摘 要

为研究薄壳山核桃不同品种间光合生理特性的差异，采用光合测定系统和荧光仪对‘Pawnee’、‘Mahan’、‘Stuart’、‘Kanza’和‘Jinhua’ 5个品种薄壳山核桃的光响应曲线和叶绿素快相荧光动力学参数进行了测定与分析，为我国薄壳山核桃优良品种的选育与栽培提供科学依据。结果表明，‘Mahan’和‘Pawnee’的光饱和点和最大净光合速率均大于其它品种，其光合能力及利用强光的能力较强；‘Mahan’和‘Pawnee’暗呼吸速率较低，更有利于光合产物的积累，而‘Jinhua’暗呼吸速率最大，光合产物消耗较多；‘Jinhua’和‘Stuart’的PSII原初光能转换效率和PSII活性较高，热耗散量子比率较低，光能利用率高，有较强的电子传递能力。相关性分析表明，光饱和点和表观量子效率、光补偿点和最大净光合速率呈极显著负相关，光补偿点和暗呼吸速率、PSII原初光能转换效率和PSII活性呈极显著的正相关。

关键词：薄壳山核桃；不同品种；光合特性；荧光特性

Comparison of photosynthetic physiological characteristics in different pecan cultivars

ABSTRACT

The study is researching for five varieties pecan of photosynthetic physiological characteristics. The five varieties pecan is 'Pawnee', 'Mahan', 'Stuart', 'Kanza' and 'Jinhua'. We used photosynthetic measurement system and fluorescence spectrometer to measure light response curves and snapshot chlorophyll fluorescence kinetics parameters. Then we analyzed these parameters. It will provide a scientific basis for breeding and cultivation in China. Results showed that the light saturation point and maximum net photosynthetic rate of 'Mahan' and 'Pawnee' were greater than other varieties. The photosynthetic ability and the ability to use the light intensity of 'Mahan' and 'Pawnee' are stronger. 'Mahan' and 'Pawnee' dark respiration rate is low, so they will produce more conducive of photosynthetic. The dark respiration rate of 'Jinhua' is the biggest and the photosynthetic product of 'Jinhua' cost more. The PSII original light of 'Jinhua' and 'Stuart' is higher, so 'Jinhua' and 'Stuart' have strong ability of electron transfer. Correlation analysis showed that the light saturation point and apparent quantum efficiency、light compensation point and maximum net photosynthetic rate have the significantly negative correlation. Light compensation point and dark respiration rate、original light energy conversion efficiency of PSII and the activity of PSII were significantly positively correlated.

Key words: Pecan; cultivar; Photosynthetic characteristics; Fluorescence characteristics

目 录

1 前言........................................................................5

1.1 薄壳山核桃概况.......................................................... 5

1.2 植物光合荧光特性研究现状................................................ 6

1.3 薄壳山核桃光合生长特性研究进展.......................................... 7

1.3.1 胁迫对薄壳山核桃光合作用的影响...................................... 7

1.3.2 营养元素对薄壳山核桃光合作用的影响.................................. 7

1.3.3不同品种薄壳山核桃光合特性比较....................................... 8

1.4 薄壳山核桃荧光特性研究进展.............................................. 8

1.5 本课题研究的目的与意义.................................................. 9

2 试验材料与方法.............................................................10

2.1 试验地概况............................................................. 10

2.2 试验材料............................................................... 10

2.3 试验方法............................................................... 10

2.3.1 光响应曲线的测定................................................... 10

2.3.2 荧光特性测定....................................................... 10

2.4 数据处理............................................................... 11

3 结果与分析.................................................................12

3.1 不同品种薄壳山核桃光合特性比较......................................... 12

3.2 不同品种薄壳山核桃荧光特性比较......................................... 14

3.3 不同品种薄壳山核桃光合生理参数的相关性分析............................. 15

4 结论与讨论.................................................................17

5 致谢.......................................................................19

6 参考文献...................................................................20

1 前言

1.1 薄壳山核桃概况

薄壳山核桃（Carya illinoensis），又名美国山核桃，长山核桃，属于胡桃科（Juglandaceae）山核桃属（Carya Nutt.），落叶乔木，原产于美国和墨西哥北部，是世界著名干果、高档木本食用油料、绿化林兼用材树种^[1-3]。薄壳山核桃果实大壳薄、产量高、取仁容易，果实中油脂含量高达70%以上，其中不饱和脂肪酸含量高达97%，优于山核桃、油茶及核桃等，且氨基酸含量比油橄榄高，还含有丰富的维生素B₁、维生素B₂及必需矿质元素等^[4-6]。更兼薄壳山核桃树姿优美，树形高大，木材质地坚韧、纹理细密，是良好的城乡绿化及材用树种^[7-8]，所以薄壳山核桃在经济价值、社会效益和生态效益具有不可代替的作用。薄壳山核桃在美国的栽培历史已经有几百年，薄壳山核桃自然分布区北起美国衣阿华州的达文波特（Davenport，北纬41°50′），西达得克萨斯州的Schleicher（西经104°32′），东到美国印第安纳州的麦迪逊（Madison，西经86°07′），南至墨西哥的Oaxaca（北纬16°30′）。种植带分布于美国东南部、中南部到西部的一条狭长地带，是薄壳山核桃生产的中心区域，包括了15个州：露易斯安那、阿肯色、北卡罗来纳、南卡罗来纳、佐治亚、堪萨斯、俄克拉何马、得克萨斯、新墨西哥、亚利桑那、佛罗里达、亚拉巴马、田纳西、密西西比和加利福尼亚，另外在伊利诺伊、衣阿华、密西西比、亚拉巴马、堪萨斯、田纳西、肯塔基、印第安那和内布拉斯加等州也有少量分布。目前，美国已有24个州进行了薄壳山核桃的商业化生产，其中德克萨斯州、佐治亚州以及俄克拉荷马州依次排名前三位，全美的年山核桃产量达到15～18万吨。

我国引种薄壳山核桃已有100多年的历史，但薄壳山核桃产业迟迟没有发展起来，距真正实现薄壳山核桃产业化尚需时日。目前，我国的薄壳山核桃的产业发展主要存在以下几个问题：实生繁殖，产量低且不稳定；育种进程比较缓慢，优良品种资源的匮乏；规模化扩繁技术的落后，良种苗木供应比较紧张；配套栽培技术设施不玩善，基础研究相对薄弱^[9]。这些问题严重制约了中国薄壳山核桃产业的发展。