茄子光合系統(tǒng)對(duì)單色光質(zhì)和二氧化碳階躍變化的響應(yīng).pdf

1、以“黑帥圓茄”為試材，在日光溫室條件下測(cè)試了高亮型發(fā)光二極管LED光源發(fā)出的白光(400～700nm)和單色光質(zhì)[紅光(660±5)nm、綠光(550±5)nm、藍(lán)光(470±5)nm]下葉片和葉綠素的光吸收，以及光強(qiáng)和二氧化碳對(duì)光合響應(yīng)特性參數(shù)，分析了紅、藍(lán)和綠單色光質(zhì)的光合效率以及羧化效率。通過(guò)分光光度計(jì)在400～700nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)掃描表明，葉綠素對(duì)強(qiáng)吸收波長(zhǎng)400～480nm和650～680nm范圍內(nèi)的紅光（660nm）和藍(lán)光（

2、470nm）的吸光值較高，白光（400～700nm）居中，綠光（550nm）較低。最大羧化效率（Vcmax）和光下暗呼吸速率（Rd）隨著光質(zhì)光譜的增長(zhǎng)而降低，最大電子傳遞速率（Jmax）和磷酸丙糖利用速率（TPU）隨著隨著光質(zhì)光譜的增長(zhǎng)而升高。但是通過(guò)在不同光質(zhì)下光飽和點(diǎn)、光補(bǔ)償點(diǎn)、光和效率、二氧化碳飽和點(diǎn)、二氧化碳補(bǔ)償點(diǎn)、羧化效率以及光和動(dòng)力學(xué)參數(shù)的比較，綜合反映出紅光的光合效率和羧化效率高于于綠光，綠光的光合效率和羧化效率高于藍(lán)光，

3、其原因主要與藍(lán)光、綠光和紅光的光的光吸收系數(shù)ε高低有關(guān)。
　　 在改進(jìn)Ciras-2便攜式光合系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)測(cè)試性能基礎(chǔ)上，采用CO2階躍變化與O2分壓的組合處理方法，測(cè)試了茄子光合動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)程，解析了光合對(duì)CO2動(dòng)態(tài)響應(yīng)的生化特性和生物物理特性。當(dāng)大氣CO2濃度從Ca以Ca1梯度增加到Ca2時(shí)，茄子葉片光合CO2吸收進(jìn)程呈現(xiàn)振顫現(xiàn)象。其光合速率Pn動(dòng)態(tài)進(jìn)程可分為4個(gè)區(qū)段：原穩(wěn)態(tài)區(qū)，初響應(yīng)區(qū)，振顫區(qū)或趨穩(wěn)區(qū)，直至終穩(wěn)態(tài)區(qū)。在21％O

4、2下，原穩(wěn)態(tài)區(qū)的RUBP再生提速相對(duì)速率aRUBP為0；終穩(wěn)態(tài)區(qū)aRUBP為1；初響應(yīng)區(qū)和振顫區(qū)，aRUBP進(jìn)程在0和1之間呈現(xiàn)S型曲線(xiàn)。類(lèi)似地，在2％O2下，原穩(wěn)態(tài)區(qū)的Pi和RUBP再生提速相對(duì)速率aPi＋RUBP為0；終穩(wěn)態(tài)區(qū)aPi＋RUBP為1；初響應(yīng)區(qū)和振顫區(qū)，a Pi＋RUBP進(jìn)程在0和1之間呈現(xiàn)S型曲線(xiàn)。但是在2％O2和較低的Ca2下主要是由于Pi再生限制而導(dǎo)致光合振顫，而在2％O2和較高的Ca2下發(fā)生的光合振顫既包含著Pi

5、再生限制也有RuBP再生限制。Rubisco的數(shù)量與活性因低光強(qiáng)限制表現(xiàn)出光合振顫振幅減小現(xiàn)象。Rubisco羧化的初響應(yīng)時(shí)間Δto與光合系統(tǒng)的綜合阻力成正比，與CO2梯度Ca2呈現(xiàn)直線(xiàn)正相關(guān)。
　　 針對(duì)CO2階躍擾動(dòng)下茄子光合的振蕩動(dòng)態(tài)現(xiàn)象，采用CO2階躍起點(diǎn)（Ca1）和階點(diǎn)（Ca2）處理以及不同光照水平（PAR）下CO2階躍處理，結(jié)合光合系統(tǒng)反饋控制動(dòng)態(tài)生化模型中傳遞函數(shù)的振蕩單元，分析了茄子動(dòng)態(tài)光合的振蕩特征參數(shù)。通過(guò)穩(wěn)

6、態(tài)光合參數(shù)，將茄子光合速率（Pn）轉(zhuǎn)化為羧化速率（Vc）的動(dòng)態(tài)進(jìn)程可見(jiàn)，較低的CO2階躍起點(diǎn)下，光合系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)T較大，光合系統(tǒng)的阻尼系數(shù)ζ、無(wú)阻尼自然振蕩頻率ωn和阻尼振蕩頻率ωd則較小，因而Pn和Vc振蕩劇烈；較高的CO2階躍階點(diǎn)下，ζ急劇減小，Pn和Vc振蕩愈加劇烈；光強(qiáng)PAR增至900 μmol quata·m-2·s-1以上時(shí)，ζ急劇減小，Pn和Vc振蕩也愈加劇烈。綜合分析可見(jiàn)，發(fā)生光合振蕩的條件是較低的ζ和較大的T；相反，