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两个品种圆茄嫁接苗与自根苗的某些光合特性比较



全 文 :植物生理学通讯 第42卷 第1期,2006年2月 15
两个品种圆茄嫁接苗与自根苗的某些光合特性比较
舒英杰1,* 周玉丽1 郁继华2
1 安徽科技学院植物科学学院,安徽凤阳 233100;2 甘肃农业大学农学院,兰州 730070
提要 旺盛生长期的圆茄嫁接苗功能叶片的净光合速率(Pn)显著高于自根苗;嫁接苗与自根苗功能叶片的 Pn 日变化均呈
双峰曲线,但中午时前者的 Pn 下降幅度较后者小;光补偿点(LCP)、CO2 补偿点(CCP)和光合冷限温度前者比后者低,光
饱和点(LSP)、CO2 饱和点(CSP)和光合热限温度比后者高;两者的光合最适温度没有明显差异。
关键词 茄子;嫁接苗;自根苗;光合特性
Comparison on Several Photosynthetic Characteristics between Grafted and
Own-rooted Seedlings of Two Varieties of Solanum melongena L. var.
esculentum Bailey
SHU Ying-Jie1,*, ZHOU Yu-Li1, YU Ji-Hua2
1Department of Plant Science, Anhui Science and Technology University, Fengyang, Anhui 233100, China; 2College of Agronomy,
Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China
Abstract The net photosynthetic rate (Pn) of single leaf of grafted seedlings in Solanum melongena L. var.
esculentum Bailey were higher significantly than that of own-rooted seedlings. The diurnal changes in net
photosynthetic rate of grafted seedling and own-rooted seedling showed a double peak curve, but the reduced
extent of the former was smaller than that of the latter. Moreover, the light compensation point (LCP), the CO2
compensation point (CCP) and the started photosynthesis temperature of grafted seedling were lower than
those of own-rooted seedling, but the light saturation point (LSP) , CO2 saturation point (CSP) and restricted
photosynthesis temperature of grafted seedling were higher than those of own-rooted seedling, the optimum
temperatures of photosynthesis between grafted seedling and own-rooted seedling were not obviously different.
Key words eggplant (Solanum melongena L.); grafted seedling; own-rooted seedling; photosynthetic charac-
teristics
收稿 2005-05-08 修定   2005-11-25
资助 安徽科技学院引进人才专项基金项目(ZRC200321)。
* * E-mail:zylsyj1224@163.com,Tel:0550-6733137
蔬菜嫁接的抗逆生理效应已有了较多的研究
(史跃林 1996;Kato 和 Lon 1989;Lee 1989,
1994;Masudu 1989),但嫁接对蔬菜植物光合作
用的影响只在番茄(甲田畅南和获原左太郎1984)、
黄瓜(郁继华和秦舒浩 2001)、西葫芦(陈贵林等
2 0 0 0 ) 中有所报道,而有关茄子( S o l a n u m
melongena L.)嫁接苗与自根苗光合特性比较的报道
尚未见,本文在茄子自根苗光合特性研究的基础
上(郁继华等 2002),对茄子嫁接苗与自根苗的几
种光合特性作了比较研究。
材料与方法
试验于2004年4~9月在甘肃农业大学试验基
地进行。茄子(Solanum melongena L. var.
