高山植物的光合特性及其光破坏防御机制的研究

NWIPB OpenIR

	高山植物的光合特性及其光破坏防御机制的研究
	王学英
	2006-06-06
摘要	本文以麻花艽（Gentiana straminea Maxim.）、唐古特山莨菪（Anisodus tanguticus Maxim.）、唐古特大黄（Rheum tanguticum Maxim.）为材料，研究了高山植物的光合特性和光破坏防御机制。3种高山植物为多年生草本植物，分别属龙胆科、茄科和蓼科，是主要的藏药资源。其根、花或全草均可入药，含有多种生物碱、甙、挥发油及多种蒽醌衍生物，在医药和生态等方面具有重要地位。它们主要分布于青海、西藏、甘肃等地，生于海拔2300-4500米的林缘、林下沟谷、山坡、高山草甸或高山灌丛地。近年由于对药用植物的过度采挖，长期的人为干扰和破坏有可能造成物种流失、群落结构变得简单以及环境恶化等。本文研究了西宁和海北两地上述3种高山药用植物叶片光合特性的日变化进程以及西宁地区3种植物光合机构能量分配的季节变化。结果表明：以单位鲜重表示时，西宁地区唐古特大黄的叶绿素含量和海北的没有显著差异，类胡萝卜素含量和类胡萝卜素/叶绿素的比值海北的明显高于西宁，但其Chl a/b比值则相反；麻花艽的叶绿素和类胡萝卜素含量以及Chl a/b比值海北的都显著高于西宁的（P < 0.05），而类胡萝卜素/叶绿素的比值海北显著低于西宁（P < 0.05）；唐古特山莨菪叶绿素和类胡萝卜素含量以及类胡萝卜素/叶绿素的比值海北的都高于西宁，而Chl a/b比值海北的低于西宁。 3种高山药用植物叶绿素荧光参数的日变化各不相同。唐古特大黄的最大光化学效率（Fv/Fm）的日变化不明显；麻花艽的Fv/Fm在中午显著降低（P < 0.05），中午强光和高温下西宁麻花艽的Fv/Fm明显低于海北，早晚差异不大；唐古特山莨菪的Fv/Fm在午间略有降低，下午能恢复到早晨的水平，日变化趋势西宁高于海北。3种植物的光系统II线性电子传递的量子效率(φ PSII)的日变化也有较大差异。唐古特大黄的φ PSII日变化也不明显，海北唐古特大黄的φ PSII早晚较低；西宁麻花艽的φ PSII在中午较高，而海北的在中午有降低趋势；唐古特山莨菪的φ PSII在西宁和海北没有显著差异。3种植物的光化学猝灭（qP）的日进程与光强和叶温的日变化规律相似，在中午11：00～15：00达到最高。唐古特大黄的qP在两地没有显著差异；中午时分海北麻花艽的qP高于西宁的；海北唐古特山莨菪的qP在中午下降，西宁的则在午间升高。3种植物的非光化学猝灭（qNP）在一天中变化规律不明显，值大部分在0.8左右，表明植物在一天中都进行过剩激发能的耗散，对光合机构起到一定的保护作用。3种植物的表观电子传递速率（ETR）的变化趋势也与叶表光强和叶温的相似，上午随叶表光强和叶温的升高而增高。中午海北唐古特大黄的ETR高于西宁的；麻花艽的ETR在两地没有显著差异，但到达最大值的时间不同，西宁麻花艽的ETR在11：00左右达到最大，之后逐渐降低，而海北的在13：00～17：00一直保持较高的水平；海北唐古特山莨菪的ETR早晚略低于西宁的，中午变化不大，11：00～15：00之间一直维持较高的水平。唐古特大黄和麻花艽的叶片厚度海北极显著地高于西宁（P < 0.01），而唐古特山莨菪的叶片厚度在西宁和海北没有显著差异。西宁地区3种高山药用植物光合机构吸收光能的能量分配分析表明：3种植物能量分配的相对份额没有明显的季节变化规律。唐古特大黄光合机构吸收光能分配于光合电子传递的份额（P）5月份最小，7月份最大；吸收光能用于能量耗散的相对份额（D）从5月～8月逐渐降低；光合机构吸收光能中既没有用于光合电子传递也没有作为热能耗散的份额（Excess）在5月份和6月份较高，7月份较低。其单位鲜重叶绿素含量和类胡萝卜素含量7月份最高，5月份最低，而Chl a/b比值5月份的显著低于其它3个月（P < 0.05），类胡萝卜素/叶绿素的比值5月份最高，6月和8月较低。麻花艽在生长季节内的能量分配规律表明，P 份额7月份最小，8月份最大；D 份额7月份最大，6月份和8月份最小； Excess在5月份最小，6月份和7月份较高。以单位鲜重表示的叶绿素含量和类胡萝卜素含量在生长季节内没有明显变化，而Chl a/b和类胡萝卜素/叶绿素的比值随着生长季节依次降低。唐古特山莨菪的P份额在生长季节内逐渐降低；D份额在 7月份和8月份较大；Excess在生长季节内没有明显差异。叶绿素含量和类胡萝卜素含量6月份的显著高于其它月份（P < 0.05），而Chl a/b和类胡萝卜素/叶绿素的比值5月份和6月份较大。
文献类型	学位论文
条目标识符	http://210.75.249.4/handle/363003/36491
专题	中国科学院西北高原生物研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	王学英. 高山植物的光合特性及其光破坏防御机制的研究[D],2006.