第 卷第 期 年 月廣 西 師 范 大 學 學 報( 自 然 科 學 版) JournalofGuangxiNormalUniversity ( NaturalScienceEdition )Vol No Jul DOI : / j issn - http : / xuebao gxnu edu cn 收 稿 日 期: - 基 金 項 目: 廣 西 自 然 科 學 基 金( GXNSFAA ); 國 家 自 然 科 學 基 金( ); 國 土 資 源 部 巖 溶 生 態(tài) 系 統(tǒng) 與 石 漠 化 治 理 重 點 實 驗 室 基 金( KERDC ); 廣 西 研 究 生 教 育 創(chuàng) 新 計 劃 項 目( YCSZ ) 通 信 聯(lián) 系 人: 馬 姜 明( ), 男, 江 西 永 新 人, 廣 西 師 范 大 學 教 授, 博 士, 碩 導. E-mail : mjming com 中 華 水 韭 對 不 同 光 照 條 件 的 生 理 生 態(tài) 響 應 莊 楓 紅 , 馬 姜 明 ,* , 張 雅 君 , 蘇靜 , 于 方 明 , ( 廣 西 師 范 大 學 生 命 科 學 學 院, 廣 西 桂 林 ; 巖 溶 生 態(tài) 與 環(huán) 境 變 化 研 究 廣 西 高 校 重 點 實 驗 室, 廣 西 桂 林 ; 國 土 資 源 部 巖 溶 生 態(tài) 系 統(tǒng) 與 石 漠 化 治 理 重 點 實 驗 室, 廣 西 桂 林 ; 廣 西 師 范 大 學 環(huán) 境 與 資 源 學 院, 廣 西 桂 林 ) 摘要 : 采 用 水 培 法 研 究 不 同 光 照 條 件 對 中 華 水 韭 葉 片 生 理 生 化 特 性 和 光 合 熒 光 特 性 的 影 響. 結 果 表 明, 隨 著 生 長 光 強 的 降 低, 生 理 生 化 指 標 中 的 可 溶 性 糖、 脯 氨 酸 和 丙 二 醛 的 含 量 以 及 過 氧 化 物 酶( POD ) 和 過 氧 化 氫 酶( CAT ) 的 活 性 均 呈 現(xiàn) 先 下 降 后 上 升 的 趨 勢, 與 此 同 時, 葉 綠 素 含 量 呈 現(xiàn) 先 上 升 后 下 降 的 變 化 趨 勢. 光 合 熒 光 特 性 中 除 了 非 光 化 學 猝 滅 系 數 qN 呈 現(xiàn) 先 下 降 后 上 升 的 趨 勢 外, PS 的 有 效 量 子 產 量 Yield 、 最 大 量 子 產 量 Fv / Fm 、 光 化 學 猝 滅 系 數 qP 、 快 速 光 響 應 曲 線 初 始 斜 率 、 最 大 潛 在 相 對 電 子 傳 遞 速 率 Pm 和 半 飽 和 光 強 Ik 均 呈 先 上 升 后 下 降 的 趨 勢. 對 中 華 水 韭 的 生 理 生 化 和 光 合 作 用 有 利 的 光 照 強 度 是 全 光 照 的 左 右, 說 明 適 度 遮 蔭 可 以 提 高 中 華 水 韭 的 碳 同 化 能 力, 增 加 光 合 產 物 的 積 累, 促 進 其 生 長. 關 鍵 詞 : 中 華 水 韭; 光 照 條 件; 生 理 生 化 特 性; 光 合 熒 光 特 性 中 圖 分 類 號 : Q 文 獻 標 志 碼 : A 文 章 編 號 : - ( ) - 引 用 格 式 : 莊 楓 紅, 馬 姜 明, 張 雅 君, 等 中 華 水 韭 對 不 同 光 照 條 件 的 生 理 生 態(tài) 響 應 J 廣 西 師 范 大 學 學 報( 自 然 科 學 版), , ( ): - ZHUANGFenghong , MAJiangming , ZHANGYajun , etalEco-physiologicalresponsesofleavesofIsoetessinensis tolight intensity J JournalofGuangxiNormalUniversity ( NatureScienceEdition ), , ( ): - Eco-PhysiologicalResponsesofLeavesofIsoetessinensis toLightIntensity ZHUANGFenghong , MAJiangming ,* , ZHANGYajun , SUJing , YUFangming , ( CollegeofLifeSciences , GuangxiNormalUniversity , GuilinGuangxi , China ; KeyLaboratoryofEcologyof RareandEndangeredSpeciesandEnvironmentalProtection , MinistryofEducation , GuilinGuangxi , China ; KeyLaboratoryofKarstEcosystemandRockyDesertificationControl , MinistryofLandandResources , GuilinGuangxi , China ; CollegeofEnvironmentandResource , GuangxiNormalUniversity , GuilinGuangxi , China ) Abstract : Hydroponic culture was conducted to study the effect of different light conditions on the growthof Isoetes sinensisThe paper examined the changing rule of physiological and biochemical characteristicsandphotosyntheticfluorescencecharacteristicsTheresultsshowedthatthechlorophyll contentoftheleavesofIsinensis increasedandthendecreasedbutotherphysiologicalandbiochemical indexesincluding soluble sugar content , malondialdehyde ( MDA ) content , proline ( PRO ) content , peroxidase ( POD ) activities and catalase ( CAT ) activities gradually decreased at the beginning then increasedwiththedecreasinglightintensityAmongthephotosyntheticfluorescencecharacteristics , the PS effective quantum yield ( Yield ), PS maximal quantum yield ( Fv / Fm ), photochemical quenching ( qP ), higherpotentialmaximumrelativeelectrontransferrates ( Pm ), initialslopeofrapid 廣 西 師 范 大 學 學 報( 自 然 科 學 版), , ( ) lightcurve ( ) andhalf-starvedvalueoflightintensities ( Ik ) graduallyincreasedandthen decreased withthe decreasing light intensity , while non-photochemical quenching ( qN ) decreased and then increasedThesuitablelightintensityforphysiologicalandphotosynthesisofIsinensis isaboutof fulllightIngeneral , moderateshadingshouldimprovethecarbonassimilationcapacityofIsinensis , stimulatetheaccumulationofphotoproductandbeneficialinIsinensis growth Keywords : Isoetes sinensis ; light conditions ; physiological and biochemical characteristics ; photosyntheticfluorescencecharacteristics 中 華 水 韭 Isoetessinensis 屬 水 韭 科 Isoetaceae 水 韭 屬 Isoetes , 是 國 家 重 點 保 護 的 瀕 危 物 種, 也 是 古 老 的 擬 蕨 類 植 物 - . 水 韭 對 于 古 生 態(tài) 學 及 物 種 演 化、 濕 地 環(huán) 境 的 監(jiān) 測 及 生 物 多 樣 性 保 護 等 研 究 都 具 有 極 其 重 要 的 科 研 價 值 . 中 華 水 韭 是 多 年 生 的 濕 生 維 管 植 物, 它 的 分 布 區(qū) 域 集 中 在 錢 塘 江 流 域 和 長 江 流 域 中 下 游 地 區(qū), 生 長 在 湖 泊、 小 溪 的 淤 泥 地 和 沼 澤 地 等 淺 水 潮 濕 環(huán) 境 中 . 光 是 影 響 植 物 的 生 存、 生 長 發(fā) 育 及 天 然 更 新 的 重 要 的 環(huán) 境 因 子, 是 植 株 生 長 唯 一 的 能 量 來 源, 光 照 強 度 過 高 和 不 足 對 植 物 都 存 在 一 定 的 影 響 - . 它 通 過 影 響 植 物 的 葉 片 形 態(tài)、 解 剖 結 構、 光 合 生 理 特 性、 營 養(yǎng) 物 質 的 吸 收 以 及 營 養(yǎng) 物 質 在 其 體 內 的 重 新 分 配 等 一 系 列 生 理 過 程 來 影 響 植 物 的 生 長 發(fā) 育 - . 近 幾 年, 有 關 光 照 條 件 對 珍 稀 瀕 危 植 物 的 影 響 的 研 究 越 來 越 受 到 重 視, 如 金 花 茶 Camellianitidissima 、 長 葉 榧 Torreyajackii 、 堇 葉 紫 金 牛 Ardisiaviolacea 和 報 春 苣 苔 Primulinatabacum 等 對 不 同 光 強 的 光 合 特 性 和 其 他 生 理 特 性 的 響 應, 研 究 成 果 將 有 利 于 人 們 了 解 珍 稀 瀕 危 植 物 對 光 異 質 環(huán) 境 的 適 應 機 制. 而 中 華 水 韭 的 分 布 區(qū) 較 為 狹 小, 對 生 態(tài) 環(huán) 境 的 要 求 也 比 較 苛 刻, 因 此 隨 著 生 境 的 逐 步 破 壞, 野 生 的 種 群 資 源 也 越 來 越 少. 目 前 關 于 中 華 水 韭 的 光 照 條 件 的 研 究 未 見 報 道. 本 文 研 究 在 獲 得 充 足 的 中 華 水 韭 供 試 材 料 的 基 礎 上, 通 過 人 工 模 擬 不 同 的 光 照 條 件, 測 定 不 同 光 照 條 件 對 中 華 水 韭 葉 片 的 生 理 生 化 特 性 和 光 合 熒 光 特 性 的 影 響, 擬 探 討 中 華 水 韭 在 不 同 光 照 條 件 的 生 理 生 態(tài) 響 應 機 制, 分 析 得 出 其 對 光 照 強 度 的 需 求 規(guī) 律, 為 中 華 水 韭 的 異 地 生 境 選 擇 提 供 重 要 的 科 學 依 據. 