高大气CO浓度下小麦旗叶光合能量利用对氮素和光强的响应

被引：18

作者：

张绪成 ^{[1
,2
,3
]}

于显枫 ^{[1
]}

马一凡 ^{[1
]}

上官周平 ^{[2
]}

机构：

[1] 甘肃省农业科学院农业部西北作物抗旱栽培与耕作重点开放实验室

[2] 中国科学院水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室

[3] 不详

来源：

生态学报 | 2011年 / 31卷 / 04期

关键词：

大气CO2浓度; 氮素; 光强; 电子传递速率; 光能分配; 小麦;

D O I：

暂无

中图分类号：

S512.1 [小麦];

学科分类号：

摘要：

采用开顶式气室盆栽培养小麦,设计2个大气CO2浓度、2个光照强度和2个氮水平的组合处理,通过测定小麦叶片光合速率-胞间CO2浓度响应曲线和叶绿素荧光参数,来测算小麦叶片光化学速率、光合电子传递速率以及叶绿体磷酸丙糖利用效率(TPU)等参数,研究施氮量和光强对高大气CO2浓度下小麦旗叶光合能量传递与分配的影响,以阐明全球气候变化下植物光合能量分配对光合作用适应性下调的作用机制及其氮素调控。结果表明,大气CO2浓度升高后小麦叶片的光呼吸电子传递速率(J0)和Rubisco氧化速率(V0)显著下降;光合电子流的光化学传递速率(JC)、Rubisco羧化速率(VC)和TPU则明显升高,而且施氮后变化幅度加大;小麦叶片JC/JF(PSⅡ反应中心总电子流速率)和TPU/VC显著增加,经过PSⅡ反应中心的电子流更多地进入碳同化过程,表现较高的光合速率(Pn)。遮荫提高了叶片光化学速率和PSⅡ反应中心总电子流速率(JF),这一作用在低氮叶片尤为突出,但使得J0和V0明显升高,并显著降低JC/JF,所以Pn明显下降。正常光照条件下,增施氮素可提高小麦叶片的JF、JC、VC和TPU,并使高大气CO2浓度下J0和V0较正常大气CO2浓度处理显著降低,有效地提高了植物叶片对光能的利用效率;遮荫后高大气CO2浓度下小麦叶片JC、VC、TPU、JC/JF和TPU/VC显著高于正常大气CO2浓度处理,而且这一变化不受氮素水平的显著调节。因此,氮素在高大气CO2浓度下对小麦叶片光合能量利用的调节因光强而异,正常光照下可显著改善小麦叶片对光合能量的利用状况,而遮荫后这一作用减弱。

引用

页码：1046 / 1057

页数：12

共 9 条

[1] 抗旱性不同品种的小麦叶片中光合电子传递和分配对氮素水平的响应 [J].

张绪成 ;

上官周平 .

植物生理学通讯, 2009, 45 (01) :13-18

[2] 弱光下生长的高产小麦品系PH01-35旗叶光合机构对不同光强的响应 [J].

郭峰 ;

曲妍妍 ;

信长朋 ;

梁燕 ;

梁雪 ;

田纪春 ;

孟庆伟 ;

赵世杰 .

作物学报, 2009, 35 (01) :179-184

[3] 植物光合作用对CO2浓度增高的适应机制 [J].

张道允 ;

许大全 .

植物生理与分子生物学学报, 2007, 33 (06) :463-470

[4] 不同施氮量对杂交酸模叶片光合电子流分配的影响 [J].

李海东 ;

高辉远 .

植物生理与分子生物学学报, 2007, (05) :417-424

[5] 光强对4种亚热带森林植物光合电子传递向光呼吸分配的影响 [J].

林植芳 ;

彭长连 ;

孙梓健 ;

林桂珠 .

中国科学C辑:生命科学, 2000, (01) :72-77

[6]

植物生理与分子生物学[M]. 科学出版社 , 余叔文主编, 1998

[7]

Nitrogen fertilization and developmental stage alter the response of Lolium perenne to elevated CO＜sub＞2＜/sub＞[J] . New Phytologist . 2001 (2)

[8]

Photosynthetic acclimation of plants to growth irradiance: the relative importance of specific leaf area and nitrogen partitioning in maximizing carbon gain[J] . J. R.Evans.Plant, Cell ＆ Environment . 2001 (8)

[9]

Acclimation of barley to changes in light intensity: photosynthetic electron transport activity and components[J] . Winston Raul Torre,Kent Oliver Burkey.Photosynthesis Research . 1990 (2)

← 1 →