为了解不同家系圆齿野鸦椿的光合特性,以筛选出具高光效的优良单株。采用Li-6400便携式光合测定仪对福建建瓯圆齿野鸦椿7个家系的2年生苗叶片光合作用日变化进行了测定分析。结果表明:7个家系圆齿野鸦椿的净光合速率均呈“单峰”曲线,无明显的光合“午休”现象,在12:00时左右达到一天中的高峰值。净光合速率日均值以FJ-JO-027最大,日均水分利用效率亦以FJ-JO-027最高。表明FJ-JO-027是具有高光效、高水分利用效率的圆齿野鸦椿优良家系。不同家系圆齿野鸦椿的净光合速率与气孔导度、蒸腾速率及水分利用效率之间均呈极显著的正相关性,相关系数R值分别为0.878,0.890和0.937;与胞间二氧化碳浓度呈极显著的负相关性(R = −0.942);不同家系圆齿野鸦椿的气孔导度不是影响净光合速率的主要因素。<br/>In order to study the photosynthetic characteristics of different families, the single plant with high light efficiency was selected. The diurnal variation of photosynthesis in leaves of 2-year-old seedlings of 7 families of Euscaphis konishii Hayata in Jianou City, Fujian Province was measured and analyzed by Li-6400 portable photosynthetic analyzer. The results showed that the net photosynthetic rate of 7 families of Euscaphis konishii Hayata showed a “single peak” curve, and no obvious photosynthetic “lunch break” phenomenon, and reached the peak value of the day around 12:00. The daily average value of net photosynthetic rate was FJ-JO-027, and the daily average water use efficiency was FJ-JO-027. The results showed that FJ-JO-027 was a good family with high light efficiency and water use efficiency. The net photosynthetic rate of different Euscaphis konishii Hayata families was positively correlated with stomatal conductance, transpiration rate and water use efficiency. Correlation coefficients were 0.878, 0.890 and 0.937. The net photosynthetic rate was negatively correlated with intercellular carbon dioxide. Correlation coefficients were −0.942. The results showed that stomatal conductance of different families was not the main factor affecting net photosynthetic rate.
刘娟*,杜曲,涂淑萍#
江西农业大学园林与艺术学院,江西 南昌
收稿日期:2019年8月20日;录用日期:2019年9月9日;发布日期:2019年9月16日
为了解不同家系圆齿野鸦椿的光合特性,以筛选出具高光效的优良单株。采用Li-6400便携式光合测定仪对福建建瓯圆齿野鸦椿7个家系的2年生苗叶片光合作用日变化进行了测定分析。结果表明:7个家系圆齿野鸦椿的净光合速率均呈“单峰”曲线,无明显的光合“午休”现象,在12:00时左右达到一天中的高峰值。净光合速率日均值以FJ-JO-027最大,日均水分利用效率亦以FJ-JO-027最高。表明FJ-JO-027是具有高光效、高水分利用效率的圆齿野鸦椿优良家系。不同家系圆齿野鸦椿的净光合速率与气孔导度、蒸腾速率及水分利用效率之间均呈极显著的正相关性,相关系数R值分别为0.878,0.890和0.937;与胞间二氧化碳浓度呈极显著的负相关性(R = −0.942);不同家系圆齿野鸦椿的气孔导度不是影响净光合速率的主要因素。
关键词 :圆齿野鸦椿,家系,光合特性,水分利用率
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光合作用是绿色植物吸收和利用光能、水分和二氧化碳,制造有机物并释放氧气的过程 [
圆齿野鸦椿(Euscaphis konishii Hayata)是省沽油科野鸦椿属的常绿小乔木,中国特有树种 [
本试验地点设置于江西农业大学校内花卉盆景基地,位于东经115˚49'48,北纬28˚45'34,属亚热带季风湿润气候,雨水及光照充足 [
以福建建瓯野生圆齿野鸦椿7个单株家系的二年生容器苗为试验材料。7个家系母树基本情况见表1。