材 料 與 方 法 材 料 的 培 養(yǎng) 和 處 理 實 驗 所 需 材 料( 中 華 水 韭) 來 源 于 湖 南 省 懷 化 市 通 道 縣, 培 養(yǎng) 方 法 為 水 培 法 - , 之 后 調 節(jié) 培 養(yǎng) 箱 ( RTOP-Y , 浙 江 托 普 云 農 科 技 股 份 有 限 公 司) 的 光 照, 設 置 個 光 照 條 件, 分 別 為: 全 光 照( lx ) 即 光 照 為 對 照( CK )、 光 照( ML )、 光 照( HL ), 連 續(xù) 培 養(yǎng) d , 而 后 對 中 華 水 韭 葉 片 的 生 理 生 化 指 標 和 光 合 生 理 指 標 進 行 測 定. 整 個 實 驗 在 培 養(yǎng) 室 中 進 行, 培 養(yǎng) 條 件 是 光 照 時 間 h / d , 溫 度( ) , 濕 度( ) . 測 定 的 指 標 和 方 法 葉 片 的 生 理 生 化 指 標 具 體 測 定 方 法 參 見 文 獻 - . 葉 片 的 葉 綠 素 熒 光 參 數 采 用 德 國 WALZ 公 司 的 水 下 調 制 熒 光 儀( DIVING-PAM ) 及 數 據 采 集 軟 件( Wincontrol ) 來 測 定 中 華 水 韭 植 株 的 葉 綠 素 熒 光 參 數. 具 體 方 法 參 見 文 獻 - . 快 速 光 響 應 曲 線 在 遮 蔽 自 然 光 條 件 下, 于 上 午 : 測 量 中 華 水 韭 植 株 的 快 速 光 響 應 曲 線 ( rapid light curve , RLC ). 具 體 方 法 參 見 文 獻 - . 數 據 統(tǒng) 計 分 析 實 驗 數 據 通 過 IBMSPSS 和 SigmaPlot 軟 件 進 行 分 析 作 圖. 采 用 Duncan 法 在 水 平 下 對 不 同 處 理 組 的 差 異 進 行 多 重 比 較, 采 用 單 因 素 方 差 分 析( One-wayANOVA ) 對 不 同 處 理 組 的 差 異 進 行 http : / xuebao gxnu edu cn 檢 驗, 采 用 最 小 二 乘 法 對 快 速 光 響 應 曲 線 進 行 擬 合 . 結 果 與 分 析 不 同 光 照 條 件 下 中 華 水 韭 生 理 生 化 特 性 的 變 化 葉 綠 素 含 量 的 變 化 圖 顯 示, 中 華 水 韭 葉 片 的 葉 綠 素 含 量 隨 著 生 長 光 強 的 降 低 呈 現(xiàn) 先 上 升 后 下 降 的 變 化 趨 勢. 全 光 照 的 葉 綠 素 含 量 最 低, 光 照 條 件 和 光 照 條 件 的 葉 綠 素 含 量 與 全 光 照 相 比 分 別 顯 著 升 高 和 , 不 同 光 照 條 件 間 葉 綠 素 含 量 差 異 顯 著( P ). CK : 全 光 照, ML : 光 照 條 件, HL : 光 照 條 件; 不 同 字 母 表 示 在 水 平 上 差 異 顯 著P . 圖 不 同 光 照 條 件 下 中 華 水 韭 葉 片 葉 綠 素 含 量 的 變 化 Fig ChangesofchlorophyllcontentinIsinensis underdifferentlightconditions 丙 二 醛 含 量 的 變 化 圖 顯 示, 中 華 水 韭 葉 片 的 丙 二 醛( MDA ) 含 量 隨 著 生 長 光 強 的 降 低 呈 現(xiàn) 先 下 降 后 上 升 的 變 化 趨 勢. 全 光 照 的 MDA 含 量 最 高, 光 照 條 件 和 光 照 條 件 的 MDA 含 量 與 全 光 照 相 比 分 別 顯 著 降 低 和 , 但 光 照 條 件 和 光 照 條 件 的 MDA 含 量 相 比 無 顯 著 差 異( P ). CK : 全 光 照, ML : 光 照 條 件, HL : 光 照 條 件; 不 同 字 母 表 示 在 水 平 上 差 異 顯 著P . 圖 不 同 光 照 條 件 下 中 華 水 韭 葉 片 丙 二 醛 含 量 的 變 化 Fig ChangesofMDAcontentinIsinensis underdifferentlightconditions 滲 透 條 件 物 質 的 變 化 圖 顯 示, 中 華 水 韭 葉 片 的 可 溶 性 糖 和 脯 氨 酸 的 含 量, 隨 著 生 長 光 強 的 降 低 均 呈 現(xiàn) 先 下 降 后 上 升 的 變 化 趨 勢. 