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树枝与叶片绿色组织C_4酶相关光合特性差异

许慧男  
【摘要】: 树木通过光合作用来固定空气中的CO2,形成植物生长发育必需的各种有机物。通常来讲,绿色叶片是进行这一过程的主要场所,已经为众人所熟识。占有林木生物量较大比例的树枝,甚至树干内存在的大量绿色组织,其光合作用是否与叶片存在差异,而这种差异存在哪里是本论文研究的重点。通过对银白杨、小叶丁香、落叶松叶片与树枝绿色组织光合特性的研究,以及对14种不同植物不同C4酶的研究,以及盐碱与营养胁迫对叶片与树枝绿色组织光合特性的影响的研究,得到结论如下: 元素缺失对杨树、丁香和落叶松叶片与树枝绿色组织光合特性影响 1)缺N处理使得3种植物叶片和树枝绿色组织均出现显著N降低,而缺K处理使得落叶松和杨树、缺P处理使得丁香和杨树处于相应矿质营养胁迫状态。其它元素缺失(Ca、Mg、B)处理并没有使得三种植物出现普遍的矿质营养胁迫,但是元素之间的交叉影响明显,表现于不同处理存在显著相关性。2)尽管多数元素缺失处理并没有使得其组织内相应元素显著降低,但是对生物量和叶片相关指标的影响是显著的。3种植物可能是通过调整个体大小、叶片与植株生长,来保证其个体生长所必需的元素含量。如:缺N处理植株个体矮小、叶片薄而小,光合与荧光都相对对照而降低。3)元素缺失处理导致树枝与叶片内C4光合酶含量上升趋势,不同元素对不同植物具有不同影响。缺P与缺K处理提高落叶松树枝内5种C4光合酶(NADP-MDH、NADP-ME、PEPC、PEPCK、PPDK)含量,而缺Ca与缺B处理提高落叶松针叶内5种C4光合酶含量;缺K条件下,银白杨叶片PEPC和NADP-ME显著高于对照,而树枝则表现为PEPC和PEPCK显著高于对照;缺N处理显著提高小叶丁香叶片与树枝内PEPC、PEPCK与NADP-MDH三种C4光合酶含量。4)在3种植物中,无论叶片还是树枝,元素的缺失程度与C4光合酶的含量存在负相关;杨树叶片与树枝内元素与电子传导速率(ETR)不存在相关性,但是在其它2种植物内某些元素与ETR存在相关性,如:小叶丁香叶片内N元素与ETR,落叶松叶片内B元素与ETR都存在相关性;3种植物叶片和树枝绿色组织,C4光合酶与叶绿素之间存在负相关性。 14种木本植物树枝绿色组织与叶片C4光合酶的差异 所有测定植物树枝绿色组织内内NADP-ME/Chl、PEPC/Chl、PPDK/Chl.高于叶片,而12种植物树枝绿色组织内内NADP-MDH/Chl.、PEPCK/Chl高于叶片。酶/叶绿素的差异是由酶/鲜重决定的,而跟叶绿素相关不显著。休眠季树枝绿色组织内C4酶含量高于生长季。在树枝内存在4种相关性,即:NADP-ME/Chl.与PEPC/Chl., NADP-ME/Chl.与PPDK/Chl.,, PEPC/Chl.与PPDK/Chl., PEPC/Chl.与NADP-MDH/Chl,说明其参与的生化反应密切相关,而叶片中不存在类似显著相关性,叶片和树枝绿色组织这些酶所参与生化过程存在差异。 盐碱胁迫对杨树树枝绿色组织和叶片C4光合酶影响差异 银中杨树干和树枝绿色组织内C4相关酶含量NADP-ME/Chl、PEPC/Chl、PPDK/Chl.、NADP-MDH/Chl.和PEPCK/Chl.较叶片高出很多,而且受盐碱胁迫程度影响显著,盐碱化程度轻的情况下,这种差异会增大,这些酶的变化可以作为植物响应土壤盐碱程度变化的一种生理生化指示指标。


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