esculentum Bailey)接穗品种为两个圆茄品种‘二苠
茄’和‘快圆茄’,砧木品种为‘托鲁巴姆’
和‘C R P ’,共得‘二苠茄’、‘快圆茄’、
‘二苠茄’/‘托鲁巴姆’、‘二苠茄’/‘C R P’、
‘快圆茄’/ ‘托鲁巴姆’、‘快圆茄’/ ‘C R P ’
6 个供试材料,代号分别为 A 、B 、C 、D 、E 、
F。砧木于 2004 年 4 月 15 日播种,接穗 2004 年
5月 21日播种,于2004年 7月 3日采用劈接法嫁
接。砧木用营养钵育苗,接穗用苗床育苗;砧
研究报告 Original Papers
植物生理学通讯 第42卷 第1期,2006年2月16
木、接穗的育苗和嫁接后的管理按常规方法进
行。试验于嫁接苗初果期和自根苗盛果期(嫁接苗
结果期较自根苗晚15~20 d)进行。测定的叶片为
各自第5片(从顶部数)展开20 d的功能叶片。
本试验所用仪器为英国PP Systems公司生产
的CIRAS-2 型便携式光合测定系统。用与该系统
匹备的可调光源、内置式 CO2 供气系统和可控湿
度装置,在光合有效辐射(PAR )= ( 1 0 00±12 )
mmol·m-2·s-1,CO2 浓度 =(350±2) mL·L-1,叶片温
度(TL)=(28±0.8)℃、空气湿度(Hr)=(25.32±3.04)
hPa的恒定条件下作所选叶片净光合速率(Pn)的比
较测定;在 CO2 浓度 =(350±2) mL·L-1,TL=(28±
0.8)℃,Hr=(25.32±3.04) hPa,PAR 为 0~2 000
mmol·m-2·s-1下测定光-光合响应曲线;在PAR=(1 000±
12) mmol·m-2·s-1,TL=(28±0.8)℃,Hr=(25.32±3.04)
hPa,CO2 浓度为 0~2 000 mL·L-1 下测定 CO2- 光合
响应曲线;在 CO2 浓度 =(350±2) mL·L-1,PAR=
1 000±12) mmol·m-2·s-1,Hr=(25.32±3.04) hPa,TL
为 5~45℃下测定温度-光合响应曲线。各处理均
从 3 株上选取同一天展开的叶片进行测定,每次
测定读取3~5个相对稳定的值。文中图用Excel绘
制,差异显著性检验由 DPS 统计软件分析求得。
实验结果
1 茄子嫁接苗与自根苗功能叶片的光合特性和Pn
日变化
由表1和图1可知,(1)茄子嫁接苗与自根苗功
能叶片的 P n 差异显著,无论接穗是‘二苠茄’
还是‘快圆茄’,均表现为嫁接苗的 Pn 显著高于
自根苗,嫁接苗的气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)也
较高(表1) ;(2)茄子嫁接苗与自根苗单个叶片Pn日
变化均呈双峰曲线。两者 Pn 下降均出现在 12:00
时,但两者峰值出现时间和大小不同,嫁接苗的
2个峰值分别出现在11:00和13:00~14:00,而自根
苗的2个峰值分别出现在10:00和14:00。嫁接苗
中午时的Pn 下降幅度较自根苗小(图 1)。
2 茄子嫁接苗和自根苗功能叶片Pn对光强的反应
图 2、3 表明,在一定的 PAR 范围内,无论
表1 茄子嫁接苗与自根苗功能叶片的光合特性
Table 1 Photosynthetic characteristics of functional leaf
between grafted seedling and own-rooted seedling in eggplant
材料 Pn/mmol (CO2)· Tr /mmol (H2O)· Gs/mmol (H2O)·
代号 m-2·s-1 m-2·s-1 m-2·s-1
D 15.10a 2.95a 712.80a
C 13.40b 2.49b 325.20b
A 9.66c 1.34c 155.33c
E 10.14a 2.37a 489.40a
F 9.92a 1.88b 149.13b
B 9.17b 1.51c 84.60c
  表中不同字母表示嫁接苗与自根苗光合特性指标在5% 水平
的差异显著性。
图 2‘二苠茄’嫁接苗与自根苗光 - 光合响应曲线
Fig.2 Responsive curves of Pn in ‘Ermin’ grafted and
own-rooted seedlings to PAR
图1 茄子嫁接苗与自根苗单个叶片Pn日变化
Fig.1 The diurnal changes in Pn of grafted and
own-rooted seedlings in eggplant
图 3‘快圆茄’嫁接苗与自根苗光 - 光合响应曲线
Fig.3 Responsive curves of Pn of ‘Kuaiyuan’ grafed
and own-rooted seedlings to PAR
植物生理学通讯 第42卷 第1期,2006年2月 17
是嫁接苗还是自根苗,功能叶片的Pn 都随光强增
加而升高,直至最大值(Pmax) ;在光强低于1 000
mmol·m-2·s-1 时,嫁接苗与自根苗功能叶片的Pn均
随着光强的增加而快速升高,特别是在光强低于
500 mmol·m-2·s-1 时,几乎呈直线上升,但嫁接苗