全 光 照 的 可 溶 性 糖 含 量 最 高, 光 照 條 件 和 光 照 條 件 的 可 溶 性 糖 含 量 與 全 光 照 相 比 分 別 降 低 和 , 但 全 光 照 與 光 照 條 件 的 可 溶 性 糖 含 量 相 比 無 顯 著 差 異, 與 光 照 條 件 的 可 廣 西 師 范 大 學 學 報( 自 然 科 學 版), , ( ) 溶 性 糖 含 量 差 異 顯 著. 光 照 條 件 與 光 照 條 件 的 可 溶 性 糖 含 量 相 比 也 無 顯 著 差 異( P ). 同 時, 全 光 照 的 脯 氨 酸 含 量 最 高, 光 照 條 件 和 光 照 條 件 的 脯 氨 酸 含 量 與 全 光 照 相 比 分 別 顯 著 降 低 和 , 但 光 照 條 件 和 光 照 條 件 的 脯 氨 酸 含 量 無 顯 著 差 異. CK : 全 光 照, ML : 光 照 條 件, HL : 光 照 條 件; 不 同 字 母 表 示 在 水 平 上 差 異 顯 著P . 圖 不 同 光 照 條 件 下 中 華 水 韭 葉 片 可 溶 性 糖 和 脯 氨 酸 含 量 的 變 化 Fig ChangesofsolublesugarandPROcontentinIsinensis underdifferentlightconditions 保 護 酶 活 性 的 變 化 圖 顯 示, 中 華 水 韭 葉 片 的 過 氧 化 物 酶 和 過 氧 化 氫 酶 的 活 性, 隨 著 生 長 光 強 的 降 低 均 呈 先 下 降 后 上 升 的 變 化 趨 勢. 全 光 照 的 POD 酶 活 性 含 量 最 高, 光 照 條 件 和 光 照 條 件 的 POD 酶 活 性 與 全 光 照 相 比 分 別 顯 著 降 低 和 , 不 同 光 照 條 件 間 POD 酶 活 性 差 異 顯 著( P ). 同 時, 全 光 照 的 CAT 酶 活 性 含 量 最 高, 光 照 條 件 和 光 照 條 件 的 CAT 酶 活 性 與 全 光 照 相 比 分 別 顯 著 降 低 和 , 不 同 光 照 條 件 間 CAT 酶 活 性 差 異 顯 著( P ). CK : 全 光 照, ML : 光 照 條 件, HL : 光 照 條 件; 不 同 字 母 表 示 在 水 平 上 差 異 顯 著P . 圖 不 同 光 照 條 件 下 中 華 水 韭 葉 片 POD 和 CAT 酶 活 性 的 變 化 Fig ChangesofPODandCATactivitiesinIsinensis underdifferentlightconditions 不 同 光 照 條 件 下 中 華 水 韭 光 合 熒 光 特 性 的 變 化 葉 綠 素 熒 光 參 數 的 變 化 圖 顯 示, 中 華 水 韭 葉 片 的 PS 系 統(tǒng) 的 最 大 量 子 產 量 Fv / Fm , 隨 著 生 長 光 強 的 降 低 呈 現(xiàn) 先 上 升 后 下 降 的 變 化 趨 勢( 圖 a ). 全 光 照 的 Fv / Fm 最 低, 光 照 條 件 和 光 照 條 件 的 Fv / Fm 與 全 光 照 相 比 分 別 顯 著 升 高 和 , 且 不 同 光 照 條 件 間 Fv / Fm 差 異 顯 著. 同 時, 中 華 水 韭 的 光 合 作 用 速 率 經 過 充 分 暗 適 應 后 在 mol m s 的 光 化 光 作 用 下 逐 漸 上 升 http : / xuebao gxnu edu cn 至 穩(wěn) 定 時, PS 的 有 效 量 子 產 量 Yield 和 光 化 學 猝 滅 系 數 qP 隨 著 生 長 光 強 的 降 低 也 呈 現(xiàn) 先 上 升 后 下 降 的 變 化 趨 勢; 與 全 光 照 相 比, 光 照 條 件 和 光 照 條 件 的 Yield 與 全 光 照 相 比 分 別 顯 著 升 高 和 ( 圖 b ). 