全 文 ：广 西 植 物 Guihaia　Oct．２０１５,３５(５):６２３－６３０　　　　　　　　　　 http://journal．gxzw．gxib．cn　
DOI:１０．１１９３１/guihaia．gxzw２０１４０８０３２
柴胜丰,庄雪影,王满莲,等．濒危植物毛瓣金花茶与其同属广布种茶光合特性的比较[J]．广西植物,２０１５,３５(５):６２３－６３０
ChaiSF,ZhuangXY,WangML,etal．ComparisonofphotosyntheticcharacteristicsbetweenanendangeredspeciesCamelliapubipetalaanditswideＧ
spreadcongenerC．sinensis[J]．Guihaia,２０１５,３５(５):６２３－６３０
濒危植物毛瓣金花茶与其同属广布种茶光合特性的比较
柴胜丰１,２,庄雪影２,王满莲１,蒋运生１,邹　蓉１,韦　霄１∗
(１．广西喀斯特植物保育与恢复生态学重点实验室, 广西壮族自治区中 国 科 学 院 广西植物研究所,
广西 桂林５４１００６;２．华南农业大学 林学院,广州５１０６４２)
摘　要:毛瓣金花茶为山茶科山茶属植物,该研究分别对野生种群和栽培种群的毛瓣金花茶及其同属广布种
茶的光合特性进行了测定及差异比较.结果表明:在野生和栽培环境下,毛瓣金花茶的光补偿点(LCP)(分别
为１．１７和３．８７μmol􀅰mＧ２􀅰sＧ１)和光饱和点(LSP)(分别为３９５．８和４２３．６μmol􀅰mＧ２􀅰sＧ１)均较低,最大净光
合速率(Pmax)(分别为４．２５和３．９１μmol􀅰mＧ２􀅰sＧ１)较小,是典型的阴生植物;而茶的LCP(分别为６．５７和９．０９
μmol􀅰mＧ２􀅰sＧ１)较低,LSP(分别为７６５．０和８０９．６μmol􀅰mＧ２􀅰sＧ１)较高,Pmax(分别为９．３７和９．７５μmol􀅰
mＧ２􀅰sＧ１)较大,为耐荫植物.野生和栽培的毛瓣金花茶的Pmax、表观量子效率(AQY)、最大羧化速率(Vcmax)、
最大电子传递速率(Jmax)和潜在最大净光合速率(Pmax)均显著低于茶(P＜０．０５),这表明毛瓣金花茶的光合能
力和CO２利用能力都比茶要弱.栽培的毛瓣金花茶叶片的Chla、Chlb、Chl(a＋b)含量与茶相比无显著差异
(P＞０．０５),表明毛瓣金花茶较低的光合能力与其叶绿素含量无关.野生和栽培的毛瓣金花茶的叶面积与茶
相比无显著差异(P＞０．０５),而比叶重则显著高于茶(P＜０．０５),与茶相比,毛瓣金花茶对光强的适应范围狭
窄,光合能力和CO２利用能力低下,这可能是其分布狭窄的重要生理原因.
关键词:毛瓣金花茶;茶;光合特性;光响应曲线;CO２响应曲线
中图分类号:Q９４５．７９　　文献标识码:A　　文章编号:１０００Ｇ３１４２(２０１５)０５Ｇ０６２３Ｇ０８
Comparisonofphotosyntheticcharacteristicsbetween
anendangeredspeciesCameliapubipetala
anditswidespreadcongenerC．sinensis
CHAIShengＧFeng１,２,ZHUANGXueＧYing２,WANG ManＧLian１,
JIANGYunＧSheng１,ZOURong１,WEIXiao１∗
(１．GuangxiKeyLaboratoryofPlantConservationandRestorationEcologyinKarstTerrain,GuangxiInstitueof
Botany,GuangxiZhuangAutonomousRegionandChineseAcademyofSciences,Guilin５４１００６,China;
２．CollegeofForestry,SouthChinaAgriculturalUniversity,Guangzhou５１０６４２,China)
Abstract:ThephotosyntheticcharacteristicsoftheendangeredspeciesCamelliapubipetalaanditswidespreadcongeＧ
nerC．sinensisinbothwildandcultivatedpopulationswerestudied．Theresultsshowedthatthewildandcultivated
C．pubipetalahadlowlightcompensationpoint(LCP)(１．１７and３．８７μmol􀅰mＧ２ 􀅰sＧ１,respectively),light
saturationpoint(LSP)(３９５．８and４２３．６μmol􀅰mＧ２􀅰sＧ１,respectively),andmaximumphotosyntheticrate(Pmax)
收稿日期:２０１４Ｇ１０Ｇ２８　　修回日期:２０１４Ｇ１２Ｇ１６
基金项目:国家自然科学基金(３１１６０１３７);广西自然科学基金(２０１２GXNSFAA０５３０６７);广西科学研究与技术开发项目(桂科重１３５５００１Ｇ５Ｇ４);广
西科技成果转化与推广项目(桂科转１４１２５００３Ｇ２Ｇ１８);国际植物园保护联盟(BGCI)项目;广西植物研究所基本业务费项目(桂植业１４００４).