升高的幅度大;当达到一定光强后功能叶片的 Pn
均随光照度的增加而降低,在整个测定的 PAR 范
围内,嫁接苗的 P n 均比自根苗的高。茄子嫁接
苗的光补偿点(LCP)比自根苗低,光饱和点(LSP)
比之高,即嫁接苗在弱光和高光照度下的光能利
用力均比自根苗强。
3 茄子嫁接苗与自根苗功能叶片Pn对CO2浓度的
反应
如图4、5所示,在1 000 mL·L-1 CO2 浓度以
内,嫁接苗与自根苗的 Pn 均随着 CO2 浓度的升高
而增加,CO2 浓度在 500 mL·L-1 内,几乎成直线
上升,自根苗上升的幅度比嫁接苗小,在整个
CO 2 浓度范围内,自根苗的 Pn 均低于嫁接苗的。
虽然嫁接苗的CO2 补偿点(CCP)与自根苗的差别不
大,但 CO2 饱和点(CSP)比自根苗的高许多。这
表明,增施 CO 2 气肥可能对嫁接苗的效果更佳。
4 茄子嫁接苗与自根苗功能叶片Pn对温度的反应
从图 6、7 可见,在 5~45℃的叶片温度范围
内,嫁接苗与自根苗的 P n 随温度的变化趋势相
似,10~3 0℃时 P n 随温度的升高而增加,超过
30℃时,Pn 下降,超过35℃时的下降幅度进一步
增大。在整个温度范围内,嫁接苗的 P n 均高于
自根苗。另外,嫁接苗的光合冷限温度低于自根
苗,而热限温度高于自根苗,但嫁接苗与自根苗
的光合最适温度没有明显差别。
讨  论
有关嫁接苗与自根苗光合作用比较的研究,
最早是日本甲田畅男和获原左太郎(1984)在番茄中
的报道,他们发现4个砧穗组合的嫁接苗的“光-
光合”和“温度 - 光合”的光合速率均高于自根
苗,嫁接苗的光合速率在15℃时为最高,而自根
苗的光合速率在接近 2 0 ℃时最高。陈贵林等
图4‘二苠茄’嫁接苗与自根苗 CO2- 光合响应曲线
Fig.4 Responsive curve of Pn of ‘Ermin’ grafted and
own-rooted seedlings to CO2 concentration
图 5‘快圆茄’嫁接苗与自根苗 CO2- 光合响应曲线
Fig.5 Responsive curve of Pn of ‘Kuaiyuan’ grafted and
own-rooted seedlings to CO2 concentration
图 6‘二苠茄’嫁接苗与自根苗温度 - 光合响应曲线
Fig.6 Responsive curves of Pn of ‘Ermin’ grafted and
own-rooted seedlings to leaf temperature
图 7‘快圆茄’嫁接苗与自根苗温度 - 光合响应曲线
Fig.7 Responsive curves of Pn of ‘Kuaiyuan’ grafted and
own-rooted seedlings to leaf temperature
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(2000)报道,低温胁迫后西葫芦嫁接苗的光合速
率比自根苗高,他们认为,可能是嫁接苗较自根
苗有较高的叶绿素含量、Gs 和 RuBP 羧化酶初始
活性的缘故。Ahn 等(1999)研究根系低温对黄瓜
嫁接苗与自根苗生理特性影响时的结果表明,根
系经较低的温度(15℃)处理后嫁接苗的光合速率显
著高于自根苗。本文结果也表明,茄子品种间嫁
接苗功能叶片的Pn 显著高于自根苗,其原因可能
是,嫁接苗叶片对所给的光强(1 000 mmol·m-2·s-1)较
自根苗叶片敏感,使气孔开放较大,于是进入细
胞间隙的 C O 2 浓度高(‘二苠茄’嫁接苗的胞间
CO2 浓度比自根苗平均高 24.26%,‘快圆茄’嫁
接苗的胞间CO2 浓度比自根苗平均高20.08%),光
合作用原料增加,所以 P n 升高。
嫁接苗中午时的 Pn 下降幅度较自根苗的小,
需光和对 CO2 的需求特性均优于自根苗,这些可
能是嫁接苗增产的原因。这与我们以前在黄瓜苗
期的结果不一致,黄瓜苗期嫁接苗的光饱和点和
C O 2 饱和点均低于自根苗的( 郁继华和秦舒浩
2001),这可能是嫁接苗早期的生理机能不如自根
苗所致。
有报道认为,嫁接苗的光合速率高于自根苗
的原因,可能是嫁接后同化产物在体内的运输与
分配有了改善,或是光合作用有关酶(如 RuBP 羧
化酶)活性有提高,亦或是光合途径发生改变(郑
群和宋维慧 2000 ),是否如此,还有待研究。
参考文献
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史跃林(1996). 黄瓜的抗盐调控及其机理研究[博士学位论文]. 昆
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郁继华, 秦舒浩(2001). 黄瓜品种间嫁接苗和自根苗光合特性研
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郁继华, 秦舒浩, 舒英杰, 冯致(2002). 二苠茄和快圆茄光合特性
研究. 甘肃农业大学学报, (1): 62~66
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