摘 要

本研究以黄叶银杏母株黄叶为试材，以绿叶为对照，对黄叶和绿叶的光合气体交换和叶绿素荧光参数变化等光合特性进行了研究，以探讨黄叶银杏叶绿素突变所引起的光合特性变化。对不同发育时期叶片光合作用的气体交换参数和叶绿素荧光动力学参数进行测定。结果表明：黄叶和绿叶各时期的光合气体交换参数变化趋势大致相同。在5月底叶片发育完全时，黄叶的净光合速率（Pn）显著高于绿叶，此时黄叶有较高的光补偿点和光饱和点，同时具有较高的暗呼吸速率和较低的光呼吸速率，而其他时期黄叶的Pn显著低于绿叶。二者对强光的耐受性好，黄叶适应环境变化能力较差。黄叶具有较低的F0、F0'、Fm、Fm'、Fs和ETR水平，捕光能力较弱，电子传递速率较低；早期具有较高的热耗散水平和较高的原初光能转换效率。

关键词：银杏；光合气体交换；叶绿素荧光参数

Studies on Photosynthetic Characteristics in Yellow-color leaf Ginkgo

ABSTRACT

In this study, photosynthetic gas exchange parameters and chlorophyll fluorescence induction kinetic parameters of the yellow-color leaf (YL) and green-color leaf (GL) variations at different developmental periods were analyzed. The results showed that, the photosynthetic gas exchange parameters in YL and GL had a similar trend as the season changed. At the end of May, as the leaves mature, the net photosynthetic rate (Pn) of YL was significantly higher than that of GL. At this period, YL had a higher light compensation point, higher light saturation point, higher dark respiration rates and lower photorespiration rates. However, the Pn of YL was significantly lower than that of GL in other periods. The results of photosynthetic gas exchange parameters and light response curve showed that both the YL and GL had good tolerance to strong light, and YL had weak ability of adaption to environmental changes. The YL had lower F₀, F₀', Fm, Fm', Fs and ETR level, indicating its weak light-harvesting capacity and low electron transport rate. Additionally, YL had higher level of heat dissipation and original light conversion efficiency than those of GL at early growth periods.

Key words: Ginkgo; photosynthetic gas exchange parameters; chlorophyll fluorescence induction kinetic para

目 录

前 言 1

1 文献综述 2

1.1 植物叶色突变体概述 3

1.1.1 叶色突变体的性状表现 4

1.1.1.1 叶片色素组成 4

1.1.1.2 叶片的结构变异 5

1.1.1.3 光合特性的变化 5

1.1.1.4 农艺性状的变化 6

1.1.2 叶色突变体在生产实践中的应用 6

1.1.2.1 叶色突变体作为优良种质资源 7

2 材料与方法 8

2.1 试验材料 8

2.2 试验方法 8

2.2.1光合气体交换参数的测定 8

2.2.2叶绿素荧光动力学参数的测定 9

2.2.3 光能分配的计算 9

2.3 数据统计分析 9

3 结果与分析 10

3.1 光合气体交换参数的比较 10

3.2 叶绿素荧光动力学参数的比较 13

3.3 吸收光能分配的差异 14

讨 论 15

致 谢 17

参考文献 18

前 言

彩叶植物因其色彩丰富、观赏性强，弥补了传统的广普性绿化植物色彩单一、绿化形式单调的缺陷，而且它们还可以通过与其他植物搭配使用，营造更为丰富的色彩景观。因此，彩叶植物越来越受到人们的重视，被广泛地被应用于园林绿化中，而彩叶新品种的培育也备受园林工作者的重视。叶色突变体是植物界中常见的一类突变体，不但是基础研究中理想的试验材料，其在生产中的利用价值也受到越来越多的关注，有利于新种质资源的开发和利用。叶绿素缺乏突变是一种常见的性状突变，突变体中叶绿素的缺乏必然会影响其捕获和转化光能的能力，使其光合作用表现异常。叶绿体是植物进行光合作用的场所，叶绿体的发育情况决定了植物光合作用能力。一般情况下，叶色突变会导致叶绿体发育异常，但大多数黄化突变体中存在结构较为完整的叶绿体，其叶绿体的分布规律及结构较正常植株存在不同程度的差异。叶绿体结构的破坏导致光合能力减弱，使植株发育迟缓，对植物生长不利。然而，叶色突变体因其异常的光合色素含量和叶绿体发育，是研究光合作用的理想材料。研究发现，叶色突变体的叶绿素合成及叶绿体发育的变异是多样的，其对光合作用的影响也是多样的。一般情况下，叶绿素缺乏会导致天线系统减小，因而捕光效率较低，导致光合作用下降。大部分突变体中光系统II的光化学效率较野生型低，但也有个别叶绿素b缺乏突变体表现较高。叶绿素缺乏对光合效率的影响也不完全相同，叶色突变体的光合效率通常较野生型低，也有个别突变体较高。

1 文献综述

银杏（Ginkgo biloba L.）是裸子植物银杏科（Ginkgoaceae）银杏属（Ginkgo）的一类落叶乔木，是世界上最古老的孑遗植物之一，被誉为植物界的“活化石”^{[1, 2]}。银杏是多用途树种，集果用、药用、材用、观赏于一身。银杏树形优美，叶形独特似扇形，春夏叶色葱绿、秋天叶色金黄，非常符合人们的观赏需求，因其独特的叶形和树形，极具观赏价值和实用价值，在当今园林绿化、美化中得到了广泛地应用。银杏在我国分布广泛，由于立地条件的差异，以及天然和人工选择的作用，银杏出现了许多栽培变种。我国重视银杏种质资源的收集及定向培育，各地都从长期栽培的品种类型中选育出适于当地的栽培品种。但是与欧美国家相比，我国观赏品种的选育较为落后，需要进一步加强银杏新品种，特别是观赏品种的选育与推广。针对银杏观赏品种的选育，邢世岩等^[3]提出了一种银杏观赏品种的选育标准，为生产实践中选育观赏品种提供参考。该标准的分类主要以叶色、叶形、冠形、树形、分枝、长势等为判定标准，此外，一些奇特的种质资源也可作为优良的观赏品种资源。近年来，我国相继培育出来了观叶（如金丝银杏、筒叶银杏等）、观枝（如多枝银杏、垂枝银杏等）、观果（如马铃9号）等观赏银杏新品种，由于其枝条、果形、叶形和叶色特殊，具有较高的观赏价值^[4-7]。