它 們 對 應 的 qP 與 全 光 照 相 比 分 別 顯 著 升 高 和 , 但 光 照 條 件 和 光 照 條 件 的 qP 無 顯 著 差 異( P )( 圖 c ). 另 外, 非 光 化 學 猝 滅 系 數 qN 的 變 化 規(guī) 律 與 qP 恰 好 相 反, 隨 著 生 長 光 強 的 降 低 呈 現(xiàn) 先 下 降 后 上 升 的 趨 勢, 光 照 條 件 和 光 照 條 件 的 qN 與 全 光 照 相 比 分 別 顯 著 降 低 和 ( 圖 d ). CK : 全 光 照, ML : 光 照 條 件, HL : 光 照 條 件; 不 同 字 母 表 示 在 水 平 上 差 異 顯 著P . 圖 不 同 光 照 條 件 下 中 華 水 韭 葉 片 葉 綠 素 熒 光 參 數 的 變 化 Fig ChangesofchlorophyllfluorescenceparametersinIsinensis underdifferentlightconditions 快 速 光 響 應 曲 線 的 變 化 圖 顯 示, 中 華 水 韭 葉 片 的 最 大 潛 在 相 對 電 子 傳 遞 速 率 Pm , 隨 著 生 長 光 強 的 降 低 呈 現(xiàn) 先 上 升 后 下 降 的 變 化 趨 勢, 光 照 條 件 和 光 照 條 件 的 Pm 與 全 光 照 相 比 分 別 顯 著 升 高 和 . 同 時, 中 華 水 韭 葉 片 的 快 速 光 響 應 曲 線 的 初 始 斜 率 和 半 飽 和 光 強 Ik 隨 生 長 光 強 的 降 低 表 現(xiàn) 出 的 變 化 趨 勢 也 與 Pm 一 致, 均 呈 現(xiàn) 先 上 升 后 下 降 的 變 化 趨 勢. 對 照 的 Ik 最 低, 光 照 條 件 和 光 照 條 件 的 Ik 與 對 照 相 比 分 別 顯 著 升 高 和 . 它 們 對 應 的 與 對 照 相 比 分 別 顯 著 升 高 和 , 且 不 同 光 照 條 件 間 均 差 異 顯 著. 廣 西 師 范 大 學 學 報( 自 然 科 學 版), , ( ) CK : 全 光 照, ML : 光 照 條 件, HL : 光 照 條 件; 不 同 字 母 表 示 在 水 平 上 差 異 顯 著P . 圖 不 同 光 照 條 件 下 中 華 水 韭 葉 片 快 速 光 響 應 曲 線 擬 合 參 數 的 變 化 Fig ChangesoffittedparametersfromRLCinIsinensis underdifferentlightconditions 討 論 植 物 面 對 逆 境 脅 迫 時, 會 進 行 膜 脂 過 氧 化 反 應, 導 致 植 物 細 胞 膜 系 統(tǒng) 的 正 常 功 能 受 到 破 壞, 丙 二 醛 作 為 其 最 終 產 物, 會 擴 散 到 植 物 其 他 部 位, 進 而 破 壞 植 株 自 身 正 常 的 生 理 代 謝 . 本 文 研 究 結 果 表 明, 隨 著 生 長 光 強 的 降 低, 中 華 水 韭 葉 片 的 MDA 含 量 呈 先 下 降 后 上 升 的 變 化 趨 勢, 全 光 照 條 件 的 MDA 含 量 遠 高 于 光 照 條 件 和 光 照 條 件, 說 明 不 同 光 照 條 件 下 中 華 水 韭 生 長 情 況 差 異 顯 著, 光 照 過 強 不 利 于 中 華 水 韭 的 生 長 發(fā) 育, 故 在 其 生 長 過 程 中 需 要 適 度 遮 蔭. 過 氧 化 物 酶 普 遍 存 在 于 植 物 體 內, 是 一 種 活 性 較 高 的 酶, 主 要 是 催 化 HO , 將 其 還 原 成 HO , 是 清 除 細 胞 內 過 量 的 HO 的 保 護 酶 之 一 . 過 氧 化 氫 酶 廣 泛 存 在 于 植 物 體 內 的 組 織 器 官 中, 其 活 性 與 植 物 的 生 理 代 謝 強 度 和 抗 逆 能 力 有 關 . 