全 文 ：收稿日期: 20040329
基金项目: 国家十五攻关课题 棕榈藤种质资源培育及利用技术 ( 2001BA506b04)和广东省自然科学基金资助项目
棕榈藤种间水分利用效率和抗旱能力的比较 ( 021581)资助
作者简介: 李荣生( 1975 ) ,男,福建仙游人,博士,助理研究员.
* 中国林业科学研究院热带林业研究所李意德首席专家组提供 LiCor6400光合测量仪器,该组陈德祥先生协助光
合作用测定,在此对他们表示感谢!
林业科学研究 ! 2004, 17( 6) : 819~ 823
Forest Research
! ! 文章编号: 10011498( 2004) 06081905
版纳省藤实生白化苗与正常苗的比较研究*
李荣生1 , 尹光天1 , 许煌灿 1 , 杨锦昌1 , 杨 ! 华1 , 陈和明2
( 1 中国林业科学研究院热带林业研究所,广东 广州 ! 510520; 2福建农林大学林学院,福建 福州 ! 350002)
关键词: 版纳省藤;白化苗; 叶绿素;光合速率
中图分类号: Q945 11! ! ! 文献标识码: A
白化苗是植物的一种变异,它不能正常生长, 在农林业生产上应尽量避免白化苗的出现。
研究人员在多种植物的实生苗或组培苗中发现了白化苗,包括树木和农作物,如蓝桉( Eucalyp
tus globulus Labill) [ 1]、苏铁( Cycas revoluta Thunb) [ 2]、大麦(Hordeum vulgare L) [ 3]、小麦( Tritic
um aestivum L) [ 4] 、棉花( Gossypium hirsutum L) [ 5]、玉米( Zea mays L) [ 6]、薏苡( Coix lacrymajobi
L) [7]、甘蔗 ( Saccharum sinensis Roxb) [8] 、高梁 ( Sorghum bicolor ( L ) Moench) [ 9] 、雷竹 ( Phyl
lostachys praecox C DChu et CSChao) [10]、烟草 ( Nicotiana tabacum L) [11] 和水稻( Oryza sativa
L) [ 12] 等,而且还在小麦上发现了可以恢复为正常绿苗的返白系[ 13]。研究结果表明:在白化苗
形成的外因上,磷和锌 [6] 、脉动磁场 [9] 、抗生素[ 14]、BA[ 15]、低温 [ 16]、不同杂交材料[ 17] 和不同倍
性[ 18]等因素对植物白化苗的产生有影响; 在白化苗形成的内部机理上,白化苗和正常绿苗叶
片的超微结构[ 2, 3] 、可溶性蛋白质[ 19,20]、过氧化物同工酶 [7, 13, 20]、脂酶同工酶[ 7, 20] 和质体亚显微
结构[ 21]等均有明显差异,这些生理差异可能与白化苗的形成有关。在遗传学上研究发现,白
化苗是遵从单基因分离规律,认为可以利用白化苗作为评估树木远亲繁殖率的指标 [1] ,但也有
相反的研究结果 [22]。目前对棕榈藤生物学特性、栽培技术及组培苗的研究较多[ 23~ 25] , 而对棕
榈藤白化苗的研究甚少, 未见有关研究报道。
1 ! 材料与方法
11 ! 试验材料
试验材料为版纳省藤( Calamus nambariensis Becc varxishuangbannaensis S JPei et S Y
Chen)实生苗。2003年 2 3月份由中国林科院资源昆虫研究所在云南省勐腊县和景洪县采集
苗木种子。按株(丛)采集,每一株(丛)上采到的种子作为一个家系, 共采集 22个家系。采种
后数天内将种子洗净并播于装有红壤的塑料盆内, 随后转移到地处广东省广州市的中国林科
院热带林业研究所荫棚内培养,荫棚上覆盖一层 50%透光度的遮荫网和一层透明塑料薄膜。
2003年5月移苗至营养袋内,营养袋里的土壤为广州市郊区农田表层土。苗木移植后每天上
午和下午各浇 1次水,保持土壤湿润。
12 ! 研究方法
121 ! 白化苗发生率 ! 2003年8月统计每个家系白化苗的株数和该家系的总株数。白化苗
发生率= 每个家系白化苗的株数该家系的总株数∀ 100%。
122 ! 叶片数及最长叶长度 ! 2003年 8月记录每株白化苗及其邻近 4个方向的 4株正常绿
苗的叶片数,同时测量最长叶长度。如遇白化苗在苗床边缘, 则根据情况取相邻 3个方向或 2
个方向的正常绿苗。
123 ! 叶绿素含量测定 ! 叶绿素含量的测定根据参考文献[ 26]的方法测定。取藤苗顶端第 1
~ 2片叶的中部羽片带回试验室洗净拭干,去掉中脉将其切成宽度小于 1 mm 的长条, 混合后
称取 01 g放入 25 mL 容量瓶,然后往容量瓶中加叶绿素提取液(无水乙醇、丙酮和蒸馏水按
45#45#1的体积比混合而成) ,定容到 25 mL, 然后将容量瓶放置暗处,直到叶长条完全变白
时进行光密度值( OD )测定。所用仪器为 SX722 型分光光度计,测定波长为 645 nm 和 663
nm。叶绿素含量按下列公式计算:
叶绿素 a= ( 127OD 663 - 269OD 645 ) ∀ V( 1 000 ∀ W )
