补增UV-B辐射对香蕉叶片光合作用和叶氮在光合碳循环组分中分配的影响.pdf

补增 辐射对香蕉叶片光合作用和 叶氮在光合碳循环组分中分配的影响 孙谷畴赵平 曾小平 中国科学院华南植物研究所广州 彭少麟 中国科学院广州分院广州 摘要补增 5 表明 A 5和 5 叶氮分配到类囊体膜捕光色素蛋白组分的 则略见增高 7 3 1 4 71 2 9 4 TD702TW V0 B UT27TBV ZV MT YTUT M VM02T B0 VU01 71C V2 H 5 C W 5 UT 27TBV ZT1 MT V C1 2107T 0X 12T BGUZT2 VMT C77CUT V GC VG T1W 8 1TCZT2 0X B0 VU01 71C V2 YC2 9 YM 1T VMT UT1CV ZT ZC1GT YC2 WTBUTC2TW H 5 71C V2 TD 702TW V0 5 X0U 71C V2 TD702TW V0 WT BT 作者简介 孙谷畴 3 男 硕士 研究员 主攻植物生态生理 收稿日期 接受日期 责任编辑 王春茂 国家自然科学基金重大研究项目 广东省自然科学基金重大项目 中国科学院 重大项 目 N 资助 植物学通报 AB 3 a 3 0 12 10 3 B GL 6 C A C 6 C 6 增高 C 辐射的影响尤为严重 生 理学和生理生态学的工作者曾经从形态和生长反应研究过田间主要农作物品种对 9 的响应 辐射使细胞造成损害 如加剧脂质过 氧化和蛋白质水解 以及造成 PQ1 损伤 R NN4 S 辐射明显 抑制植株生长和叶的伸展 并引起叶结构和生化特性的变化 从而可能改变光合机制中不 同库之间氮的分配 改变光合电子传导和 F 6 活性的平衡 最后使光合能力明显降低 但这方面的研究工作甚少 有待进一步的探索 香蕉是华南亚热带佳果之一 植株高大 叶片宽阔 能接受较多的太阳辐射和 9 辐射 研究生长光强补增 9 辐射对香蕉叶 片氮在光合组分的分配及其功能变化 有助于阐明香蕉对补增 9 X 49 X 4 X 和弱光强 Y3 X 4 X 下叶片光合速率 1 X 4 X 通过两种光强下 1 U56 关系直线的交汇点 确定不包括光下呼吸的 5Z4 补 偿点 L X 和光下呼吸速率 X 4 X X 4 X 和光强 X 4 X 的关系 1 U 根据 辐射对香蕉叶片光合作用和叶氮在光合碳循环组分中分配的影响 Y 依赖光强 为 的饱和值 1浓度 为羧化部位 1浓度 5 和 1固定 量子 通过 得出光能转化效率有关参数 9 A 0 1 9 A 叶氮在 6789 5 分配系数 B6 为 45 C21D4 E B6 F D 式中 E 为单位叶面积干重 G 1 和 F 为每克干重含叶氮量 G G 4 为 6789 H 5 比活 1 G6789 5 即单位 6789 5 蛋白最大 67IB 羧化速率 312 1 G6789 5 其与温度关系根据 J 和 G A C21D 为氮转换成蛋白的系 数 从公式得出叶氮在 6789 5 的分配系数 B6 叶绿体类囊体膜捕光叶绿素 8 蛋白复合体包括光系统 K BL K 光系统 KK BL KK 和 捕光叶绿素 8 复合体 叶氮在叶绿素蛋白复合体的分配系数 BM 为 BM B BL K I BL K 0 B BL KK I BL KK 0 B MN KK G B5 BL K 和 B5 BL KK 和 B5 MN KK 是分别结 合在 BL K BL KK 和 MN KK 的叶绿素 I 为 BL K BL KK 和 MN KK 中每克氮结合的 叶绿 素 5Q GF 叶氮在光合电子传递链和光合磷酸化作用载体蛋白的分配直接与 成比例 N 89 A 即 2RC 5 E BI F P 式中 BI为在 5STU VF6 和 V 中所含氮的比例 5 为每 5STU 每秒传递 电子数 其数值为 A2PP 5STU 2RC 为生物能转换载体每 G 氮所含 5STU 数 在测定光合速率后收集叶片 PRW烘干过夜 利用 NF L 分析仪 B O9 X 1ARR L 