3种石斛光合作用和叶绿素荧光特性的比较研究

测定。结果表明 : 3 种石斛的光饱和点都低于 300 mol 速升高 , 并在 CO2 浓度达到 500 mo l m - 2
光饱和点 , 容易引起光抑制 ; 美花石斛的羧化效率高于春石斛和铁皮石斛 , 其净光合速率随着 CO2 浓度的升高而 迅 s - 1 时达到最大值 ; 美花 石斛的 非循环电 子传递 速率 ( ET R ) 、 实际 光 化学反应量子效率 ( Y ield) 和光化学猝灭系数 ( qP ) 都明显高于铁皮石斛和春石斛 , 而春石斛具有较高 的非光化学 猝 灭系数 ( qN ) , 其光合机构的自我保护能力较强 ; 美花石斛的 叶绿素 a、 叶绿 素 b 以及总 叶绿素 含量都 较低。研究 发 现 , 3 种石斛的光饱和点均比较低 , 具有石斛喜 阴的生活习性 , 都表现出对密林和悬崖等独特生长环 境的适应 , 并 以 美花石斛的这种特性更为突出。 关键词 : 美花石斛 ; 春石斛 ; 铁皮石斛 ; 光合速率 ; 叶绿素荧光 中图分类号 : Q 945. 11 文献标识码 : A
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西
北
植
物
学
报
30 卷
t izat ion of Dendr obi um living in underw ood and clif f. Key words: Dend robium l oddi gesi i Ro lfe; Dendrobi um nobil e; Dendr obi um candid um ; phot osynt hetic; chlo r ophy ll f luorescence 石斛属 ( Dendr obi um ) 为兰科 ( Or chidaceae) 的 大属之一 , 该属植物主要产于秦岭以南的广大地区 , 大多分布在海拔 450~ 900 m 的温凉高湿地带 , 受 小环境内的相对湿度、 温度、 光照等气候因子影响较 大, 与伴生植物混生的条件下生长发育最好
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。吕献康
[ 4]
等通过对铁皮石斛、 广东石
斛和重唇石斛的光合速率日变化研究认为, 石斛的 光合作用特性体现了它作为一种阴生植物对生长环 境的高度适应性 ; 任建武
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s
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, 测定叶片 P n , 绘制 P n CO 2 的响
[ 11 13]
等也曾研究报道了报春
应曲线。 1. 3 叶绿素荧光参数的测定 采用德国泽泉 公司生产 的 Mini PAM 型便携 式叶绿素荧光仪测定叶片叶绿素荧光参数。测定时 选择长势一致的 3 年生枝条 , 测定从上往下数当年 生成熟叶的第 3、 4 片叶, 每种测定 3 株。每次测定 前叶片均经过暗适应 20 m in, 先照射检验光 ( < 0. 1 mo l m - 2 m- 2 ( 336 mol s - 1 ) , 再照射饱和脉冲光 ( 3 000 mo l m- 2 s- 1 ) , 至稳态后照射远 红外光, s- 1 ) , 测定 F 0 、 F v / F m 后 , 打开内源光化光
C hemi st ry and Life S ciences, Zh ejiang N ormal U nivers ity, J inhua, Zhejiang 321004, China)
H ong fei2*
( 1 College of Bi ol ogy and Food E ngineering, Changshu Inst it ut e of T echnology, Changshu, Jiangsu 215500, C hina; 2 Col lege of
收稿日期 : 2009 12 25; 修改稿收到日期 : 2010 08 25 基金项目 : 江苏省自然科学基金 ( BK 2006045) ; 江苏省常熟市科技项目 作者简介 : 沈宗根 ( 1962- ) , 男 ( 汉族 ) , 教授 , 主要从事结构与发育植物学研究。 E mai l: zonggen shen@ csl g. cn * 通讯作者 : 吕洪飞 , 教授 , 主要从事植物发育生物学与中药学研究。 E mail: luh on gfei0164@ 163. com
Photosynthesis and Chlorophyll Fluorescence Characteristics of Three Dendrobium Species
SH EN Zong gen1 , CH EN Cui qin2 , WANG L an lan2 , JIANG Bo 1, 2 , L
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的光合生理生态特性, 为石斛的进一步引种、 驯化和 栽培提供理论依据。
1
材料和方法
。石
1. 1 试验材料 选取的实验材料均为室内栽培的 3 年生铁皮石 斛、 春石斛和美花石斛 , 每种选择 3 盆长势健壮的植 株作为研究材料。 1. 2 光合作用参数和响应曲线的测定[ 11, 12] 采用德国 GFS3000 光合系统测定各项光合作 用指标。每盆选择长势健壮一致的 3 年生枝条, 测 定从上往下数当年生成熟叶的第 3、 4 片叶 , 每种测 定 3 株 , 每次测量做 3 个重复。待系统稳定后, 每片 叶取 5 个瞬时净光合速率值 ( P n ) , 仪器同时记录光 合有效辐射 ( P A R ) 、 蒸 腾速率 ( E ) 、 细胞 间隙 CO2 浓度( C i ) 、 气孔导度( G s ) 等参数。 利用 GF S3000 的曲线测定功能 , 将红蓝光源设 定一系列 光合有效 辐射强 度 0、 50、 100、 200、 400、 600、 800、 1 000 m ol m- 2 s - 1 , 测定叶片 P n , 绘 制 P n PAR 响应曲线。测定时叶片温度设为 25 ! 。 再利用 GFS3000 的 曲线测定功能 , 将 CO2 浓 度设为 0 、 30、 60、 100、 200、 400、 600、 800 和 1 000 mo l m
西北植物学报 , 2010, 30( 10) : 2067- 2073 Acta Bot . Boreal. Occident . Sin.
