，花药黄质(A)、玉米黄质(Z)与(A+Z)均随之降低，紫黄质(V)则随之上升，热耗散色素比例（A+Z）/(V+A+Z)与叶黄素库总量(V+A+Z)也随遮荫率增加而下降。
　　(3)随着遮荫率增加，叶片光合系统量子产额和能量分配比率（ψPo、Ψo和ψEo）、单位面积光合机构的比活性参数（ABS/CSm、ETo/CSm和TRo/CSm）和单位面积内反应中心的数量(RC/CSm)随之上升，而单位面积光合机构的比活性参数(ABS/CSo)、热耗散的量子比率(ψDo)和单位面积的热耗散(DIo/CSm)随之下降;全光照条件下ψPo与性能指数(PIABS)均最小，光抑制程度最大，与ψPo相比，PIABS能更好更敏感地反映光抑制的程度;全光照条件下，光抑制对臭柏叶片PSⅡ的供体侧放氧复合体(OEC)有一定程度的伤害，也造成PSⅡ受体侧(QA-)的大量积累，而遮荫处理不会对臭柏PSⅡ受体侧与供体侧造成伤害。
　　7、8、9三个月随着遮荫率的增加，ABS/RC、DIo/RC、TRo/RC与ψDo均而呈下降趋势，而ψPo、ψFψo、 Fv/Fo、ABS/CSm(Fm)、TRo/CSm、RC/CSm和ETo/CSm均呈上升趋势;ETo/RC在7月随着遮荫率增加呈上升趋势，在8月与9月呈下降趋势;ABS/CSo(Fo)和DIo/CSm在7月与8月是随着遮荫率的增加呈下降趋势，而在9月是呈先上升后下降趋势。随着不同月份光强逐渐减弱的变化，各处理ABS/RC、DIo/RC、EToRC与TRo/RC几乎均随着月份的变化而呈降低的趋势，而Fv/Fo与RC/CSm均随着月份变化而增加;从中午12:00臭柏O-J-I-P曲线可以明显看出，高光合有效辐射的7月，臭柏在中午受到光抑制使PSⅡ供体侧(OEC)受到伤害，在8月与9月臭柏PSⅡ供体侧没有受到光抑制的伤害。随着月份变化臭柏Mo各处理之间均无显著差异;7、8月全光照下光抑制与9月遮阴处理下弱光均会造成臭柏Sm降低，PQ库减小。

目录

声明

摘要

缩写表

1 引言

1．1 光抑制研究现状

1．1．1 叶黄素循环

1．1．2 叶绿素循环

1．2 快速叶绿荧光诱导动力学在光抑制研究中的应用

1．2．1 分析PSII供体侧和受体侧的变化

1．2．2 分析PSII反应中心的变化

1．3 遮荫对植物的影响

1．3．1 遮荫对光合作用的影响

1．3．2 遮荫对植物叶绿素荧光参数的影响

1．4 臭柏研究现状

1．4．1 臭柏的生理生态特性

1．4．2 臭柏的种子生产和繁殖更新

1．4．3 臭柏的人工造林

1．5 研究的目的与意义

2 材料与方法

2．1 实验材料与处理

2．2 测定方法

2．2．1 光合参数的测定

2．2．2 叶绿素荧光参数的测定

2．2．3 色素含量的测定

2．3 数据处理与分析

2．3．1 JIP-test分析

3 结果与分析

3．1 遮荫对臭柏光合特性的影响

3．1．1 臭柏净光合速率(Pn)日变化和月份变化

3．1．2 臭柏气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)日变化和月份变化

3．1．3 臭柏胞间CO2浓度(Ci)和气孔限制值(Ls)日变化和月份变化

3．1．4 臭柏水分利用效率(WUE)日变化和月份变化

3．1．5 臭柏光合参数之间的相关分析

3．2 遮荫对臭柏色素含量的影响

3．2．1 遮荫对臭柏叶绿素含量的影响

3．2．2 遮荫对臭柏叶黄素循环各组分含量的影响

3．3 遮荫处理对叶绿素荧光参数的影响

3．3．1 初始荧光(Fo)和最大荧光(Fm)日变化和月份变化

3．3．2 量子产额或能量分配比率日变化和月份变化

3．3．3 比活性参数日变化和月份变化

3．3．4 日变化和月份变化对PSII供体侧和受体侧的影响

4 讨论

4．1 遮荫对臭柏光合特性的影响

4．1．1 遮荫对臭柏光合特性日变化的影响

4．1．2 遮荫对臭柏光合特性月份变化的影响

4．2 遮荫对臭柏色素含量的影响

4．3 遮荫对臭柏快速叶绿素荧光特征的影响

4．3．1 遮荫对臭柏快速叶绿素荧光参数日变化的影响

4．3．2 遮荫对臭柏快速叶绿素荧光参数月份变化的影响

4．4 遮荫对光抑制的影响

5 结论

参考文献

在读期间发表论文

作者简历

致谢