Page 99 - 《广西植物》2022年第3期

３ 期 张雅芳等: 南亚热带四种不同演化程度禾本科植物夏季光能利用策略差异分析 ４ ４ ３

１.４ 叶片色素含量及叶黄素循环组分测定 最小ꎮ 种间比较ꎬ地毯草 Ｙ(ＮＯ) 在总能量中占比
完成叶绿素荧光和光合气体交换参数的测定 显著高于其他三种植物ꎬＹ(ＮＰＱ) 则明显低于其他
后ꎬ分别于凌晨和正午剪取测定叶片ꎬ参照陈敏氡 三种植物(图 ３ꎬ上排)ꎮ
等(２０１６)的方法ꎬ准确称取 ０.１ ｇ 鲜叶ꎬ 加液氮研 四种植物 ＰＳ Ⅰ的能量使用总体是 Ｙ( Ｉ) 耗能
磨ꎬ再加 １ ｍＬ 丙酮冰箱内避光浸提 １２ ｈꎬ浸提液 额度最大ꎬ其中在佛肚竹中占比最高ꎬ在地毯草中
经 ５ ０００ ｒｍｉｎ ３ ℃ 离心 １０ ｍｉｎꎬ取上清液ꎬ添加 占比最低ꎬ芦苇和甘蔗居中( 图 ３ꎬ下排)ꎮ Ｙ( ＮＡ)
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１ ｍＬ 丙 酮 避 光 低 温 浸 提 ２ ｈꎬ再 次 ３ ℃ 离 心 １０ 在地毯草和芦苇中占比明显大于甘蔗和佛肚竹ꎮ
ｍｉｎꎬ最后将两次上清液合并ꎬ经 ０.２２ ｎｍ 有机膜过 Ｙ(ＮＤ) 能耗在芦苇中占比相对较低ꎬ其次是佛肚
滤后 上 高 效 液 相 色 谱 仪 ( ＷＡＴＥＲＳꎬ ＡＬＬＩＡＮＣＥ 竹ꎬ甘蔗和地毯草中则相对较大ꎮ
Ｅ２６９５ꎬＵＳＡ)测定色素含量ꎮ 色谱条件参照朱俊 ２.３ 四种禾本科植物光合气体交换能力
杰(２００７)的方法ꎬ色谱柱 Ｗａｔｅｒｓ Ｓｙｍｍｅｔｒｙ ＲＰ１８(５ 从 Ｐ 结果看ꎬ甘蔗最高ꎬ芦苇和地毯草居中ꎬ
ｎ
μｍꎬ４.６ ｍｍꎬ２５０ ｍｍ)购自北京鼎新昌盛科技有限 佛肚竹则最低(图 ４:Ａ)ꎮ Ｇ 方面ꎬ甘蔗同样最高ꎬ
ｓ
公司ꎬ流动相 Ａ 液为乙腈 ∶ 甲醇 ∶ 水(８４ ∶ ９ ∶ ７)ꎬ 芦苇、佛肚竹和地毯草依次降低( 图 ４:Ｂ)ꎮ 与 Ｐ ｎ
流动相 Ｂ 液为甲醇ꎬ流速为 １ ｍＬｍｉｎ ꎬ采用梯度 和 Ｇ 不同ꎬＴ 在四种植物中大小依次为芦苇>甘
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ｓ ｒ
洗脱法ꎬ先用 １００％ Ａ 液洗脱 ８ ｍｉｎꎬ８ ~ １０ ｍｉｎ 后 蔗>地毯草>佛肚竹(图 ４:Ｃ)ꎮ
降为 ０％ Ａ 液ꎬ１０ ~ ２０ ｍｉｎ ０％ Ａ 液ꎬ２０ ~ ２１ ｍｉｎ 上 ２.４ 四种禾本科植物光响应曲线
升 为 １００％ Ａ 液ꎬ ２１ ~ ３８ ｍｉｎ １００％ Ａ 液ꎬ 由 四种植物的光响应曲线如图 ５ 所示ꎮ 甘蔗表
Ｗａｔｅｒｓ２９９８ ＰＡＤ( ＷＡＴＥＲＳꎬＵＳＡ) 检测器检测ꎬ检 现出典型 Ｃ 植物的特征ꎬ即使在炎热天气条件下ꎬ
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测波长 ４４５ ｎｍꎮ 叶绿素 ｂ(Ｃｈｌｂ)、叶绿素 ａ( Ｃｈｌａ) 光响应曲线也没有明显的饱和倾向ꎮ Ｃ 的芦苇也
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标准样购自 Ｓｉｇｍａ 公司ꎬ新黄质( Ｎ)、叶黄质( Ｌ)、 表现出部分 Ｃ 植物的曲线特征ꎬ甚至比 Ｃ 的地毯
