全 文 ：2010 年第 4 期 漳州师范学院学报(自然科学版) No. 4. 2010 年
（总第 70 期） Journal of Zhangzhou Normal University（Nat. Sci.） General No. 70
文章编号:1008-7826(2010)04-0108-05
短叶金边虎尾兰的光合和叶绿素荧光特性研究
陆銮眉 1 , 林金水 2 , 杜晓娜 3 , 卞阿娜 1
（1. 漳州师范学院 生物科学与技术系，福建 漳州 363000；2. 福建省热带作物科学研究所，福建 漳州 363001；
3. 厦门大学 生命科学学院，福建 厦门 361005）
摘 要：本文研究了短叶金边虎尾兰近轴面、远轴面叶的光合和叶绿素荧光特性，通过测定供试植物叶片的
形态特征、叶绿素含量、光合作用日变化、光响应曲线和叶绿素荧光参数，并对测定结果进行相关分析. 结果表
明：供试的短叶金边虎尾兰叶面积大和比叶面积高, 同时它的 Chla/b 值小于 3,LSP 和 LCP 均比较低, 说明短叶
金边虎尾兰利用弱光能力强，具有很强的耐荫性. 另外它的近轴面、远轴面叶可以同时进行光合作用，而且光合
能力差异不大，近轴面稍强于远轴面. 因此，在生产上应注意光强的管理，在中午和夏季进行适当遮荫，以确保
品质；在园林配置时应避免种在全光照的地方，可以配置在疏林中或林缘边.相关分析表明短叶金边虎尾兰的 Pn
与 Ci 极显著负相关，与 PAR 呈显著正相关；Tr 与 Gs、PAR 呈极显著相关；VpdL 与 PAR 呈显著正相关；其它
参数间不相关.
关键词: 短叶金边虎尾兰 ; 光合速率 ; 叶绿素含量 ; 叶绿素荧光特性
中图分类号： S718.3 文献标识码： A
The Study of Photosynthetic Characteristics 8 Garden Shrubs
LU Luan-mei 1 , LIN Jin-shui2 , DU Xiao-na3 , BIAN A-na 1
(1. Department of Biology Science and Technology, Zhangzhou Normal University, Zhangzhou, Fujian 363000, China;
2. Fujian Science Institute of Tropical Crops , Zhangzhou, Fujian 363001, China;
3. School of Life Sciences, Xiamen University , Xiamen 361005, China)
Abstract: In this paper, the photosynthetic characteristics and shade tolerance of sansevieria trifasciata cv.
golden hahnii were studied, By measuring the morphological characteristics of plant leaves, diurnal variation of
the photosynthesis, light response curve and Chlorophyll fluorescence parameters，and analysising the variance
and correlation of the results. The results showed: the tested varieties leaf area and specific leaf area of high, while
its Chla / b value of less than 3, LSP and LCP were low, indicating sansevieria trifasciata cv. golden hahnii Langley
with low light capability, has a strong shade tolerance. Another of its adaxial, abaxial leaf photosynthesis
simultaneously, and differences in photosynthetic capacity is not the last shaft, the adaxial leaf slightly stronger
than the abaxial. Therefore, in order to ensure quality, we should pay attention spent on the production of light
intensity, appropriate at noon and the summer shade. In the garden, they can be configured in the woodland or
forest rim, and should be avoided planted in the place where all light. Correlation analysis showed that its Pn and
Ci was significantly negatively correlated, with PAR showed a significant positive correlation; Tr and Gs, PAR was
significantly related; VpdL and PAR were significantly correlated; other parameters are not relevant.
Key words: sansevieria trifasciata cv. golden hahnii ; photosynthetic rate ; chlorophyll content and
Chlorophyll fluorescence characteristics
1 引言
短叶金边虎尾兰(sansevieria trifasciata cv. golden hahnii)为龙舌兰科多年生常绿草本植物虎尾兰的变种,

收稿日期：2010-09-06
基金项目：福建省教委科研基金资助项目(JB08185)；福建省科技创新平台建设项目(2008N2003)
作者简介：陆銮眉(1968-)，女，福建省寿宁县人，教授级高级农艺师.