叶绿素b= ( 229OD 645- 468OD 663 ) ∀ V( 1 000 ∀ W )
总叶绿素= ( 202OD645+ 802OD 663 ) ∀ V( 1 000 ∀ W )
其中, OD 645、OD 663分别为波长 645 nm 和 663 nm处的光密度值; V 为提取液体积; W 为
样品质量。试验重复 3次, 以其平均值和标准差表示。
124 ! 净光合速率测定 ! 2003年 8月中旬测定版纳省藤白化苗和正常绿苗净光合速率。测
定时间为上午 10点至 11点,测定地点在培育苗木的试验苗圃。苗木在测定前置于太阳光下
光照 5 min。光合速率用LiCor6400光合测量仪测定,采用开路系统,测定时间为 3 min,每隔 6
s测定1次,所有读数的平均值为净光合速率。叶室中的光合有效辐射分别设为 800 mol∃m- 2
∃s- 1和 1 600 mol∃m- 2∃s- 1两个水平。
2 ! 结果与分析
21 ! 白化苗发生率
表1所示,在版纳省藤 22个家系中有 13个家系出现 1~ 3 株白化苗,其白化苗发生率在
04%~ 22% ,但 22个家系的白化苗总体发生率只有 07% , 这与玉米[ 6] 和高梁 [9] 实生苗的
5%以下的白化苗发生率相近,远低于雷竹 [ 10]实生苗的 40%的白化苗发生率。
22 ! 白化苗和正常绿苗的叶片数和最长叶长度
叶片数和最长叶长度测量结果见表 2。白化苗的叶片数和最长叶长度分别为 19 % 03片
和2232 % 349 cm,均小于正常绿苗的 20 % 00片和 2609 % 326 cm, 分别是正常绿苗叶片数
和最长叶长度的 95%和 85%。
820 林 ! 业 ! 科 ! 学 ! 研 ! 究 第17卷
表 1! 版纳省藤不同家系白化苗发生率
家系号 总株数株
白化苗
株数株 发生率% 家系号
总株数
株
白化苗
株数株 发生率%
203013 8 0 00 203009 105 0 00
203004 11 0 00 203028 196 0 00
203032 139 2 14 203005 219 3 14
203008 191 1 05 203006 135 1 07
203030 114 1 09 203027 105 0 00
203012 285 1 04 203023 119 0 00
203016 102 1 10 203003 109 0 00
203025 150 1 07 203020 98 0 00
203014 68 0 00 203031 294 3 10
203033 172 1 06 203017 139 3 22
203018 131 1 08 203011 195 2 10
合计 3 085 21
表 2 ! 版纳省藤白化苗和正常绿苗叶片
的数量和长度
苗木类型 叶片数片 最长叶长度cm
白化苗 19 % 03 2232 % 349
正常绿苗 20 % 00 2609 % 326
表 3! 版纳省藤白化苗和正常绿苗鲜叶的叶绿素含量
苗木类型 叶绿素 a 叶绿素 b 叶绿素总含量
( mg∃g- 1 )
正常绿苗 575 % 012 241 % 012 815 % 025
白化苗 0 003 % 003 003 % 003
23 ! 白化苗和正常绿苗的叶绿素含量
从表 3可以明显看出, 版纳省藤白化苗不含叶绿素 a,但含有微量的叶绿素 b, 鲜叶的叶绿
素总含量仅为 003 mg∃g- 1左右,远低于正常绿苗的 815 mg∃g- 1 ,只为正常绿苗的 02%。这
表明白化苗含有微量的叶绿素,这与烟草白化苗的研究结果[ 11]相符,但版纳省藤白化苗的叶
绿素含量比烟草的大,而烟草白化苗含有叶绿素 a。
24 ! 白化苗和正常绿苗的净光合速率
表4表明,不论光合有效辐射是 800 mol
∃m- 2∃s- 1还是 1 600 mol∃m- 2∃s- 1 , 白化苗的
净光合速率均小于正常绿苗, 大约是正常绿苗
的20%。不论是白化苗还是正常绿苗, 光合
有效辐射为1 600 mol∃m- 2∃s- 1时的净光合速
表 4! 版纳省藤白化苗和正常绿苗的净光合速率
光合有效辐射
( mol∃m- 2∃s- 1)
净光合速率(mol CO 2∃m- 2∃s- 1)
正常绿苗 白化苗
! 800 7200 0 % 0744 2 1249 6 % 0379 0
1 600 7398 9 % 0766 4 1390 0 % 0293 5
率均大于光合有效辐射为 800 mol∃m- 2∃s- 1时的净光合速率。
3 ! 结论与讨论
版纳省藤白化苗的自然发生率低于 5% ,这种损失在农林业生产上可以接受, 因此作者认
为版纳省藤出现白化苗对生产不构成威胁。虽然版纳省藤白化苗发生率较低,但其发生率仍
高于单叶省藤( Calamus simplicifolius C.F. Wei)和黄藤( Daemonorops margaritae ( Hance) Becc. )两
个藤种,因此有必要对版纳省藤实生苗出现较多白化苗的原因进行探讨。版纳省藤白化苗发
生率较高的原因可能有以下三种: 一是版纳省藤本身就具有较高的白化苗发生率,如雷竹白化
821第 6 期 李荣生等:版纳省藤实生白化苗与正常苗的比较研究
