全 文 ：第25卷　第 5期　　　　　　　西 南 师 范 大 学 学 报 (自然科学版)　　　　　　 2000年 10月
Vol .2 5 　No .5　　　　Journal of Southwest China Normal University (Natural Science ) Oct. 2000
文章编号:1000-5471(2000)05-0596-05
不同光照条件下少花桂幼苗部分光合指标的变化
吴能表 , 　谈　锋
(西南师范大学生命科学学院 , 重庆 400715)
摘要:研究了生长在不同光照条件下的少花桂幼苗叶绿体结构 、 净光合日变化 、 光合与生长和 ATP含量的生
长期变化.结果表明:遮荫条件使叶肉细胞中的叶绿体变大 、 数量减少 , 基质片层退化;且遮荫条件明显影
响体内ATP含量 、 净光合速率和生物量的积累状况.
关　键　词:少花桂;叶绿体;光合作用
中图分类号:Q945.3　　　　文献标识码:A
少花桂(Cinnamomum pauciflorum)属樟科樟属多年生常绿小乔木.其枝叶含有黄樟油素 , 它是半合
成系列单体香料的前体 , 利用黄樟油素可合成洋茉莉醛等多种香料 , 主要用于调制食品 、香烟 、 化妆
品及电镀工业中 , 在制药工业上还用它来合成黄连素 、 多巴胺 、 肾上腺素 、 欧必宁和柯拔西等药物.
同时少花桂树皮和根还可入药作官桂皮使用 , 具有开胃健脾 、 通气散热之功能 , 用于肠胃病和腹痛治
疗.
黄樟油素自 1827年开发利用以来 , 经久不衰 , 近 20年内 , 价格增长了 10倍.过去都是从黄樟
树根中提取 , 伐根就意味着毁林 , 不利于生态环境的保护 , 也不符合可持续发展战略.同时 , 黄樟树
生长采伐期为 50-100年 , 其根含油率只有 1%-2%, 油中含黄樟油素 75%-85%;70年代四川宜
宾发现的少花桂枝叶含有香桂油 , 鲜叶含油量可达鲜质量的 3.5%[ 1] , 比黄樟树根含油量高出 1倍左
右 , 其主要成分黄樟油素含量高达 95%以上[ 2] , 因此可作为黄樟精油直接用于出口.少花桂的开发
不仅具有较好的经济效益和生态效益 , 而且大规模栽种于荒山滩涂 , 对于防止水土流失 , 保护生态环
境有重要意义.因此 , 探讨其在不同遮荫条件下光合指标的变化 , 对于提高其经济价值 , 大规模开发
利用具有一定的理论意义和应用价值.
1　材料和方法
1.1　材　　料
1997年 3月 13日从四川日化所购进 2年生实生少花桂幼苗 120株 , 当天栽于盛有充分混匀的紫
色壤土的钵盆(盆高 20 cm , 直径 15 cm)中 , 4月 19日起用绿色窗纱遮荫模拟不同树荫下的光照情况.
设自然光照及 1 , 2 , 3层遮荫 4种处理(文中分别用CK , Ⅰ , Ⅱ , Ⅲ表示), 每个处理 30盆.用 LI-1600
气孔计的量子探头测得 1 , 2 , 3层遮荫光通量分别为自然光照的 61.5%, 33.8%, 15.4%.1998年 3
收稿日期:2000-02-22
　　　作者简介:吴能表(1969-), 男 , 四川平昌人 , 博士研究生 , 讲师.
　　　基金项目:国家自然科学基金资助项目 “植物种群生态适应机理研究” (39330050).
DOI :10.13718/j.cnki.xsxb.2000.05.017
月11日重复上述引栽材料作相同处理 , 但遮荫处理起始时间为3月 18日.
文中数据除 ATP含量的生长期变化用 1998年材料测定外 , 其它数据均来自对 1997年材料的测
定.