DOI:10.16007/j.cnki.issn2095-7122.2010.04.013
第 4 期 陆銮眉 ，林金水 ，杜晓娜 , 卞阿娜：短叶金边虎尾兰的光合和叶绿素荧光特性研究 109

原产西欧和非洲[1]，是典型的景天科酸代谢（CAM）植物. 由于长期生活在少水的环境中，形成了与一般
植物的代谢途径相反的适应性，白天气孔关闭，主要靠夜间气孔开放吸收 CO2 进来补充白天 CO2 的固定之
不足以减少蒸腾作用[2-3]. 因其具有习性强健、易于栽培及观赏价值高等特点，在室内植物应用设计中占有
重要的位置，是漳州出口花卉的主打产品之一. 目前国内外对 CAM 植物的研究主要集中在 CAM 植物的分
类、栽培、繁殖、重要酶的研究、光合速率及叶绿素含量、不同叶龄与 CAM 活性关系、兼性 CAM 植物
的 CAM 诱导、对 CO2 浓度升高的响应等方面，主要从生理学方面进行 CAM 途径的机理研究，虽然从鉴
别到诱导的研究都有所涉及，且已深入到调节酶的研究，但却仅是在几种景天科的植物(瓦松、长药景天、
燕子掌和落地生根等)中进行，且大多集中酶的研究上[4-11]，尚未见到短叶金边虎尾兰光合特性方面的研究
报道.本试验对短叶金边虎尾兰近轴面、远轴面叶的光合和叶绿素荧光特性进行研究，了解其光合机理，有
助于了解其对环境条件的需求规律和制定出高效人工栽培技术措施，为生产者提供理论依据.
2 材料与方法
2.1 材料与试验地点
从漳州市星运园艺有限公司筛选苗木大小和株形基本一致的二年生盆栽短叶金边虎尾兰为试验材料.
试验在厦门大学生命科学学院温室进行.
2.2 方法
2.2.1 供试植物光合日变化和光响应曲线的测定
从不同株间选取成熟功能叶 4 片，于 5 月初选择晴朗天气的 8:00～18:00，利用 LI-6400 型(美国)光合
作用测定系统进行近轴面、远轴面叶光合日变化的测定，每 2h 测定 1 次，每片叶的光合生理参数作 5 次
记录，取其平均值.测量参数有：净光和速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间 C02 浓度(Ci)、叶温
下蒸汽压亏缺(VpdL)，同时计算叶片水分利用率(WUE，为瞬时净光合速率与蒸腾速率的比值).将光强设 0、
20、50、100、200、400、600、800、1000、1200、1600、1800µmol·m-2s-1 的光照梯度，同时自动记录下
各光强梯度下的净光合速率，由 Photosyn Assistant 软件分析拟合光合-光曲线，并求得光饱和点、补偿点、
最大净光合速率.
叶绿素荧光参数的测定：使用便携式荧光系统 (PAM2100, USA) 进行近轴面、远轴面叶的测定.
2.2.2 供试植物成熟功能叶片叶绿素含量的测定: 采用分光光度法[3].
2.2.3 供试植物叶片的比叶面积和含水量等的测定
从不同株间选取成熟叶 4 片，用游标卡尺测定供试植物叶片的厚度(LT),用 Hp Scanjet 4890 型扫描仪测
定叶面积(LA)，用电子天秤( 德国) 测定叶片鲜重，然后置于烘箱 70℃烘干至恒重，称干重，计算叶片的
比叶面积(SLA)和叶片含水量(LWC).
2.2.4 数据分析：
用 SPSS13.0 统计软件包(美国)对实验数据进行相关分析. 用 Sigma Plot10.0 科学绘图软件包( 美国)
制图.
3 结果与分析
3.1 短叶金边虎尾兰叶片的形态特征和叶绿素含量
在植物叶片形态特征中，叶面积和比叶面积是判断植物耐荫性的重要指标，与阳生性植物相比，耐荫
植物具有叶片薄、叶面积大和比叶面积高等特点[12-14]. 短叶金边虎尾兰叶片的面积、比叶面积和含水量等
指标的测定结果如表 1. 叶绿素是植物的光合色素，具有吸收和传递光量子的功效.在不同光照条件下，叶
绿素 a 与 b 的比值也会有所变化，以适应低光照环境[15] . 一般来说，叶绿素含量高、叶绿素的比值小的植
物，具有较强的耐荫性.根据测定结果分析，短叶金边虎尾兰叶面积大和比叶面积高, 同时它的 Chla/b 值小
110 漳州师范学院学报（自然科学版） 2010 年

于 3, 是相对较耐荫性的品种.
