全 文 ：第 n 卷 第 1 期 热 带 作 物 学 报 V o l。 1 1 N o.
1 9 90年 3月 CH IN ES EJO U R A L NO FR TO P A L I C CR O P S M a r. 1 9 9。
镇 香荚兰的光合特性
孙谷畴
(中国科学院华南植物研究所 )
摘 要
在25 O C, 光合光量子流通量。 . 35 m m ol o m 一气 S 一 1下 , 香英 兰叶片的需 C O : 的释氧速率为
1
.
5 9卜 m ol O r m 一叭 S一 笼。 间歇清期 l 分钟 , 照光叶片需 C O : 释氧速率能提高32 . 7% 。 叶片需
C O : 释氧速率以 25 ” C时为最高。 温度升高至 30 和34 O C时 , 叶片需 C O : 释氧速率 降低 。 在 4 O C下
8 小时或 10 小时 , 香英兰叶片的需 C O : 释氧速率和呼吸速率均有下降 , 但中副度较小 。 表明 香荚兰
能耐短期零上低温。 在较高光 强 ( 。 . 9 m m ol · m 一 名 · S 一 ’ 光量子 ) 下 。 . 5或 1小时 , 叶片表现不同
程度的光抑制现象。 香英兰的茎含有叶绿素 a 和叶绿素 b , a / b为 1 . 13 , 较叶片低 。 茎组织的丙酮
提取液的吸收光谱表现胡萝 卜素和叶黄素的吸收需 c o : 的释氧速率为 2 . 86 0 m ol o : · g鲜重一 ’ · h 一 ` ,
相当叶片的 92 . 5 % 。 表明茎是香芙兰光合作用组织的一部分 。
关 . 何 : 香芙兰 , 需 C O : 释氧速率 , 光 , 温度
香荚兰 ( V a in l al f ar g ar sn ) 是一种重要的食用香料植物。 目前国 内一些地 区 开 始 种
植 。 对香英兰的光合特性及其对环境因素的适应性和生理反应目前所知甚少。 研究香英兰的
光合特性 , 将有助于了解其生理特性和为扩大生产提供理论依据。
材料和方法
香英兰生长在盛土的盆中 , 室温 25 ℃ 。 适当浇水以保持土壤湿润 。 隔周施用 经稀 释 的
H ao gl
a
dn 溶液一次。 取成熟 叶测定。 叶片切成小块 , 放入 。 。 ZM磷酸 盐 缓 冲 液 ( p H 7 . 0 )
中 , 加入 o . 6 m o l · L 一 ’ N a H C O 3溶液 1 0 0 卜 l 。 以 Y -S 1氧电 极 ( Y e l l o w S p r i n g s I n s t . C o 。 )
测定光下需 C O : 的释氧速率和呼吸速率 。 以白炽灯为光源。 光源与反应瓶间有一水层间隔。
光合光量子流通量为 0 . 35 m m 。 卜 m 一 , · s 一 , 。
以 L l一 C O R 1 8 5B辐射测定仪测定光合光量子流通量 。
根据 A r n o n 〔 ’ 〕方法测定叶绿素含量 。
以 B e c k m a n D u一 T型紫外可见光分光光度计测定丙酮提取物的吸收光谱 。
结果和讨论
一 、 不 同照光时间对香英兰叶片需 c o : 释氧和呼吸速率的影响
图 1表 明 , 预先暗处理的叶 片 移 至白炽 灯 光 ( 0 . 3 5m m ol · m 一 “ · S 一 ’ ) 下 , 其需 C O :
甲 的 释 氧 速 率 为 1· 5 9 卜 m o l 0 2 · m 一 2 ’ S 一 ` o 叶 片 预先在白炽灯光 ( o · g m m o l ’ m 一 : ` S 一 ` )
本文 1 9 8 9年 8 月 8 日收到 。
0 4 1热 带 作 物 学 报 1 1卷
下 , 照光 1分钟 , 随后 间歇暗期 1分钟 , 叶
片在 光 下 ( o . 3 5m m 。 卜 m 一 “ 一 ` ) 的 需
C O : 释氧速 率 达 2 . 1 1 卜 m 。 l · o Z m 一 , · s 一 ` ,
哮毛较预暗处理后照光的高 32 . 7% 。 但在较高光
强 ( o 。 g m m ol · m 一 2 · S 一 ` ) 下 照 光 0 . 5和 l
小时 , 其光下的需 C O : 释氧速率分别比照光
后阅欲幼溯的降低 5 。 2%和 5 3 . 5% 。表明较高
光强预照光 , 能引起香荚兰叶片光合放氧的
光抑制现象。 在自然状况下 , 香英兰生于林
下遮荫环境 , 光强很低 , 但它经间歇短暂暗
期能提高其照光叶片光合释氧速率 , 当光斑
投落在叶片上时 , 能有效地利用林下光斑的
有限光能迅速提高光合速率 , 表现出对较低
光强环境的较强的适应性。
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二 、 光下错c 0 2释氧速率对温度的
反应
图 2 表明 ,
圈 1
处理 . 1 ·
3 .