1.2　方　　法[ 3]
叶绿体片层结构观察 , 取自然光照及 3层遮荫少花桂幼苗第三功能叶用日立 S-450T 透射电子显
微镜观察摄影;净光合速率用 FQW-红外二氧化碳分析仪采用水封法整株测定;叶片 ATP 含量 , 采用
甘氨酰-甘氨酸缓冲系统热提取法提取 , 用荧光素-荧光素酶法[ 4 ,5]进行测定 , 仪器为上海植物生理研
究所研制生产的 FG-300型发光光度计 , 所用药品都购自上海植物生理研究所 , 测定温度 25℃.
2　结果与讨论
2.1　叶绿体结构
不同光照条件下生长的少花桂幼苗在叶绿体形态结构方面存在着明显的差异.自然光照条件下生
长植株叶肉细胞的叶绿体小 , 数量较多 , 基质片层较为发达.遮荫条件下生长的少花桂幼苗叶绿体较
大 , 每个细胞中的叶绿体数量少 , 基质片层较少(图 1).这是遮荫少花桂幼苗对遮荫生境中照度较低
的一种适应 , 有利于对弱光的充分吸收.
CK　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ⅲ
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图 1　2种光照条件下的少花桂幼苗叶绿体透射电镜照片(1997年 9月测定)
Fig.1　Photographs of the chloroplast of Cinnamomum pauciflorum seedlings
growing under Ⅰ light intensity conditions
597第 5期　　　　　　吴能表 , 等:不同光照条件下少花桂幼苗部分光合指标的变化
2.2　净光合速率日变化
如图 2所示 , 自然光照和 1层遮荫植株净光合速率日变化均为中午降低型(即具有午休现象), 且
上午光合速率高于下午.日出后 PFD增加 , Pn迅速增加 , 10∶00前后出现第一峰值 , 以后 PFD和 Ta
不断升高 , RH下降 , Pn开始下降.13∶00前后 , PFD在 1 300μmol·s-1.m-2左右 , Ta达到 31℃, RH
达到 38%, 光合出现低谷.以后Pn逐渐恢复 , 在 15∶00左右出现第二个峰值 , 该峰值均低于前一峰
值.17∶00以后 Pn迅速下降与当时的 PFD变弱相符合 , 自然光照 、 1层遮荫植株的 Pn分别在 18∶00 ,
19∶00达到负值.
引起午休的原因主要在于叶片同化产物积累 、 温度过高 、照度过强 , 蒸腾强烈 、 叶片严重失水 、
气孔关闭 、二氧化碳浓度过低[ 6 , 7 ,8] .净光合速率出现负值是因光合速率小于呼吸速率 , 二氧化碳的
释放多于吸收所致.而自然光照的净光合速率出现负值较 1层遮荫早 , 8∶00自然光照的净光合速率
几乎为0 , 而 1层遮荫的净光合速率为0.334mg·dm-2·h-1 , 这都与自然光照的光补偿点高于 1层遮荫
有关[ 9] .第一峰值高于第二峰值原因在于植物经过一夜的水分补偿 , 夜间呼吸释放二氧化碳 , 使叶片
周围浓度较高 , 而下午虽然 Pn恢复 , 但上述条件仍然较上午差.
Ta.温度;PFD.光通量;RH.相对湿度;Pnck.自然光照的净光合速率;Pn Ⅰ.一层蔗荫的净光合速率.
图 2　不同光照条件下生长的少花桂幼苗的净光合速率日变化曲线
(1997年 9月测定)
Fig.2　The changes of net photosynthetic rate in a day of Cinnamomum pauciflorum
seedlings growing under various light intensity conditions
2.3　光合及生长情况
生境的光照条件通过影响光合速率 、水分供需而影响少花桂的叶面积 、根冠比及生物量.充足的
水分有利于光合产物的运输和积累 , 从而提高光合速率 , 有利于地上部分的生长 , 使叶面积的扩大 ,
从而导致根冠比下降;同时 , 充足的水分有利于矿质吸收 , 叶绿素的合成 , 进而影响光合作用速率;
光合速率越大 , 生成的光合产物就多 , 为植株根茎叶的生长提供物质基础.
