三種石斛的光合電子傳遞、碳同化動(dòng)態(tài)研究.pdf

1、本文以報(bào)春石斛、金釵石斛、鼓槌石斛為試驗(yàn)材料，測(cè)定了其碳同化、光合作用系統(tǒng)電子傳遞特征；同步研究了三種石斛PSII熒光動(dòng)力學(xué)和PSI氧化還原信號(hào)在不同處理之間的變化規(guī)律；檢測(cè)了三種石斛葉片中蘋(píng)果酸含量和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶日變化動(dòng)態(tài)；觀察了三種石斛氣孔形態(tài)和開(kāi)閉特點(diǎn)，探究了碳同化、電子傳遞和氣孔運(yùn)動(dòng)三者之間的聯(lián)動(dòng)規(guī)律。
　　結(jié)果表明，報(bào)春石斛為景天科酸代謝植物；正常栽培條件下和輕度干旱環(huán)境條件下金釵石斛和鼓槌石斛的碳同化行C3途

2、徑，比較嚴(yán)重的干旱脅迫可以誘導(dǎo)金釵石斛和鼓槌石斛行景天科酸代謝途徑，而且鼓槌石斛可以晝夜不停地進(jìn)行碳同化，全天保持二氧化碳交換速率為正值。
　　冬季溫室栽培條件下，三種石斛對(duì)光照條件的需求差異很大。報(bào)春石斛和鼓槌石斛可以適應(yīng)1000μmolphotonm-2s-1的光照，而金釵石斛的光飽和點(diǎn)在300μmolphotonm-2s-1。石斛屬植物光合作用速率普遍偏低，三種石斛光合速率最高者為鼓槌石斛，可以達(dá)到3.92μmolCO2m-

3、2s-1。光合作用日變化顯示，報(bào)春石斛表現(xiàn)為景天科酸代謝植物特征。
　　生長(zhǎng)季節(jié)報(bào)春石斛的光飽和點(diǎn)有所降低，為700μmolphotonm-2s-1；光合作用速率提高，高達(dá)3.826μmolCO2m-2s-1；光合作用日變化呈現(xiàn)出CAM植物的四階段特征。鼓槌石斛的光飽和點(diǎn)降低為800－900μmolphotonm-2s-1之間，最大光合作用速率升高到5.912μmolCO2m-2s-1；光合作用日變化呈單峰曲線，最大值出現(xiàn)在中午前

4、后。金釵石斛更適合蔭蔽環(huán)境，光合作用日變化呈雙峰曲線，中午光照最強(qiáng)烈的時(shí)段表現(xiàn)為一定程度的光抑制。
　　報(bào)春石斛晚間黑暗條件下PEPC羧化酶活性最強(qiáng)，而在中午光照最充足時(shí)，酶的活性相對(duì)較弱；金釵石斛的PEPC羧化酶活性日變化特點(diǎn)與報(bào)春石斛相似，但是活性比較弱；鼓槌石斛的PEPC羧化酶活性很弱，晝夜變化幅度很小，表現(xiàn)為黑暗狀態(tài)下比光下更強(qiáng)。
　　在冬季，報(bào)春石斛的最大光量子光化學(xué)效率低于0.8，葉綠體光合作用機(jī)構(gòu)處于非正常狀態(tài)

5、，葉片失綠，說(shuō)明其進(jìn)入休眠狀態(tài)；金釵石斛的最大光量子光化學(xué)效率為0.828，但是其實(shí)際光量子光化學(xué)效率、光化學(xué)猝滅系數(shù)在冬季普遍處于較低水平，說(shuō)明其光合作用活性不高，表現(xiàn)出一定程度的休眠；鼓槌石斛能夠很好地適應(yīng)冬季溫室環(huán)境，整個(gè)冬季，最大光量子光化學(xué)效率都比較高，即便是在臨晨低溫的11月中下旬，其Fv/Fm高達(dá)0.8，可見(jiàn)其適應(yīng)低溫的能力是最強(qiáng)的。而且，鼓槌石斛天線色素吸收的能量用于光化學(xué)反應(yīng)的份額比較高，PSII反應(yīng)中心開(kāi)放的比例高，

6、利于電子的快速傳遞，迅速形成同化力。因此，冬季溫室栽培的鼓槌石斛保持著較高的光合作用能力。
　　黑暗處理后報(bào)春石斛的最大熒光值低于同一光合作用能力的金釵石斛，也低于12h黑暗處理的報(bào)春石斛，表明2h黑暗處理的報(bào)春石斛的電子傳遞鏈存在電子傳遞，為葉綠體呼吸作用（chlororespiration）提供了證據(jù)。
　　暗適應(yīng)后照光處理的時(shí)間對(duì)于光化學(xué)反應(yīng)有影響，對(duì)于本試驗(yàn)條件下的C3植物金釵石斛和鼓槌石斛，4h以上的光化光照射有利

7、于其光合作用機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；對(duì)于 CAM途徑的報(bào)春石斛，暗適應(yīng)后2h的照光使其光合作用速率達(dá)到最高，其光化學(xué)反應(yīng)與二氧化碳供應(yīng)關(guān)系密切。
　　報(bào)春石斛葉片蘋(píng)果酸含量表現(xiàn)出規(guī)律性的晝夜變化，其節(jié)律與典型CAM植物相似，呈現(xiàn)四階段的鮮明特征。
　　CAM植物報(bào)春石斛光下氣孔近乎關(guān)閉，但是光合作用系統(tǒng)電子傳遞正常進(jìn)行。鼓槌石斛、金釵石斛明顯存在氣孔不均勻開(kāi)閉現(xiàn)象。三種石斛的氣孔結(jié)構(gòu)相似，氣孔復(fù)合體為不規(guī)則型，沒(méi)有副衛(wèi)細(xì)胞；保衛(wèi)細(xì)胞