高山植物唐古特山莨菪和唐古特大黄对强太阳辐射光能的利用和耗散特性

以西宁地区人工栽培的唐古特山莨菪(Anisodustanguticus)和唐古特大黄(Rheumtanguticum)为材料,比较研究了两典型高山植物对青藏高原强太阳辐射光能的利用和耗散特性。PSⅡ反应中心的最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学量子效率(ΦPSⅡ)和光合功能的相对限制(L(PDF))的分析表明,强太阳辐射会导致光合作用的光抑制,但并不造成PSⅡ反应中心的不可逆破坏。猝灭分析表明,唐古特山莨菪的光化学猝灭系数(qP)显著小于唐古特大黄,非光化学猝灭(NPQ)和(qN)则相反(p<0.05),意味着唐古特山莨菪将PSⅡ反应中心吸收的过剩光能以热耗散等非光化学过程消耗的能力大于唐古特大黄,因而降低了用于光化学反应的份额。qN的3组分中,qNf所占比例较大;尽管相对份额很小,中午强光下两高山植物的qNm都有增大趋势,表明它在过剩光能的非光化学耗散中也起重要作用。NPQS和qNs的日变化趋势很相似;同样,NPQF为NPQ的主要组分,且唐古特山莨菪的NPQF和qNf都显著大于唐古特大黄(p<0.05)。唐古特山莨菪PSⅡ天线色素吸收光能中分配于光化学反应的相对份额(P)始终低于唐古特大黄,而用于天线热能耗散的相对份额(D)则大于唐古特大黄,两者都具有极显著差异(p<0.01)。以上结果表明,唐古特山莨菪的ΦPSⅡ较唐古特大黄小是因为PSⅡ天线色素吸收的光能中分配于光化学反应的相对份额或光化学猝灭的比例较小,而分配于天线热耗散的相对份额或非光化学过程的比例较大的缘故。唐古特山莨菪的NPQ和qN较大,与NPQF和qNf以及NPQS和qNs都显著大于唐古特大黄有关(p<0.05)。