４ ４
紫黄质( Ｖ)、环氧玉米黄质( Ａ)、玉米黄质( Ｚ) 购 草更明显ꎮ 佛肚竹明显不同于其他三种植物ꎬ光
自 ＢＯＣ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ 公司ꎮ 叶黄素循环转换率( ＤＰＳ) 响应曲线是典型的 Ｃ 植物特征ꎮ 在低光区( <５００
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按 ＤＰＳ ＝ (Ａ＋Ｚ) / (Ｖ＋Ａ＋Ｚ)计算ꎮ μｍｏｌｍ ｓ )ꎬ甘蔗、芦苇和地毯草 Ｐ 值比较接
ｎ
１.５ 数据分析与处理 近ꎬ在中高光区(５００ ~ ２ ０００ μｍｏｌｍ ｓ ) 则逐
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各测定指标重复三次(ｎ ＝ ３)ꎬ结果以平均值± 渐显现出差异ꎮ 与其他三种植物相比ꎬ无论在低
标准差表示ꎬＤｕｎｃａｎ 法比较四种植物的光合气体 光区还是高光区ꎬ佛肚竹 Ｐ 值均明显较低ꎮ
ｎ
交换、叶绿 素 荧 光 参 数 及 色 素 含 量 的 差 异 ( Ｐ < ２.５ 四种禾本科植物水分利用率、量子效率(Φ )及
ｉ
０.０５)ꎬ使用 Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｅｘｃｅｌ ２０１３ 软件处理数据ꎬ用 相关性
ＳｉｇｍａＰｌｏｔ １４.０ 软件作图ꎬ利用 ＳＰＳＳ ２５.０ 软件统计 如图 ６ 所示ꎬ从种间对比看ꎬ芦苇和地毯草的
分析ꎮ ＷＵＥ 较高ꎬ甘 蔗 其 次ꎬ而 佛 肚 竹 则 远 低 于 三 者ꎮ
ｉ
甘蔗和地毯草的 ＷＵＥ 较高ꎬ其次是芦苇ꎬ佛肚竹
２ 结果与分析 同样远低于三者ꎮ 地毯草的 Φ 较高ꎬ其次是甘蔗
ｉ
和芦苇ꎬ佛肚竹远低于前三者ꎮ
２.１ 四种禾本科植物两个光系统凌晨最大光化学效率 综合分析结果显示ꎬ四种植物炎夏伏天 ＷＵＥ
如图 ２:Ａ 所示ꎬ四种禾本科植物炎夏最热时段 和 Φ 总体上呈显著的线性正相关关系(图 ６:ＡꎬＢ)ꎮ
ｉ
ＰＳ Ⅱ凌晨 Ｆ / Ｆ 值均在 ０.８ 以下ꎬ虽然统计结果显 ２.６ 四种禾本科植物几个重要辅助光合参数
ｖ ｍ
示种间没有显著差异 ( Ｐ > ０. ０５)ꎬ 但是 Ｃ 地毯草 如表 １ 所示ꎬ四种植物中甘蔗的 ＥＴＲ Ⅰ最高ꎬ
４
(０.７２７)表现出明显的光抑制ꎮ 进一步分析ＰＳ Ⅰ的 地 毯 草 和 佛 肚 竹 居 次ꎬ 最 低 是 芦 苇ꎮ 甘 蔗 的
Ｐ 值ꎬ种间差异(Ｐ<０.０５)则突显出来ꎬ甘蔗最高ꎬ地 ＥＴＲ Ⅱ最高ꎬ其他三种植物无显著差异ꎮ 地毯草
ｍ
毯草最低ꎬ Ｃ 的芦苇和佛肚竹处于中间(图 ２:Ｂ)ꎮ 的 ｑＰ 较高ꎬ其次是佛肚竹ꎬ芦苇和甘蔗则相对较
３
２.２ 四种禾本科植物两个光系统能量利用 低ꎮ 佛肚竹的 Ｃ 最高ꎬ其次是地毯草和芦苇ꎬ甘蔗
ｉ
从四种植物 ＰＳ Ⅱ的能量利用看ꎬ总体上它们 则较低ꎮ 甘蔗的暗呼吸速率( Ｒ ) 最高ꎬ其次是芦
ｄ
均通过 Ｙ(Ⅱ) 消耗大量光能ꎬＹ( ＮＯ) 耗能额比例 苇和地毯草ꎬ佛肚竹最低ꎮ