苗发生率高达 40%;二是版纳省藤在长距离运输或贮藏过程中受到某些因素的刺激。因为试
验苗木的种子采自云南, 播种后经长距离运输到广州, 途中可能受到辐射或其它诱变因素的作
用;三是生长环境的差异。版纳省藤原生分布在云南省局部地区[ 27] ,与广州的自然条件差异
很大,在与原产地差异较大的环境中培育苗木,可能诱发版纳省藤白化苗的产生。具体是何种
原因导致白化苗的产生还需进一步研究。
白化苗具有微量叶绿素, 为正常绿苗的 02%,而净光合速率高达 1 mol∃m- 2∃s- 1 ,为正常
绿苗的20%。以往人们普遍认为白化苗不含叶绿素,没有光合作用,但Bae CH 等[ 11]在烟草白
化苗中检测出微量叶绿素,本研究结果与此结果一致。版纳省藤白化苗在前 5个月内的生长
与正常绿苗相差无几,特别是叶片数达到19片, 与正常绿苗的 20片差异很小。白化苗的生
长主要依靠种子贮藏的能量, 可以说是异养阶段。根据对水稻的研究[ 28] ,水稻的完全异养阶
段是从种籽萌发到不完全叶长成, 可以完全自养阶段在 16片叶以后。与水稻相比,版纳省藤
的异养阶段比水稻长的多,这是否与版纳省藤白化苗具有较高的净光合速率有关? 而白化苗
是如何以较低的叶绿素含量进行较高的净光合速率? 还有待进一步研究。
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Comparison between Albino and Normal Seedlings of
Calamus nambarensis Becc. var. xishuangbanensis
LI Rongsheng 1 , YIN Guangtian1 , XUHuangcan1 ,
YANG Jinchang 1 , YANG Hua 1 , CHEN Heming 2
( 1Research Institute of Tropical Forestry, CAF, Guangzhou ! 510520, Guangdong,China;
2School of Forestry, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou ! 350002,Fujian, China)
Abstract: This paper dealed with the differences between albino and normal seedlings of Calamus nambarensis
var. xishuangbanensis in terms of growth and photosynthesis. Thirteen families among 22 families were found to
have one to three albinos, the percent of which varying from 04 to 22 percents, while the percent of albinos
among all 22 families was about 07 percent. The number of albino leaves and the length of longest leaves were
19% 03 and 2232 % 349 cm respectively, which were less than that of 20 % 00 and 2609 % 326 cm of
normal seedlings, accounting for 95% and 85% of normal seedlings. The albinos hadn& t chlorophyll a, but some
chlorophyll b. The total content of chlorophyll was 002 mg∃g- 1FW, much less than that of 815 mg∃g- 1FW of
normal seedlings, accounting for 02 percent. Whether photosynthesis active radiation( PAR) was 800 mol∃
m- 2∃s- 1 or 1 600 mol∃m- 2∃s- 1 , the photosynthetic rate of albinos was less than that of normal seedlings, ac
counting for about 20 percents. The data of net photosynthetic rate of albino evaluatde by the authors were also
analyzed
Key words: Calamus nambarensis var. xishuangbanensis; albino; chlorophyll; photosynthesis
823第 6 期 李荣生等:版纳省藤实生白化苗与正常苗的比较研究