本 文 研 究 中, 中 華 水 韭 的 POD 和 CAT 的 酶 活 性 隨 著 生 長 光 強 的 降 低 均 呈 先 下 降 后 上 升 的 變 化 趨 勢. 全 光 照 條 件 的 POD 和 CAT 的 酶 活 性 最 高, 說 明 強 光 環(huán) 境 下 中 華 水 韭 植 株 體 內 產 生 較 多 的 活 性 氧, 因 此 需 要 較 強 的 活 性 氧 自 由 基 清 除 系 統(tǒng), 該 條 件 下 中 華 水 韭 的 抗 逆 性 最 強. 光 照 條 件 的 POD 和 CAT 的 酶 活 性 較 高, 說 明 光 照 條 件 較 弱 對 中 華 水 韭 的 生 長 有 一 定 的 影 響. 而 光 照 條 件 的 POD 和 CAT 的 酶 活 性 最 低, 說 明 該 條 件 最 適 合 中 華 水 韭 的 生 長 發(fā) 育. 適 度 遮 蔭 的 光 照 條 件 下 植 物 的 葉 綠 素 含 量 會 比 全 光 照 條 件 的 葉 綠 素 含 量 高, 這 是 因 為 全 光 照 條 件 下 葉 片 光 合 作 用 吸 收 的 過 剩 光 能 導 致 葉 綠 素 不 能 及 時 通 過 光 化 學 反 應 及 熱 耗 散 予 以 猝 滅, 而 是 與 環(huán) 境 中 的 分 子 氧 發(fā) 生 反 應, 引 發(fā) 葉 綠 素 的 漂 白 作 用, 從 而 使 葉 綠 素 含 量 降 低. 而 光 照 強 度 較 弱 的 環(huán) 境, 不 利 于 葉 肉 http : / xuebao gxnu edu cn 細 胞 中 葉 綠 體 的 發(fā) 育, 從 而 導 致 葉 綠 素 含 量 下 降 - . 本 文 研 究 結 果 表 明, 中 華 水 韭 葉 片 的 葉 綠 素 含 量 隨 著 生 長 光 強 的 降 低 呈 現(xiàn) 出 先 上 升 后 下 降 的 變 化 趨 勢, 說 明 中 華 水 韭 葉 片 的 葉 綠 素 含 量 與 其 生 長 的 光 照 條 件 有 關, 全 光 照 條 件 的 葉 片 葉 綠 素 含 量 最 低, 光 照 條 件 的 葉 綠 素 含 量 最 高, 即 適 度 遮 蔭 有 利 于 提 高 中 華 水 韭 的 葉 綠 素 含 量. 葉 綠 素 熒 光 可 以 探 測 植 物 光 合 作 用 的 所 有 變 化 過 程, 反 映 了 PS 反 應 中 心 對 光 能 的 利 用 和 耗 散 情 況, 揭 示 植 物 對 不 同 生 長 環(huán) 境 的 適 應 機 制 . Fv / Fm 代 表 PS 反 應 中 心 的 最 大 量 子 產 量, 與 植 物 的 光 合 作 用 時 產 生 的 光 抑 制 程 度 有 關, 逆 境 脅 迫 時 該 指 標 會 降 低 , 也 表 明 光 系 統(tǒng) 受 到 破 壞 . PS 反 應 中 心 的 有 效 量 子 產 量 Yield 是 PS 的 實 際 光 化 學 效 率, 可 以 反 映 PS 反 應 系 統(tǒng) 的 開 放 程 度, 與 碳 同 化 有 關 . 光 化 學 淬 滅 系 數 qP 表 示 PS 反 應 中 心 中 通 過 天 線 色 素 所 吸 收 的 光 能, 作 用 于 光 合 電 子 轉 遞 過 程 的 比 例, 其 值 越 高, 電 子 傳 遞 活 性 就 越 高. 非 光 化 學 淬 滅 qN 代 表 著 植 物 的 熱 耗 散 能 力 . 本 文 研 究 結 果 顯 示, 中 華 水 韭 葉 片 的 Fv / Fm 隨 著 生 長 光 強 的 降 低 呈 先 下 降 后 上 升 的 變 化 趨 勢. 在 光 照 條 件 下, 中 華 水 韭 葉 片 的 Fv / Fm 達 到 最 大, 即 適 度 的 遮 蔭 有 利 于 保 護 中 華 水 韭 光 合 膜 系 統(tǒng) 的 完 整 性, 使 其 免 受 強 光 照 射 造 成 損 傷, 過 強 或 過 弱 的 光 照 均 會 對 中 華 水 韭 葉 片 PS 反 應 中 心 造 成 損 傷. 