如果生境照度过强 , 可能引起光合膜的破坏 , 同时水分蒸腾加剧 , 水分供需矛盾突出 , 不利于光
合产物的积累;生境光照太弱 , 光合速率较低 , 也不利于植株生长.在 4种光照条件下 , 1层遮荫下
生长的少花桂幼苗在株高 、株叶面积和生物量指标上最高 , 其余由高到低依次是:自然光照 、 2层遮
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荫 、 3层遮荫;这说明在自然光照条件下 , 植株的净光合速率不如在适当遮荫条件下高 , 这主要是由
于强光条件下叶片温度升高 , 蒸腾加快 , 水分供应相对不足 , 在中午时出现光合作用的午休现象 , 使
干物质积累减少所致.随着生境光照的进一步减弱 , 由于光照的不足 , 供叶片吸收的光能减少 , Pn
下降 , 从而导致生物量增长下降 , 植株矮小.1层遮荫较好的克服了上述两个方面的不足 , 形成了较
高的生物量;但根冠比随着生境光照的减弱而下降 , 从生物量等指标来看 , 少花桂幼苗适宜生长在略
为遮荫的环境中 , 重庆地区在适当阴坡下生长比较适宜.这也与前面的研究[ 10]相一致.
2.4　ATP含量的变化
ATP 作为植物体内的一种非常重要的高能磷酸化合物 , 它是细胞中最为活跃的能量通货 , 也是植
物体内新陈代谢最主要的能源物质 , 可以作为细胞生命活动的重要生理指标.植物体内ATP+ADP+
AMP 的量一定 , 光合 、 呼吸作用越旺盛 , 产生的能量就越多 , 就有较多的 AMP , ADP 储能转化为
ATP , 细胞内的能荷值就大.同时 , 能荷越大 , 可供新陈代谢的能量越多 , 代谢也就越旺盛.
在不同处理的少花桂幼苗中 , ATP 含量的季节性变化 , 3层遮荫始终处于最低水平 , 自然光照以
9月最高 , 6月次之 , 7 、 8月份阳光充足 , 有利于植株形成较多的有机物 , 储存较多的能源 , 但伴随
阳光的充足 , 气温较高 , 使叶温超过光合最适温度;加之 , 水分供应相对不足 , 植物体内代谢途径改
变 , 可能使氧化磷酸化解偶联 , 植株呼吸加剧 , 而积累能量减少 , 从而使 ATP 含量下降 , 以 8月最
低.与自然光照相比较 1层遮荫 8月份 ATP 含量很高 , 这与其在高温条件下由于遮荫避免了阳光直
射 , 叶面温度与其生理活动较为适宜 , 蒸腾速率较低 , 水分供应相对充足相适应.而过度遮荫(2 , 3
层遮荫)由于可吸收利用光能较少 , 直接产生的ATP 也就不多(图 3);由于光合形成的呼吸底物减少 ,
呼吸产生的ATP 也就相应较少.
图 3　不同光照下少花桂幼苗叶片ATP 含量季节性变化
(以叶片干质量计算)
Fig.3　The changes of ATP content of Cinnamomum pauciflorum
seedlings growing under various light intensity conditions
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Changes of part photosynthesis indexes of Cinnamomum pauciflorum
seedlings under various light intensities
WU Neng-biao , 　TAN　Feng
(School of Life Science , Southwest China Normal University , Chongqing 400715)
Abstract:The changes of Cinnamomum pauciflorum biennial seedlings to various light intensities in net photosyn-
thetic rate in a day , ATP content in growing period and the relationship between photosynthesis and growth , have
been researched.The studies show that in full sun-light in which the plants lived , the chloroplasts are small but
more.The shading effects on the content of ATP , net photosynthetic rate and the yield.
Key words:Cinnamomum pauciflorum ;chloroplast;photosynthesis
责任编辑　汤兴华　　　　
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