文章编号 : 1000 4025( 2010) 10 2067 07
3 种石斛光合作用和叶绿素 荧光特性的比较研究
沈宗根1 , 陈翠琴2 , 王岚岚2 , 姜 波1, 2 , 吕洪飞2*
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测定 PS ∀实际光化学量子效率 Yield, 表观光合电 子传递速率 ET R 、 光化学淬灭系数 q P 和非光化学 淬灭系数 q N 。 1. 4 叶绿素含量的测定 取与测定光合作用和叶绿素荧光相同位置和发 育阶段的叶片, 用丙酮提取法提取叶绿素 , 并用紫外 分光光度计测定吸光值计算得出叶绿素 a 、 Байду номын сангаас 及总含
Abstract: T he phot osynt het ic param et ers, chlor ophy ll cont ent s and chloro phyl l f luorescence charact erist ics of t hree Dendr obium species w ere com parat ively studied. T he r esult s show ed that light sat uration points - 2 - 1 ( L SP) of three Dendr obi um species w ere lo w er t han 300 mol m s and Dendrobium lod dig esii Rolf e has the highest net phot osynt het ic rates ( P n ) and low est LSP . P n of D. l od dig esii increased rapidly w it h t he increase of CO 2 concent rat ion and t hen st opped increasing as CO2 co ncent ratio n increased t o 500 mol m - 2 s- 1 . T he result s of chlo rophy ll f luorescence show ed t hat quant um y ield o f elect ron t ransport ( Yield) , apparent pho to synt het ic elect ro n t ransport rat e ( ET R ) and t he phot ochemical quenching coeff i cient ( q P ) of D. l oddi gesi i w as hig her t han t ho se of D. candi dum and D. nobi le , w hile Dendr obi um nobi l e had t he hig hest non phot ochemical quenching co ef f icient ( q N ) v alues. Chloro phyll a ( Chl a) cont ent and chloro phyll b ( Chl b) cont ent of D. loddi gesi i w as low er t han t he o ther tw o Dendrobi um species. T his st udy show ed that D. lodd igesii had a higher value in P n and low er value in q N and chlorophyll content. T hus, it could be co ncluded t hat t he low L SP of t hese species indicat ed that they had t he part icular acclima
石斛、 金钗石斛和鼓槌 石斛的冬季光 合特性; 蔡永 萍[ 6] 等则对霍山石斛的光合作用和叶绿素荧光的日 变化做了探讨。但到 目前为止, 有关春石斛 ( Den drobium nobi l e) 和美花石斛 ( Dendrobi um loddi ge sii Rolf e) 的研究主要集中在分子生物学、 传粉生物 学、 杂交育种、 快速繁殖等方面 [ 7 9] , 未见有光合作用 方面的相关报道。 美花石斛是兰科石斛属多年生草本植物, 分布 于贵州、 广西、 云南和广东等省区 , 是中国常用名贵 中药材, 具有滋阴清热 , 生津益 胃和润肺止咳 等功 效
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斛属植物作为一类珍贵的中药材和外贸出口药材具 有较高的药用价值 ; 同时作 为中国和世界 各地 著名的花卉又有着较高的观赏价值。然而, 长期以 来, 由于开发利用过度, 造成了石斛野生资源的严重 破坏 , 加之石斛对生长条件要求苛刻, 且自然条件下 适宜其生长的时间也比较少, 导致野生石斛生长发 育缓慢, 数量稀少。因此 , 加强对石斛野生资源的保 护从而实现石斛资源的可持续利用迫在眉睫, 而弄 清石斛生境条件及在该条件下的生理生化特点则是 保护野生石斛资源的关键。 光合作用是植物重要的生理生态过程, 通过对 植物气体交换特点的研究来探讨植物光合作用与环 境因子之间的关系。植物叶绿素荧光动力学是近年 来在光合作用机理研究中发展的一种新型、 快速、 简 便、准确、 无损伤的检测植物光合作用生理状况的 新兴技术
( 1 常熟理工学院生物与食品工程学院 , 江苏常熟 215500; 2 浙江师范大学化学与生命科学院 , 浙江金华 321004)
摘
要 : 以美花石斛、 春石斛和铁皮石斛为材料 , 对它 们的叶 片进行 光合作用 、 叶 绿素含 量和叶绿 素荧光 等参数 的 m- 2 s - 1 , 且美 花石斛 具有较 高的净光 合速率 和较低 的