中 華 水 韭 葉 片 的 Yield 和 qP 隨 著 生 長 光 強 的 降 低 呈 先 上 升 后 下 降 的 變 化 趨 勢, 說 明 中 華 水 韭 的 光 合 電 子 傳 遞 過 程 在 過 強 或 過 弱 的 光 照 條 件 中 受 到 抑 制, PS 反 應 中 心 捕 獲 的 光 能 轉 換 成 化 學 能 的 能 力 降 低, 電 子 傳 遞 活 性 下 降. 而 qN 則 呈 先 下 降 后 上 升 的 變 化 趨 勢, 說 明 在 強 光 和 弱 光 條 件 下, 反 應 中 心 所 吸 收 的 部 分 光 能 對 于 電 子 傳 遞 過 程 沒 有 起 到 任 何 作 用, 而 是 以 熱 能 的 形 式 耗 散 掉. 通 過 測 定 快 速 光 響 應 曲 線 中 熒 光 參 數 的 變 化 值 即 可 獲 得 植 物 在 受 逆 境 脅 迫 后 詳 細 的 光 合 信 息 , 并 以 此 評 估 不 同 光 照 條 件 下 植 物 的 潛 在 光 合 能 力 的 強 弱 . 光 響 應 曲 線 參 數 中 的 Pm 代 表 葉 片 進 行 光 合 作 用 最 大 的 能 力 . Ik 反 映 了 植 物 對 強 光 照 的 耐 受 能 力. 表 示 植 物 在 光 化 學 反 應 過 程 中 的 啟 動 速 率 . 本 文 研 究 結 果 顯 示, 中 華 水 韭 的 快 速 光 曲 線 擬 合 所 得 的 參 數 Pm 、 Ik 和 隨 著 生 長 光 強 的 降 低 均 呈 先 上 升 后 下 降 的 變 化 趨 勢, 說 明 適 度 遮 蔭 可 以 提 高 中 華 水 韭 的 潛 在 的 光 合 速 率、 光 能 利 用 能 力 和 耐 受 強 光 的 能 力, 從 而 促 進 中 華 水 韭 的 生 長 發(fā) 育. 可 溶 性 糖 不 僅 是 植 物 光 合 作 用 的 產 物 之 一, 還 是 一 種 有 效 的 滲 透 調 節(jié) 物 質, 主 要 起 滲 透 調 節(jié)、 碳 儲 存 和 活 性 氧 自 由 基 的 清 除 等 作 用, 以 此 增 強 植 物 的 抗 逆 性 . 脯 氨 酸 作 為 滲 透 調 節(jié) 物 質 之 一, 在 保 護 細 胞 的 膜 系 統(tǒng)、 維 持 細 胞 中 胞 內 酶 的 結 構、 減 緩 細 胞 內 蛋 白 質 的 降 解 速 度 和 降 低 葉 肉 細 胞 的 滲 透 勢 等 方 面 起 著 極 其 重 要 的 作 用 . 本 文 研 究 結 果 顯 示, 隨 著 生 長 光 強 的 降 低, 中 華 水 韭 葉 片 的 可 溶 性 糖 和 脯 氨 酸 含 量 均 呈 現(xiàn) 先 下 降 后 上 升 的 變 化 趨 勢, 說 明 了 中 華 水 韭 通 過 提 高 可 溶 性 糖 含 量 對 強 光 條 件 起 積 極 的 滲 透 調 節(jié) 作 用, 進 而 減 少 細 胞 損 傷 程 度. 而 隨 著 生 長 光 強 的 降 低, 中 華 水 韭 葉 片 的 脯 氨 酸 含 量 逐 漸 降 低, 說 明 脯 氨 酸 對 強 光 環(huán) 境 做 出 積 極 的 響 應, 這 是 一 種 保 護 式 適 應. 綜 上 所 述, 本 文 研 究 結 果 表 明 中 華 水 韭 生 長 過 程 中 需 要 適 度 遮 蔭, 在 光 照 條 件 的 生 境 生 長 良 好. 該 條 件 下 中 華 水 韭 葉 綠 素 含 量 高, 光 合 能 力 較 強, 而 在 強 光 環(huán) 境 中 會 受 到 一 定 的 脅 迫. 因 此, 進 行 中 華 水 韭 種 植 時 要 考 慮 為 其 提 供 一 定 的 遮 蔭 條 件, 避 免 強 光 對 中 華 水 韭 造 成 損 傷. 參考文獻 : 印 紅 中 國 珍 稀 瀕 危 植 物 圖 鑒 M 北 京: 中 國 林 業(yè) 出 版 社, : - 劉 星, 劉 虹, 王 青 鋒 中 國 水 韭 屬 植 物 的 孢 子 形 態(tài) 特 征 J 植 物 分 類 學