试验苗木栽植在14 cm × 16 cm的软质塑料盆中,栽培基质按体积比为园土6份:泥炭2份:河沙2份混合而成。
编号number | 地点place | 纬度N North latitude | 经度E East longitude | 海拔/Maltitude |
---|---|---|---|---|
FJ-JO-001 | 小桥镇洽沥村 Qiali village, Xiaoqiao town | 26˚59'43" | 118˚29'36" | 245 |
FJ-JO-004 | 小桥镇洽沥村 Qiali village, Xiaoqiao town | 26˚59'43" | 118˚29'36" | 245 |
FJ-JO-008 | 小桥镇洽沥村 Qiali village, Xiaoqiao town | 26˚59'47" | 118˚29'43" | 277 |
FJ-JO-014 | 东游镇马鞍村 Maan village, Dongyou town | 27˚07'16" | 118˚34'00" | 179 |
FJ-JO-016 | 东游镇马鞍村 Maan village, Dongyou town | 27˚07'16" | 118˚34'00" | 179 |
FJ-JO-024 | 房道镇万木林村 Wan mu lin village, Fang dao town | 27˚03'07" | 118˚08'41" | 263 |
FJ-JO-027 | 房道镇万木林村 Wan mu lin village, Fang dao town | 27°02'57" | 118˚08'34" | 267 |
表1. 7个试验家系采种母树基本情况
采用Li-6400便携式光合测定仪测定各家系圆齿野鸦椿苗木光合特性的日变化。每个家系选取3株长势良好的植株,在每个单株上选取中上部位生长较好的枝条自顶端向下数第4枚复叶的中间叶进行测定,在8:00~19:00之间,每2 h测定一次净光合速率(Pn),同时导出气孔导度(Gs)、胞间二氧化碳浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr),重复3次,求平均值。测定时间为2017年8月。
试验数据采用Excel 2010和SPSS 17.0统计软件进行数据统计分析。指标的计算:
水分利用效率(WUE)的计算方法 [
WUE = Pn / Tr (1)
公式(1)中:Pn为净光合速率,Tr为蒸腾速率
植物净光合速率日变化的规律可作为分析植物生长限制因素的依据之一 [
气孔导度表示气孔张开的程度,它影响植物光合作用,控制着叶片内外气体交换的速率 [
图1. 不同家系圆齿野鸦椿的净光合速率日变化
图2. 不同家系圆齿野鸦椿气孔导度的日变化
胞间CO2浓度是光合生理指标中常用参数之一,它的变化值是确定光合速率变化的主要原因 [
图3. 不同家系圆齿野鸦椿胞间CO2浓度日变化
蒸腾速率是指植物在一定时间内单位叶面积蒸腾的水量,可以反映植物蒸腾作用的强度 [
图4. 不同家系圆齿野鸦椿的蒸腾速率日变化值
水分利用效率(WUE)能够反映植物光合速率以及植物蒸腾特性的综合指标,反映植物的水分利用状况和抗旱性能 [
图5. 不同家系圆齿野鸦叶片水分利用效率日均值
由表2可知,净光合速率与气孔导度、蒸腾速率及水分利用效率之间均呈极显著的正相关性,相关系数R值分别为0.878、0.890和0.937,与胞间二氧化碳浓度呈极显著的负相关性(R = −0.942);气孔导度与蒸腾速率呈极显著的正相关性(R = 0.980);胞间二氧化碳浓度和蒸腾速率之间呈显著负相关性(R = −0.768),与水分利用效率呈极显著的负相关性(R = 0.950)。
指标Index | 净光合速率Pn | 气孔导度Gs | 胞间二氧化碳浓度Ci | 蒸腾速率Tr |
---|---|---|---|---|
净光合速率Pn | 1 | - | - | - |
气孔导度Gs | 0.878** | 1 | - | - |
胞间二氧化碳浓度Ci | −0.942** | −0.722 | 1 | - |
蒸腾速率Tr | 0.890** | 0.980** | −0.768* | 1 |
水分利用效率WUE | 0.937** | 0.688 | −0.950** | 0.684 |
表2. 不同家系圆齿野鸦椿光合参数间的相关性分析
注:*表示在0.05水平上显著相关,**表示在0.01水平上显著相关。
本试验结果表明,7个家系圆齿野鸦椿的净光合速率均呈“单峰”曲线,无明显的光合“午休”现象,在12:00时左右达到一天中的高峰值,这与许方宏(2009)的研究结果一致 [
在正常生理状态下,若空气中的CO2浓度基本不变,则胞间CO2浓度(Ci)主要由气孔导度(Gs)和净光合速率(Pn)决定,当气孔导度是影响净光合速率变化的主要因素时,净光合速率与胞间CO2浓度呈正相关关系,当气孔导度不是影响净光合速率的主要因素时,胞间CO2浓度与净光合速率呈负相关关系 [
江西省林业厅科技创新专项资金项目(201402, 201812)。
刘 娟,杜 曲,涂淑萍. 圆齿野鸦椿光合特性日变化的比较The Comparison of the Diurnal Variation of Photosynthesis of Euscaphis konishii Hayata[J]. 植物学研究, 2019, 08(05): 396-402. https://doi.org/10.12677/BR.2019.85049