表 1 供试植物叶片的结构特征和叶绿素含量
品种 叶厚/mm
含水量
LWC/%
叶面积
LA/cm2
比叶面积
SLA/cm2·g-1
叶绿素
a/mg·g-1
叶绿素
b/mg·g-1
总叶绿素含
量/mg·g-1
叶绿素
a/b
短叶金边
虎尾兰
86.72±
13.25
92.40±
0.47
32.83±
2.47ab 78.40±4.87
0.28±
0.06 0.17±0.04 0.45±0.11
1.68±
0.03
3.2 短叶金边虎尾兰叶片的净光合速率（Pn）日变化规律
从图 1 可以看出短叶金边虎尾兰叶片 Pn 的日变化规律，其正反面的 Pn 日变化曲线大致相同，呈逐渐
上升曲线，从 8：00 到 18：00，Pn 逐渐上升，18：00 左右达最大值.从日变幅来看，说明短叶金边虎尾兰
叶近轴面、远轴面可以同时进行光合作用，而且光合能力差异不大，近轴面稍强于远轴面.
时 间 time
07:00:00 09:00:00 11:00:00 13:00:00 15:00:00 17:00:00 19:00:00
Tr
/m
m
ol
H
2O
.m
蒸
腾
速
率
-2
.s
-1
-1.5
-1.0
-.5
0.0
.5
1.0
1.5
2.0
2.5
Adaxial近 轴 面
Abaxial远 轴 面

图 1 短叶金边虎尾兰的净光合速率 Pn 日变化 图 2 短叶金边虎尾兰的蒸腾速率 Tr 日变化
3.3 短叶金边虎尾兰叶片的蒸腾速率（Tr）日变化
蒸腾强度影响着植物水分状况，在一定程度上反映了植物调节水分损失的能力及应干旱环境方式，它
的高低从一个侧面反映植物适应环境能力的大小.从图 2 可以看出短叶金边虎尾兰 Tr 的日变化规律，其近
轴面和远轴面叶的 Tr 日变化曲线大致相同，动态曲线均为单峰型，14：00 前的升高趋势比较平缓，几乎
呈现直线变化规律，在 16：00 左右达到峰值，随后逐渐下降，从日变幅来看，说明短叶金边虎尾兰近轴
面和远轴面叶的蒸腾耗水特性差异不大.
表 2 各光合参数的相关矩阵
净光合速率Pn
光合有效辐射
PARi 气孔导度 Gs 蒸腾速率 Tr 胞间 C02 浓度 Ci
光合有效辐射 PARi 0.46*
气孔导度 Gs 0.18 0.81**
蒸腾速率 Tr 0.19 0.86** 0.99**
胞间 C02 浓度 Ci -0.82** 0.12 0.00 0.01
叶温下蒸汽压亏缺 VpdL 0.09 0.50* 0.26 0.37 0.01
注:上标*表示相关性达到显著水平;上标**表示相关性达到极显著水平，下表同此.
3.4 短叶金边虎尾兰各光合参数的相关关系
植物光合蒸腾等生理生态特性与光照、温度、大气湿度、CO2 浓度、土壤水分、植物体含水量等有着
复杂而密切的关系[14]. 利用测定的短叶金边虎尾兰叶片各光合参数的数据进行相关分析, 结果见表 2.
从表 2 可以看出，短叶金边虎尾兰的 Pn 与 Ci 极显著负相关，与 PAR 呈显著正相关；Tr 与 Gs、PAR
呈极显著相关；VpdL 与 PAR 呈显著正相关；其它参数间不相关.
时 间 time
07:00:00 09:00:00 11:00:00 13:00:00 15:00:00 17:00:00 19:00:00
P
n/
µ
m
ol
.m
净
光
合速
率
　
-2
.s
-1
-6
-4
-2
0
2
4
近轴 Adaxial面
Abaxial远 轴 面
第 4 期 陆銮眉 ，林金水 ，杜晓娜 , 卞阿娜：短叶金边虎尾兰的光合和叶绿素荧光特性研究 111

ETR/ µmol electron m-2 s-1光合有 效辐射 　
0 500 1000 1500 2000
相
对
电
子
传
递
速
率
ET
R/
　
μ
mo
l
el
ec
tr
on
m
-2
s
-1
0
20
40
60
Adaxial近 轴 面
Abaxial远 轴 面
3.5 短叶金边虎尾兰的光-光合响应曲线
由图 3 可知，随着 PAR 的增加，短叶金边虎尾兰的 Pn 迅速增加，以后上升逐渐缓慢，当到达一定的
PAR（即光饱和点）时，随着 PAR 的增加，Pn 不再加大，一直维持在较平稳的值.