1 2 3 4
处狸
不同时间顶照光下. 典兰叶片
的招C O : 释扭速率
暗 , 2 。 预照光 1 分钟 ,
预照 光 3 0分钟 . 4 . 预照光 6 0分钟 。
在25 ℃时 , 香英兰叶片的光下需 C O Z释氧速率一较在 30 和 3 4℃时高 , 但暗呼吸
令
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. : 不同皿度下 , 燕兰的 I C O t释妞速率和呼吸速率
1期 孙 谷 畴 : 香 英 兰 的 光 合 特 性 10 5
争
速率则较低 。 这表明 , 香英兰的生长最适温度为 25 ℃ , 相近于一般 C 3植物 叭 3〕 。 在较高温
度下 ( 30 和 3 4℃ ) , 光下需 C O Z释氧速率降低 , 同时暗呼吸增强 , 从而可能减少光合产物的
积累。
在零上低温 ( 4 ℃ ) 下 8 和 10小时 , 香英兰的光下需 C O Z释氧速率较在25 ℃ 时 分 另lJ低
4
.
8%和 11 . 2% , 同时 , 暗呼吸速率亦相应地降低 , 对短期零上低温的胁迫不敏感 ( 图 3 ) 。
以上结果表明 , 最适温度以上温度对叶片光下需 C O : 释氧速率的影响较最适温度以下低
温为明显。
(,
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ǎ.切 .入ó卜一。`书à斗孩想曾o趁安咕扮双崛诚琳合。映
0 8 10 置于 o4 C 下时间 (小时 )
困 8 番英兰叶片经不同时间的 4 O C处理后 , . C O : 释饭速率和呼吸班率
三 、 香英兰茎的色素成分和光下需 c o Z释氧速率
从表 1可见 , 香英兰茎含有的叶绿素约为叶片的 32 . 3% , 叶绿素 a b/ 值较叶片 低 , 这 表
明茎组织所含叶绿素 b的比例较叶片高 。 从图 4 可见 , 香荚兰叶片和茎组织的丙酮 提取液 均
衰 1 誉典兰叶片和茎的光合
放级速率和 呼 吸 速 率
组织
呼吸速率
〔林口 0 1
0 : / 9
. 五)
叶片
茎
一卫鱼童一 - - 一一 ` {光 合放筑速率
含 盈 } . , ` ! (卜口 0 10 : 范些竺竺 {兰卜一竺二兰- ~” 二忍 9
} ” 8 2 { 3
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3 8
· 7 7
}
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}
2 · 8 6
3。 19
1
一
6 9
表中数据为三次侧定平 均值 。 图 4 番燕兰叶片和塞的丙工祖取液的
吸收光奋
令
1 0 6热 带 作 物 学 于览 1 1卷
表现 6 6 n 3m 和 6 45 nm 吸收 。 茎组织丙酮提取液的吸收光谱中 , 主要为胡萝 卜素吸收的吐40n m
相对吸收与叶绿素 a 的 6 3 n m 吸收的比为 3 . 2 ,而 主要为。卜黄索吸 l比为 _ 妞l0 m 相对吸收与叶绿 a
的 “ 3 n m 吸收的比为工. 1 8 , 两者均较叶片的相应比位 ( 分另! }少J Z 和 0 . 5 ) 高 , 表 明相对 于 叶
绿素 a 而言 , 香英兰茎组织含有较大比例叶球索 b 、 胡萝 卜系和叶黄索 。 这些色素主 要 吸 收
较短波长的蓝绿光 。 在林下或遮荫环坑下通常缺少红光 , 茎 含有较大比例的叶绿素 b 、 胡 萝
卜素和叶黄素 , 特别是茎组织含有吸收峰 3 3恤 m 的 色索比例较大 , 有利于充分利用不同波长
光的有限光能。 香荚兰茎的光下需 C O 。释氧速率达到叮片的 9 2 . 5% , 而 n音呼吸速率则仅为叶
片52 . 9% , 表明香荚兰茎具有较强的光 合活性 , 有利于扩大光能利 用和进行碳同化物积累 。
香荚兰喜生长在林下或荫棚环境 , 光弧很低 , 其光合速率亦较一般 C 3植物低 叻 , 但在预照
光和间歇短暂暗期下 , 其光下需 C O : 释氧速率可提高 3 2 . 了% , 表明叶片有提高光合速率的潜
力 , 适当改善光条件 , 将有利于香芙兰植 株生长 。
参 考 文 献
〔 i 〕 A r n o n D . 1. : C o p p e r e n z y m e s i n is o l a t e d e h l o r o p la s t s , P o ly p h e n o l o x id a o e in B e t a v u lg a r is ,
P l a n t P场 5 10 1 . , 2 4 , 19峨。 , P 。 1一 5
〔 2 〕 孙谷畴 : 荷树叶片气休交换对某些环境因子的反应 , 《 林业科学 》 , 2 3 , 1 9 87 , P . 4 36 一 4 “
〔 8 〕 S u n G . C · , e t a l . : G a s e x e h a n g e i n S e h im a s u p e r b a , a s u b t r o p ; e a l m o n s o o n 3 1 f o r e s t t r e c ,
Ph o t o s y n t h e t ie a
, 2 0
, 19 5 6 , P一 5 5一 6 3
