柑橘光合特性的研究及C-,4-光合途徑的初步探討.pdf

1、光合作用是果樹最重要的生理過程之一,果樹干物質(zhì)的90％-95％來源于光合作用的產(chǎn)物,通過光合作用形成的碳水化合物是果樹產(chǎn)量,果實品質(zhì)形成的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。植物C4光合代謝途徑比C3光合代謝途徑有更高的光合效率和水分利用效率,尤其在逆境條件下,如高溫、干旱或強光條件下。柑橘為亞熱帶常綠果樹,光合速率遠低于落葉果樹,有一定的耐蔭性,忌夏季高溫和高光強。改善柑橘栽培條件是提高柑橘光合效率的有效方法；同時,作為典型的C3植物,增加柑橘體內(nèi)C4光合

2、代謝途徑的表達,則更有利于提高柑橘光合效率。本文研究了不同栽培條件下不同種類的柑橘光合特性,以及柑橘各類綠色器官C4途徑的關(guān)鍵酶活性,主要內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　 1大棚栽培條件下不同砧木對溫州蜜柑光合特性的影響。以體細胞雜種紅橘+枳(Citrus reticuiata+Poncirus trifoliata)、Troyer枳橙(C.sinensis×P.trifoliata)、Swingle枳柚(C.paradisi×P.tri

3、foliata)和枳(P.trifoliata)作砧木的‘國慶4號’溫州蜜柑(C.unshiu cv.Guoqing No.4)幼樹為試材,在塑料大棚盆栽條件下研究了4種砧木對幼樹光合特性的影響,結(jié)果表明:不同砧木上的溫州蜜柑幼樹的Pn日變化規(guī)律相似,均表現(xiàn)出雙峰曲線,主峰出現(xiàn)在上午10:00,次峰出現(xiàn)在13:00以后；綜合Pn、Tr、WUE、CE和AQY等可以看出Rroyer枳橙砧幼樹光合效率最弱,枳砧幼樹最強,紅橘+枳和Swingl

4、e枳柚介于兩者之間；比葉重、可溶性蛋白質(zhì)和光合色素含量等生理指標結(jié)果顯示,枳砧表現(xiàn)最優(yōu)光合特性,其他3種砧木差異不明顯；在大棚條件下Pn與Gs、RH和Tr呈正相關(guān),與Ci呈負相關(guān)。
　　 2田間條件下溫州蜜柑的光合特性。以枳作砧木的‘國慶4號’溫州蜜柑為試材,對外圍葉片和內(nèi)膛葉片的光合作用進行了系統(tǒng)研究。結(jié)果表明,6-10月,外圍春梢葉片Pn日變化規(guī)律呈雙峰曲線,首峰出現(xiàn)在上午9:00,次峰出現(xiàn)在下午14:00-15:00,次峰

5、值小于首峰值。11月為單峰曲線,最大值出現(xiàn)在上午10:00。內(nèi)膛葉Pn的日變化規(guī)律在8月為單峰曲線,最大值出現(xiàn)在中午12:00,6、7、9-11月則為鋸齒型曲線。外圍葉的Pn顯著高于內(nèi)膛葉,均存在明顯的季節(jié)變化規(guī)律,且趨勢一致,6月最高,日變化最高值和平均值分別為8.8和4.2μmol m-2s-1；7月下降,8-9月上升,并在9月再次出現(xiàn)高峰,之后隨著氣溫下降,Pn下降至11月的最低值,分別為2.55和1.65μmol m-2s-1。

6、7月AQY日變化進程為中午降低型,而CE為單峰曲線型,中午達到最高值。通過對不同葉位、結(jié)果枝與營養(yǎng)枝葉片光合特性測定分析結(jié)果表明:枝條中上部葉片的Pn高于其它節(jié)位葉片,結(jié)果枝葉片的光合特性強于營養(yǎng)枝。相關(guān)分析結(jié)果說明,田間條件下,影響溫州蜜柑Pn的主要因子是PAR,Ta,Gs,Ci,和VPD。
　　 3柑橘綠色組織中C4循環(huán)途徑關(guān)鍵酶活性。以‘HB柚’(C.grandis cv.HiradoBuntan),‘紅肉臍橙’(C.si

7、nensis cv.Cara Cara)和‘國慶4號’溫州蜜柑為試材,檢測了葉片不同生育期和不同綠色組織(果皮、嫩莖和葉脈)的C4途徑酶的活性。結(jié)果表明:柑橘葉片在不同的發(fā)育時期均存在不同活性強度的C4途徑酶。PEPC活性呈先下降后上升的趨勢,最大值出現(xiàn)在4月20日；PPDK的活性變化規(guī)律則相反,先上升后下降,5月1日最大；NADP-ME活性則整體呈下降趨勢,全年中,‘HB柚’的NADP-ME活性顯著高于‘國慶4號’溫州蜜柑和‘紅肉臍橙

8、’；3個柑橘品種的NADP-MDH活性總體呈下降趨勢。柑橘果皮,嫩莖和葉脈的C4途徑酶活性顯著高于葉片,但低于C4植物玉米或與其相當(dāng)。不同組織中PEPC和NADP-ME活性大小順序為果皮>葉脈>嫩莖>葉,PPDK活性為嫩莖>果皮>葉片>葉脈,NADP-MDH活性為葉脈>嫩莖>果皮>葉。這些結(jié)果說明,柑橘體內(nèi)可能存在有限C4微循環(huán),尤其是非葉組織中的高C4途徑酶活性不容忽視。
　　 4不同類型柑橘品種的光合特性。以田間栽培條件下的

9、‘能晚’(C.Sinensis cv.Lanelate)(橙類)、‘星路比’(C.paradisi cv.Star Ruby)(葡萄柚類)、‘日輝’(C.reticulata×C.grandis cv.Sunburst)(雜柑類)和‘江西無核’(C.reticulatacv.Jiangxiseedless Ponkan)(寬皮柑橘類)為試材,研究比較了不同類型柑橘品種的光合特性。結(jié)果表明:晴天和多云天氣條件下,均以‘江西無核’Pn最高,

10、分別為8.8和7.6μmolm-2s-1,‘能晚’最低,分別為和5.4和5.2μmol m-2s-1,‘星路比’和‘日輝’介于二者之間；陰天條件下各類柑橘之間Pn差異不明顯。晴天條件下,除‘能晚’的Pn日變化規(guī)律呈單峰曲線型以外,其它3個品種的Pn日變化規(guī)律均呈雙峰曲線型,有輕度“午休”現(xiàn)象。多云天氣條件下,除‘能晚’表現(xiàn)為單峰曲線外,其它3個品種的Pn日變化進程均表現(xiàn)為鋸齒型。陰天天氣條件下,4個柑橘品種的Pn日變化規(guī)律模式均為單峰曲

11、線,最大值出現(xiàn)在上午11:00。4個柑橘品種的光補償點為2.7-10.2μmol m-2s-1,光飽和點為1088-1139μmol m-2s-1,暗呼吸速率為0.0104-0.3313μmol m-2s-1,AQY為0.023-0.0405,CO2補償點為64.3-69.0μmol mol-1,CO2飽和點為788-1421μmolmol-1,光合速率為5.8-10.4μmol m-2s-1,光呼吸速率為0.90-1.01μmol m