基于FvCB模型估算小麦的最大电子传递速率

摘要

在Farquhar、von Caemermer和Berry模型(以下简称FvCB生化模型)中有2个子模型,即非直角双曲线模型和核酮糖-1,5-双磷酸(RuBP)再生速率限制模型,用其可以估算C3植物叶片的最大电子传递速率(Jmax)。为了严格验证由这2个子模型估算植物叶片Jmax的精确度,本研究用LI-6400-40光合测定仪分别测定了2%和21%O2浓度下小麦(Triticum aestivum L.)叶片的光合速率和电子传递速率对光和CO2的响应曲线,并用此2个模型分别拟合了21%O2浓度下小麦光合速率对CO2的响应曲线和电子传递速率对光的响应曲线。结果表明,由非直角双曲线模型拟合小麦电子传递速率对光的响应曲线得到的Jmax为254.86μmol·m^-2·s^-1,显著高于其观测值(236.37μmol·m^-2·s^-1)(P<0.05);由RuBP再生速率限制子模型拟合小麦光合速率对CO2的响应曲线得到的Jmax为260.58μmol·m^-2·s^-1,则显著低于其观测值(298.05μmol·m^-2·s^-1)(P<0.05)。此外,当胞间CO2浓度(Ci)为738.01μmol·mol-1时,小麦处于RuBP再生速率限制阶段,此时其净光合速率及其相应的光呼吸速率分别为61.16和8.55μmol·m^-2·s^-1。在不考虑其他路径消耗光合电子的情况下,小麦在该Ci时同化这些碳至少需要光合电子流为352.24μmol·m^-2·s^-1,这与由RuBP再生速率限制子模型估算的Jmax(260.58μmol·m^-2·s^-1)之间存在显著差异(P<0.05)。这说明非直角双曲线模型和RuBP再生速率限制子模型在估算小麦叶片Jmax上存在缺陷,有待改进。