P HOT OS YN T H E T !C C HA RAC T E R!S T ! C S IN L E AV E S O F
VA N IL L A F RA G RA NS
S u n G u e h o u
( S o u t h C h i n a I n s t i t u t
e o f B o t a n y
,
A e a d e m i a S i n i e a )
A b s t r a e t
T h e r a t e o f C O : 一 d e p e n d e n t o x y g e n e v o l住 t i o n , m e a s u r e d a t 2 5 O C a n d i n p h o t o s y n -
t h e t i e p il o t o n f l u x d e n s i t y w i t h o
.
3 5 m m o l
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一 2 . 5 一 1 , w a s 1 . 5 5件 m o l o : · m 一 2 · s 一 t
f o r l e a v e s o f V a n i l l a f r a g r a n s
.
T h e r a t e o f o x y g e n e v o l u t i o n d e e l i
n e d w i t h i n e r e a s i n g
t e m p e r a t u r e f r o m 2 5
“
C t o s o
o
C o r 3连“ C , b u t m a x i m u m r a t e o f r e s p i r a t i o n w a s f o u n d
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.
T h e r a t e o f o x y g e n e v o l u t i o n a l s o d
e e r e a s e d w h e n l e a v e s w e r e
p r e一 e x p o s e d t o 4 O C f o r 5 o r 1 0 h . H i g h e r r a t e o f C O : 一 d e p e n d e n t o x y g e n e v o l u t i o n
w a s f o u n d w h e n l e a v e s w e r e p r e一 i r r a d i a t e d f o r 1 m i n i n p h o t o s v n t h e t i e p h o t o n f l u x
d e n s i t y w i t h o
.
s m 皿 0 1 · m 一 2 · s 一 1 a n d a f o l l o w i n g d a r k p e r i o d f o r 1 m i n , b u t t h e
p h o t o i n h i b i t i o n w a s a l s o f o
u n d i n V a n i l l a l e a v e s a s t h e d u r a t i o n o f p r e一 i r r a d i a t i o n w a s
P r o l o n g e d
.
T h e s h o o t o f V a n i l l a f r a g r a n s e o n t a i n e d e h l o r o p h y zl a
a n d e h l o r o p h y l l b a n d t h e
r a t i o v a l u e o f a / b w
a s 1
.
1 3
.
T h e a b s o r b a n e e s p e e t r u rn o f t h e s il o o t e x t r a e t s h o w c d
t h a t i t e o n t a i n e d e a r o t i n a n d x a n t h o p h y l z
.
T h e p r o s e n e e o f t h e s e p i g m e n t s m i g h t
b e n e f i t t h e s h o o t t o a b s o r b t h e i
r r a d i a t e d e n e r g y
.
T h e r a t e o f C O : 一 d e p e n d e n t o x y g e n
e v o l u t i o n f o r s h o o t w a s 82
.
5 % o f t h a t f o r l e a v e s
.
K e y w o r d s : V a n i l l a f r a g r a n s ; C O :
一
d e p e n d e n t o x y g e n e v o l u t i o n ; l i g h t , t e m p e r a t u r e