光合作用对光和二氧化碳响应的观测方法探讨VIP免费

植物生理与分子生物学学报，如H朋耐o，尸％町地声io跏gynnd』l如跆伽肠，．曰fozD秽2006，32(6)：69卜69669l光合作用对光和二氧化碳响应的观测方法探讨陈根云+，俞冠路4，陈悦，许大全”中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所，上海200032摘要：用便携式光合仪LI一6400观测自然条件下生长的盆栽蚕豆叶片光合作用对光和二氧化碳的响应发现：(1)用未经过光合诱导的叶片观测光合作用对光的响应会得到即使在全太阳光强下光合作用仍然不饱和的假象；(2)利用某些经验方程计算的饱和光强远低于实际观测值；(3)在观测光合作用对c0，的响应过程中，每一次c0，浓度变化都应当伴随一次光合仪的匹配步骤，否则所得结果偏差很大；(4)在不饱和光下观测光合作用对c0，的响应，会导致对叶片光合能力的低估。关键词：净光合速率；光合能力；光合诱导；光合响应；饱和光强：蚕豆中图分类号：Q945光合作用效率是人们描述光合机构功能和运转状况的基本指标，是光合机理研究的重要内容，也是揭示光合作用调节规律的有力工具。人们常说的光合作用效率，往往涉及光合速率和光合量子效率等一些指标(许大全2002)。虽然有关光合作用的文献中经常涉及这些指标和参数，可是对获得它们的方法步骤却很少具体描述(许大全等1987；Long和Hallgren1985；vonCaemmerer2000)，以致不少初学者提供的这些指标和参数由于所用观测及计算方法失当而缺乏可信性。因此，很有必要对这些观测方法进行一番探讨。我们以室外自然条件下的盆栽蚕豆为材料，研究了光合作用对光和C0，响应的观测中可能发生的一些偏差及后果。1材料与方法1．1植物材料的培养从2005年夏天收获的蚕豆(Ⅵc如如施)种子中选取饱满者，放在26℃恒温培养箱中发芽，5～6d后种入装土的塑料盆，置于室外自然条件下生长，适时浇水。出苗约30d后，选取刚完全展开的第3片叶(从植株上部数)用于光合作用测定。1．2叶片光合作用测定使用便携式光合作用测定仪(LI一6400；LI—cOR，Inc。Linc01n，NE，USA)进行叶片气体交换测定。在测定过程中由该测定仪控制光照强度、C0：浓度和叶室温度。光合作用对光强变化响应的观测：考虑到自然条件下生长的C，植物叶片光合作用的饱和光强即光量子通量密度(photosyntlleticphotonnuxdensity，PPFD)大多在1000umolm‘2s。左右的事实，首先将蚕豆植株置于人工光源碘钨灯(1000W)下，让待测定叶片在PPFD为1000LLm01m。2s’1的光下、普通空气中诱导约60min，待叶片光合诱导期结束后，开始进行光合作用对光响应的观测。先从光强1000LLm01m一2s‘1开始，以每次增加100¨molm‘2s‘1的幅度依次提高光强，当光合速率不再随光强的增高而增加时，再以每次递减100Umolm。2s。的幅度，逐步将光强降低到200um01m之s～，然后以每次变化约30岣01m一2s。1的幅度逐步递减至约30¨molm_2s～。在每个光强下停留2—3min后记录光合速率值。上面叙述的是光合作用对光强变化响应观测的通常作法。为了说明光合作用的光诱导过程结束与否和光强变化顺序对观测结果的重要影响，比较了观测前被置于黑暗中未经光诱导的叶片在光强由低到高变化时的光响应情况。光合作用对C0，浓度变化响应的观测：具体步骤与Ainsworth等(2002)、Long和Bemacchi(2003)所描述的相似。在通过光合作用对光强变化响应的观测确知自然条件下生长的蚕豆叶片光合作用饱和光2006—06—13收到，2006—10—25接受。国家重点基础研究发展计划(973计划)(No．2005cB121106)资助。。共同第一作者。$}通讯作者(E—mail：dqxu@sippe．ac．cn；Tel：021—54924231)。万方数据植物生理与分子生物学学报32卷强的前提下，先让待测叶片在饱和光强下和普通空气中诱导约60min。在光合作用达到稳态即诱导期结束后，依次在CO，浓度分别为350、250、200、150、100、50umol／mol的条件下测定光合速率值，然后将C02浓度调回350“m01／mol，待光合速率读数稳定后，再以每次变化100~200um01／m01的步幅逐步调高CO，浓度，直至净光合速率不再随C0，浓度增高而增加时(大约1200umol／m01)止。对于LI一6400型分析仪来说，在整个观测过程中，每次C0，浓度变化后都需要按照仪器说明书指示的步骤进行1次光合仪的匹配操...