图 3 短叶金边虎尾兰的光-光合响应曲线 图 4 短叶金边虎尾兰叶片相对电子传递速率(rETR)对光强的响应曲线
LSP 和 LCP 是衡量植物需光特性的生理指标，它们分别代表了植物光合作用对光辐射强度所要求的上
限和下限，从而反映了对强光和弱光的利用能力. LSP 是反映植物对光的适应性的一个有效指标，它的高
低决定着植物利用强光的能力，一般来说 LSP 高的植物喜光，利用强光的能力好，受到强光刺激时不易发
生光抑制，植物的耐阳性越强；而 LSP 低的植物对强光的利用能力则不如前者[16,17]. 由 Photosyn Assistant
软件分析拟合光合-光曲线，并求得最大净光合速率、光饱和点、光补偿点 LCP 分别为 2.75、41.3 和
7.96µmol·m-2·s-1, 均比较低,说明短叶金边虎尾兰利用弱光能力强，有利于有机物质的积累，具有很强的耐
荫性.
3.6 短叶金边虎尾兰的叶片叶绿素荧光参数
由表 3 可知，同一 PAR 下,短叶金边虎尾兰近轴面和远轴面叶的最大光量子效率 Fv/Fm 差异不明显，
表明近轴面和远轴面叶的 PSII 光化学效率差别不大；近轴面叶的最小荧光 Fo、最大荧光产量 Fm 稍低于
远轴面叶；近轴面叶 Yield、qP、qN 稍高于远轴面叶；近轴面叶的 rETRmax 明显大于远轴面叶，说明近轴
面叶的光合电子传递速率高于远轴面叶. 综合叶片叶绿素荧光参数可知，它的近轴面和远轴面叶均可进行
光合作用，近轴面叶的光合能力稍强于近轴面.
表 3 短叶金边虎尾兰叶片叶绿素荧光参数
Fo Fm Fv/Fm rETRmax Yield qP qN
近轴面 0.311±0.01 1.533±0.02 0.796±0.004 62.27±7.21 0.156±0.05 0.375±0.06 0.766±0.05
远轴面 0.342±0.02 1.701±0.07 0.798±0.008 45.81±2.35 0.136±0.04 0.303±0.07 0.703±0.01
3.7 短叶金边虎尾兰叶片快速光响应曲线(rETR-PAR)的比较
ETR 指 PSⅡ的非循环电子传递速率, 它反映的是实际光强条件下的表观电子传递效率[18], 其大小与到
达该叶片的实际光强的强弱有密切关系[19]，在一定程度上可以反映光合速率的大小. 从快速光响应曲线(图
4)可以看出, 短叶金边虎尾兰的 rETR 随 PAR 增加而迅速升高; 达到一定 PAR 后增加缓慢，以后趋于平稳
不变；近轴面和远轴面叶的光合电子传递能力不同, 近轴面叶的光合电子传递能力稍强于远轴面叶.
综合各项指标， 本试验的短叶金边虎尾兰叶面积大和比叶面积高, 同时它的 Chla/b 值小于 3, LSP 和
LCP 均比较低, 说明短叶金边虎尾兰利用弱光能力强，有利于有机物质的积累，具有很强的耐荫性. 另外
它的近轴面、远轴面叶可以同时进行光合作用，而且光合能力差异不大，近轴面稍强于远轴面. 因此，在
生产上应注意光强的管理，在中午和夏季进行适当遮荫，以确保品质；在园林配置时应避免种在全光照的
地方，可以配置在疏林中或林缘边.

112 漳州师范学院学报（自然科学版） 2010 年

4 讨论
光合作用是非常复杂的生理过程，受植物内部生理状态和外界环境因子的共同制约. 影响植物光合生
理变化的诸多因子中，由于环境因子的不同引起不同植物种光合生理的多样性变化，环境因子起着主导作
用[20].在自然条件下，生态因子多半是多因子综合发生作用. 这与本试验的结果相一致，Pn 与其主要影响
因子 Gs、Ci、Tr、VpdL、PAR 的相关性分析表明短叶金边虎尾兰的 Pn 与 Ci 极显著负相关，说明在这些
影响因子中内部的生理状态是主要决定因素.
利用叶绿素荧光动力学方法可以快速、灵敏、无损伤探测环境条件对植物光合作用的影响及植物本身
的生理状态[21]. ETR 与植物光合速率有很强的线性关系, 是又一个表征植物光合能力高低的变量[22]. 曹军
胜等研究指出, 光强度对光合速率的影响和对 ETR 的影响不同, 其反映了光合作用大小受多种因子影响,
而 ETR 是影响光合作用大小的一个因子[23]. 这与本实验的研究结果一致.