9 KK 测定叶氮含量 同时收集的叶片经 RY丙酮提取 利用分光光度计测定叶绿素 含量 实验重复三次 取其平均值计算 结果 香蕉叶片光合速率对补增 1浓度 9 关系的最初直线的交汇点 分别为光下呼吸速率 和不 包括光下呼吸的 1补偿点 结果显示 补增 Z4HI 处理的香蕉植株叶片的 和 AD1植物学通报 P 卷 图 两种光强下香蕉叶片的 71 8 7 1 67 71 8 OPMQL9737 79 71 8 SP1 9 7 O 789 辐射植株为 60A 羧化速率和电子传导的光饱和值降低 光合过程受明显的抑制 表 香蕉叶片的光合作用参数 是光合碳循环的主要蛋白组分 光合羧化循环 速率与 8 单位叶面积干重 T L 每克干重含氮量 U L L 和叶氮在 的分配系数的系数有密切关系 实验结果表明 香蕉叶氮在 的分配系数为 0 56 H 0 6 而补增 789 辐射则降低10 B 即补增 789 辐射降低氮在 的分配 363植物学通报 I 卷 比率 这意味着 AB C1 8 89 D E 4 IA J J2 M C 5 3FN6 O P 6 8F3 F 0Q2 3 58 5讨论 是羧化作用和氧化作用比率的指标 补增 9 辐射的香蕉叶片 较对照植 株略有增高 可能表明 辐射改变 通过高光强和较低光强下测定 5 与 4 关系直线斜率 所得 值可避免在低光强下低估 或在高光强下过高估计 经过 RI处理的植物 增高 S266 1 O 等 BBD 本文的研究结果显示 补增 辐射引起叶片 略有增 高 但其机理尚不清楚 在饱和 4R 浓度下 一般自然生长 4I植物光合量子产率较高 由于供试香蕉生长在 较低光强 的值比较低 仅为 8 19 叶片较薄 同时一些叶结构因素如叶片表面 的蜡质亦可能降低叶绿体对光能的利用 通常叶片 A1 6 电子产生足够 羧化 1 6 4R 或相当于 B 电子 量子 9 T 0U F 0 B 补增 9 辐射使香蕉叶片的 降 低 光能转换效率较对照植株低 通常 期 孙谷畴等 补增 辐射对香蕉叶片光合作用和叶氮在光合碳循环组分中分配的影响A 使草本植物叶片的 4 而香蕉叶片为 016 7 I0 对 有影 响 同样 辐射植株的 D 和 D 均较对照植株低 这反映在补增 B 辐射改变了 光合碳循环组分上氮的分配 降低这些组分的合成数量 从而限制 D 羧化限制速率 氮在捕光叶绿素蛋白复合体的分配决定了结合在 DE F DE FF 和捕光叶绿素 5 蛋白 复合体的数量 DJ分配系数并未见明显的降低 可能植物受 B 辐射后 更多氮将用于 DEF DEFF 和捕光叶绿素 5 蛋白的修复 K L L 和 M Q R T 9 9P U 9 PB T P S O9 S 9V S S 6 0 7 W 0 I PX E E 6 D P V S ST 9 P S S N S ST YS ST T V BT O SP 9 I16 OO V P S P 3C05C0 V B 1 V V P 5 N S ST P P O V P S S 9 P6 P P O T T T P S O S ST 9 O 9 P S P 9 O W AI G H Z U S 3 E I06 Q T 9 S O V P NSP P V S P SU S SP 9 C J 9 D E C ST 3 9 K T 6 ST O D9 SP D N 9 0 K T 9 EV S B 9 A6 M V S O P N9 L T 9 OO S 6 FS D P S P S O D P NSP O Q 9 G 9T6 SU S SP 9 D9 SP 9 A 0 4 W 0 1 K L L M F 16 R T 9 O P S P 9 U 34V9 SP P S ST T Y P V OO 6 FS RTU S S P S T6 3 99 Y R 6 J ST S R W 70 T S C IA6 M 3C05C0 V 1B V V P 5 N4 99 L E 8 S 6 OO 9 U P T C4 ST 3C0SP P S S V P N