Page 7 - 《广西植物》2025年第1期

１ 期 陈妮等: 四种珍稀濒危石斛属植物光合特性及叶片显微结构的比较研究 ３

中国湖北西部、湖南西南部至北部、广东北部、广 ２００９)ꎬ了解石斛属植物的碳同化途径类型ꎬ有助
西东南部至西部、四川东南部、贵州、云南东南部ꎬ 于我们深入研究其光合作用机制ꎮ 石斛属植物生
生于海拔 ９８０ ~ １ ５００ ｍ 的山谷或林缘的岩石上ꎻ 长于树干和岩石上ꎬ生境特殊ꎬ生长发育缓慢ꎬ并
钩状石斛( Ｄ. ａｄｕｎｃｕｍ) 分布于我国湖南东北部、 且野生资源遭到破坏ꎬ许多野生品种濒临灭绝ꎬ设
广东南部、香港、海南、广西、贵州西南部至东南 施栽培已成为满足石斛巨大市场需求的重要途
部、云南东南部ꎬ生长于海拔约 １ ２００ ｍ 的山地林 径ꎮ 研究石斛属植物的光合特性及叶片显微结
中的树干上(吉占和ꎬ１９９９)ꎮ 近年来ꎬ这 ４ 种石斛 构ꎬ了解影响其生长发育的因素ꎬ有助于判断植物
野生资源受到极为严重破坏ꎬ濒危状况也日趋严 的最佳栖息地条件ꎬ为其开展合适的保育措施以

重ꎬ对其开展种质资源保护具有重要意义ꎮ 及引种栽培工作提供重要参考ꎮ
光合作用是植物生长发育的生理基础ꎬ依据 目前ꎬ关于滇桂石斛、喇叭唇石斛、罗河石斛
光合特性能够判断和确定植物的生态需求和最适 和钩状石斛的研究主要集中在组织培养( 韦莹等ꎬ

宜的环境条件( Ａｄａｍｅｃꎬ １９９７)ꎮ 光的适应范围、 ２０１０)、栽培( 周艳等ꎬ２０１３)、繁育系统( 刘江枫ꎬ
弱光的利用效率以及黑暗条件下消耗有机物的能 ２０２１)、遗传多样性和亲缘关系( 王慧中等ꎬ２００６)
力等光合生理特征能够反映出植物的光合能力ꎬ 等方面ꎬ关于其光合特性及叶片显微结构的研究
进而反映其对环境的适应性( 许爱祝等ꎬ２０２４)ꎮ 还未见报道ꎮ 因此ꎬ本研究以滇桂石斛、喇叭唇石
有研究表明ꎬ濒危物种的光合特性可能是影响其 斛、罗河石斛和钩状石斛为对象ꎬ通过对这 ４ 种石
物种分布以及濒危程度的主要内在因素之一( 石 斛属植物的光合特性和叶片显微结构的比较研
松利等ꎬ２０１２ꎻ柴胜丰等ꎬ２０１５ꎻ欧明烛等ꎬ２０２３)ꎮ 究ꎬ拟解决以下问题:(１) ４ 种石斛属植物光合特
此外ꎬ植物在长期适应环境和发展进化过程中ꎬ植 性存在怎样的差异ꎻ(２) 如果 ４ 种石斛属植物光
物个体会在形态结构和生理生化功能上发生变 合特性存在差异ꎬ与其叶片显微结构、叶绿素含量
化ꎬ而叶片作为植物进行光合作用的主要器官ꎬ其 是否相关ꎻ(３) ４ 种濒危石斛属植物的光合特性和
显微结构以及光合色素含量的变化会直接或间接 叶片显微结构特征与其附生树干或生长于岩石上
地 影 响 植 物 的 光 合 作 用 ( Ｔｉａｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１６ꎻ 的缺水生境相适应的机制ꎮ
Ｈａｒｒｉｓｏｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２１ꎻ Ｘｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２２ꎻ Ｎｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ
２０２２)ꎮ 叶肉是叶片光合的主要部位ꎬ栅栏组织和 １ 材料与方法
海绵组织厚度等组织结构的差异影响着叶绿体的
分布和光合作用ꎮ 有研究表明ꎬ植物光合速率与 １.１ 试验材料
其叶片厚度、栅栏组织厚度以及叶绿素含量等参 ４ 种石斛试验苗均为盆栽成年植株ꎬ滇桂石
数存在较强相关性( 沈立明等ꎬ２０２１ꎻ董梦宇等ꎬ 斛、喇叭唇石斛、罗河石斛和钩状石斛分别从广西
２０２２)ꎮ 碳同化途径是光合作用的一个重要方面ꎬ 天峨 ( ２０２１ 年)、云 南 普 洱 ( ２０２１ 年)、 广 西 恭 城
也是植物有机物积累的重要过程ꎮ 高等植物光合 (２０２０ 年)及广西永福引入(２０２１ 年) 广西壮族自
碳同化途径类型可分为卡尔文循环( Ｃａｌｖｉｎ ｃｙｃｌｅꎬ 治区中国科学院广西植物研究所内(１１０°１７′ Ｅ、
Ｃ )、四碳二羧酸循环( Ｃ４￣ｄｉｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｃｙｃｌｅꎬ Ｃ ) ２５°０１′ Ｎꎬ海拔 １７８ ｍ)ꎬ栽植于内径 ２１ ｃｍ、深 １８
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和景天酸代谢途径( ｃｒａｓｓｕｌａｃｅａｎ ａｃｉｄ ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍꎬ ｃｍ 的塑料花盆中ꎬ栽培基质为水苔ꎬ生长于透光
ＣＡＭ)ꎮ Ｃ 途径是最基本的光合作用途径ꎬＣ 和 率为 ２０％的遮阴棚下ꎬ均长势良好ꎮ 试验所用的
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ＣＡＭ 光合作用途径在进化上源自 Ｃ 光合作用ꎮ 植物叶片均选取当年生成熟叶ꎮ
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部分 Ｃ 植物能够在 Ｃ 和 ＣＡＭ 模式之间切换ꎬ这被 １.２ 研究方法
３ ３
称为兼性 ＣＡＭ 植物( Ｆａｃｕｌｔａｔｉｖｅ ＣＡＭꎬ Ｃ３￣ＣＡＭ) １.２.１ 净光合速率日变化的测定 试验于 ２０２３ 年
(Ｑｉｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１５)ꎮ 有研究表明ꎬ在石斛属中不仅 １０ 月 ７ 日上午 ８:００ 至 １０ 月 ８ 日上午 ６:００ 分别
有 Ｃ 光合途径和专性 ＣＡＭ( Ｏｂｌｉｇａｔｅ ＣＡＭ) ( 周安 选取 ４ 种 石 斛 的 健 康 且 成 熟 的 叶 片ꎬ 采 用 Ｌｉ￣
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琪ꎬ２０１９)ꎬ而且还有在受到环境胁迫下呈现出的 ６４００ＸＴ 便携式光合作用系统( 美国 Ｌｉ￣ｃｏｒ 公司)ꎬ
兼性 ＣＡＭ( 苏文华和张光飞ꎬ２００３ａꎬｂ)ꎮ 碳同化 并利用自然光和环境中的 ＣＯ 浓度测定其叶片的
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途径 与 植 物 的 光 合 效 率 密 切 相 关 ( 龚 春 梅 等ꎬ 净光合速率日变化ꎬ每间隔 ２ ｈ 测定 １ 次ꎬ每个叶