短叶金边虎尾兰是景天酸代谢(CAM)植物, 夜间吸收 CO2,形成草酰乙酸, 还原为苹果酸, 白天苹果酸
运输至细胞质, 释放出 CO2 进入 C3 途径. 近来有研究表明, 许多 CAM 植物白天也能固定 CO2 [24]. 在本实
验中, 早上 11:00 到 18:00 短叶金边虎尾兰能进行的 CO2固定, 净光合速率为正值, 与前人的研究结果一致，
它的净光合速率 18:00 左右达最大值，18:00 后净光合速率是否会达到更大值有等于进一步的实验.
参考文献:
[1] 谢维荪, 徐民生. 多浆花卉[M]. 北京: 中国林业出版社, 1999.
[2] 潘瑞炽, 董愚得. 植物生理学[M]. 北京: 高等教育出版社, 1995.
[3] 李合生. 现代植物生理学[M]. 北京: 高等教育出版社, 2002.
[4] 李杏生. 徐碧玉. 蟹爪兰在不同基质中的栽培试验[J]. 浙江农业科学, 2002, 4:176-178.
[5] 井忠平. CAM 植物的研究概况[J]. 自然杂志, 1989, 12(6): 425-429.
[6] 张维经, 刘小平, 文建雷. 土三七光合作用的季节转变和 CAM 的诱导[J]. 植物生理学报, 1987, 13(3): 236-241.
[7] 许大全. 光合作用效率[M]. 上海: 上海科学技术出版社, 2002.
[8] 王 晨, 林宏辉. 瓦松和长药景天 NADP 一苹果酸酶的比较研究. 西北大学学报[J]. 1994, 24(4): 357-340.
[10] 唐 微, 朱名安, 刘 俊. C3、C4 及 CAM 植物的光合速率日变化及叶绿素含量的比较[J]. 湖北农业科学，2002，4:39-40
[11] Nobel Park S, Bobieh Edward Q. lnitial Net CO2 Uptake Responses and Root Growth for a CAM Counity Placed in a Closed
Eironment[J]. Annals of Botany, 2002, 90(5): 593-598.
[12] Larcher W. Physiological plant ecology [M]. Berlin: Springer-Verlag, 2003.
[13] Lusk C H ,Contreras O. Foliage area and crown nitrogen turnover in temperate rain forest juvenile trees of differing shade
tolerance [J]. Journal of Ecology, 1999 , 87 : 973-983 .
[14] Malavasi U C,Malavasi M M. Leaf characteristics and chlorophyll concentration of Schyzolobium parahybum and Hymenaea
stilbocarpa seedlings grown in different light rgimes[J]. Tree Physiology, 2001, 21:701-703.
[15] Boardman N.K. Comparative photosynthesis of sun and shade plants[J]. Amn. Rew. Plant Physiol., 1977, 28: 355-377.
[16] 王 雁, 苏雪痕, 彭镇华. 植物耐荫性研究进展[J].林业科学研究. 2002, 15(3): 349-355.
[17] 芦站根, 赵昌琼, 韩 英, 谈 锋. 不同光照条件下生长的曼地亚红豆杉光合特性的比较研究[J]. 西南师范大学学报,
2003, 28（1）:117-121
[18] 罗青红, 李志军, 伍维模, 等. 胡杨、灰叶胡杨光合及叶绿素荧光特性的比较研究[J]. 西北植物学报, 2006, 26(5):
983-988.
[19] 陈小凤, 李杨瑞, 叶燕萍, 等. 利用叶绿素荧光参数和净光合速率评价引进禾本科牧草的抗旱性[J]. 草业科学, 2007,
24(5): 53-57.
[20]卜崇峰 , 刘国彬 , 赵姚阳 . 黄土丘陵沟壑区狼牙刺的光合特征及其水分利用效率[J]. 西北植物学报 2004, 24(12):
2189-2195.
[21] 卢从明, 张其德, 匡廷云, 等. 干旱胁迫对小麦叶绿素荧光动力学参数的影响[J].生物物理学报,1993,9(3): 453-457.
[22] KOBLIZEKM. On the realition between the non-photochemicalquench-ing of chlorophy fluorⅡ es-cence and photosystem
lightharvesting effiⅡ -ciency.A repetitive flash fluorescence induction study[J]. Photosynthesis Research, 2001, 68: 571-576.
[23] 曹军胜, 刘广全. 刺槐叶绿素荧光特性的研究[J]. 西北植物学报, 2006, 26(1): 121-126.
[24] Goh C.J., Arditti J, P.N.Avanhani.Carbon fixation in orchid aerial roots[J]. New Phytologist, 1983, 95: 367-374.
[责任编辑: 喻玉萍]