胡楊異形葉光合系統Ⅱ葉綠素熒光特性

摘要：以塔里木盆地胡楊3種典型異形葉(條形葉、卵形葉與鋸齒闊卵形葉)為材料,利用光合與葉綠素熒光測定技術測量胡楊異形葉氣體交換與葉綠素熒光動力學參數,探討異形葉光合機構對太陽輻射光能的利用、能量分配與耗散特性及影響其光合能力的主要因素,揭示胡楊異形葉光合生理功能的差異與生理生態適應機制。結果表明:(1)晴天正午胡楊異形葉凈光合速率(Pn)、PSⅡ有效光化學量子效率(Fv′/Fm′)、實際光化學量子效率(ΦPSⅡ)、光化學猝滅系數(qP)顯著降低,而PSⅡ激發能壓力(1-qP)、光合功能相對限制(LPFD)則顯著增大,至傍晚Fv′/Fm′、ΦPSⅡ、qP與光化學反應能量(P)恢復,表明荒漠強太陽輻射導致正午胡楊異形葉光合作用發生了光抑制,但并未造成PSⅡ反應中心的不可逆破壞。(2)3種異形葉采取了不同的適應方式來適應荒漠強光環境。卵形葉通過提高光能捕獲與轉化效率、光化學反應能量來保持葉片高光合能力以消耗多余能量、降低過剩激發能對光合機構的影響;鋸齒葉通過保持高光合電子傳遞能力來緩解光合膜上的還原態壓力并以熱耗散清除過剩激發能,二者協同保護光合機構免受強光損傷從而維持較高的Pn;條形葉不耐強光,但可以通過降低光能捕獲與轉化效率并將吸收的光能更多用于熱能和熒光輻射耗散過剩激發能來適應強光環境。(3)逐步回歸分析表明,鋸齒葉光合能力主要受PSⅡ反應中心光合電子傳遞速率和非光化學猝滅過程中的非輻射能量耗散的影響;卵形葉、條形葉分別受PSⅡ反應中心光能捕獲與轉化效率和非光化學猝滅過程中的過剩激發能耗散的影響。綜上所述,胡楊異形葉在生長發育過程中采取了不同的生態策略來適應荒漠環境。