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茶条槭(Acer ginnala Maxim.)幼树叶色变化的生理特性研究

洪丽

   茶条槭(Acer ginnala Maxim.)隶属槭树科槭树属的落叶小乔木或灌木,产于我国东北、内蒙古及华北山地,其叶形清秀,尤其是秋后叶色鲜红艳丽,极具观赏价值,是东北地区园林应用极具发展潜力的树种之一。目前关于茶条槭的研究多集中在叶片没食子酸的开发利用上,其光合特性与叶色季相变化的关系、叶色变化机理等方面的研究还未见报道。本研究以茶条槭幼树实生苗为试材,研究叶片的光合特性及其叶色的动态变化规律,不同光周期(16h/8h、12h/12h、8h/16h).和不同温度(35℃/25℃、25℃/15℃、25℃/15℃)处理对相关生理指标变化的分析,筛选出影响叶色表达的关键因子,并分析各因子之间的关联度,得出如下结果: 1.茶条槭叶片净光合速率年变化呈不对称“双峰”曲线;叶片的净光合速率、气孔导度、光合有效辐射、蒸腾速率的日变化均呈“单峰”曲线;同一植株下位叶净光合速率大于上位叶,秋季净光合速率日变化值高于夏季;光补偿点为61.1μmol.m~(-2).s~(-1),光饱和点为1070μmol.m~(-2).s~(-1),光量子产率为0.0116;光合最适温度为27℃,低温补偿点为8.37℃,高温补偿点为45.54℃:CO_2补偿点为31.16μmol.CO_2.mol~(-1),CO_2饱和点为1340μmol.CO_2.mol~(-1),羧化效率为0.0099;光合参数相关分析结果表明,叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度均与大气CO_2浓度密切相关,气孔导度通过影响其蒸腾速率进而间接影响其净光合速率,光合有效辐射的强度又是影响气孔导度和蒸腾速率的最直接因子。 2.应用CIE色彩分析方法,描述了茶条槭幼树叶色表型随季节的动态变化过程,建立了叶色变化的关键色素花色素苷与叶色参数的关系模型,使之定量化和可视化;不同季节茶条槭幼树叶色表型变化趋势为浅绿→边缘呈红→除叶脉大部分红→红叶→红色变淡→呈绿→浅绿→黄绿→呈红→鲜红;同一植株茶条槭,上位叶变色早色泽更鲜亮;秋季红叶期L、a~*、b~*值均显著高于春季,秋叶观赏性更强。 3.各种色素含量随叶龄的增长和季节的变化呈现一定的规律性变化。夏季高温季节叶绿素含量最高,秋季红叶期花色素苷含量达到最高,类胡萝卜含量变化比较平稳,与光合作用的相关性不密切;总叶绿素含量随叶位的降低逐渐升高,叶色变淡变绿;类胡萝卜素和花色素苷含量则相反,随叶位的降低而减少;花色素苷与叶绿素的比值变化与花色素苷的变化一致,均表现为随叶位降低而降低的趋势,这也说明不同叶位的叶色差异主要源于花色素苷含量的变化,与类胡萝卜素含量的关系并不明显;花色素苷含量与光合作用的关系最为密切;花色素苷含量和花色素苷/叶绿素比值均随大气CO_2浓度升高增加,随气温和光合有效辐射的降低而升高。 4.可溶性糖含量、花色素苷含量、PAL酶活性的变化趋势相似。可溶性糖含量与环境温度呈显著负相关,在秋季红叶期其含量达最高;在不同的叶色变化时期茶条槭叶片淀粉含量呈缓慢下降趋势,与气温显著正相关,这与可溶性糖的变化趋势相反;蛋白质含量与环境温度负相关,与光合有效辐射呈显著负相关。这说明秋季低温和短日照促进叶片蛋白质的合成,降低淀粉积累,将部分淀粉转化为葡萄糖,PAL酶活性增加,从而促进花色素苷的合成,叶色转为红色。随叶位的降低叶片可溶性糖和蛋白质含量逐渐减少,淀粉含量则表现为增加。 5.光周期的长短影响茶条槭的叶色表现。随着光照时间的减少,叶片净光合速率逐渐下降;叶绿素a和总叶绿素及类胡萝卜素的含量表现为下降,叶绿素b的含量呈增加趋势;花色素苷的含量和花色素苷/叶绿素比值、PAL酶活性则均表现为增加,叶色趋向于红色变化;淀粉含量处理间大小依次为12h>8h>16h,但光周期的长短对茶条槭叶片类胡萝卜素含量和蛋白质含量的影响则较小。 6.温度影响茶条槭的叶色变化。随着处理温度的降低花色素苷含量逐渐升高,15℃处理花色素苷含量极显著高于25℃和35℃处理,35℃和25℃处理之间花色素苷含量差异并不显著。说明低温促进叶片花色素苷的合成,更主要是15℃处理的夜低温促使叶中叶绿素的分解,使花色素苷含量明显高于叶绿素的含量,叶片呈现红色;随着处理温度的降低,叶内可溶性糖含量、蛋白质含量、PAL酶活性均逐渐增加,15℃处理的叶片可溶性糖含量和PAL酶活性显著高于其它两个处理;淀粉含量处理之间差异不显著。说明低温处理降低了暗呼吸的速率,加速了可溶性糖的积累,激活PAL酶活性,从而促进了花色素苷的合成,使叶色变红。 7.茶条槭的花色素苷表现出光、热稳定性差的明显特征,低温和黑暗条件能较好地保持花色素苷的稳定性。因此在整个茶条槭花色素苷的提取分析过程中应尽量避光操作,最佳提取时间为6h,pH值≤3.0,同时温度控制在5~20℃为适宜。……   
[关键词]:茶条械;叶色变化;光合生理;花色素苷;相关性
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:东北林业大学2008年