作者简介:柴胜丰(１９８０Ｇ),男,博士,副研究员,主要从事植物保护生物学研究,(EＧmail)sfchai＠１６３．com.
∗通讯作者:韦霄,博士,研究员,主要从事生物多样性保育研究,(EＧmail)weixiao＠gxib．cn.
(４．２５and３．９１μmol􀅰mＧ２􀅰sＧ１,respectively)indicatingthatitwasashadeplant,whileC．sinensishadrelativelylow
LCP (６．５７and９．０９μmol􀅰mＧ２􀅰sＧ１,respectively),highLSP (７６５．０and８０９．６μmol􀅰mＧ２􀅰sＧ１,respectively)and
Pmax(９．３７and９．７５μmol􀅰mＧ２􀅰sＧ１,respectively)meaningthatitwasashadetoleranceplant．Incomparisonwith
C．sinensis,C．pubipetalahadasignificantlylowerPmax,apparentquantumyield(AQY),maximumcarboxylation
rate(Vcmax),electronictransportrate(Jmax)andpotentialmaximumphotosyntheticrate(Pmax)inwildandcultivated
populations．ThephotosyntheticandCO２utilizationcapacityofC．pubipetalaweresignificantlylowerthanthoseof
C．sinensis．Thecontentsofchlorophyla,chlorophylbandchlorophyl (a＋b)inleavesofC．pubipetalawerenot
significantlydifferentfromthoseofC．sinensisincultivatedpopulation,whichindicatedthatthelowphotosynthetic
capacityofC．pubipetalahadnothingtodowithitschlorophylcontent．Therewasnosignificantdiferenceinsingle
leafareaofthetwoplantspeciesinbothwildandcultivatedpopulation,whiletheleafmassperarea(LMA)of
C．pubipetalawassignificantlyhigherthanthatofC．sinensis．Thus,itisinferredthatincomparisonwithC．sinenＧ
sis,thenarrowadaptationrangeoflight,lowphotosyntheticandCO２utilizationcapacityinC．pubipetalamaybereＧ
sponsibleforitsnarrowdistribution．
Key words:Camellia pubipetala;C．sinensis;photosyntheticcharacteristics;lightresponsecurves;CO２
responsecurves
　　毛瓣金花茶(Camelliapubipetala)为山茶科
(Theaceae)山茶属的常绿灌木或小乔木,具有较高
的观赏(张宏达,１９９８)、科学研究(陶源等,１９９４)和
药用保健价值(韦霄等,２０１１).仅分布在广西西南
部隆安和大新两县的局部生境,分布区面积不到
１００km２,生于海拔１２０~４３０m的北热带石灰岩季
雨林.由于人类对其生境的破坏和对资源的掠夺式
采挖,该物种栖息地面积逐渐缩小,野外种群数量锐
减,资源濒于灭绝.目前,该物种已列入«广西极小
种群野生植物名录»、«广西第一批重点保护野生植
物名录»、«中国珍稀濒危保护植物名录»和«IUCN
物种红色名录».因此,对毛瓣金花茶开展保护生物
学研究,探寻其致濒因子,制定合理的保护策略,对
该物种的有效保护具有重要意义.
植物种濒危过程是该物种生活史各个环节及其
竞争力、适应力等与环境因子相互作用的生态学过
程,因此有必要从植物生活史的不同侧面探求其濒
危的原因(张文辉等,１９９９).研究濒危植物的生理
生态学特征,并与其广布近缘种进行比较,从而了解
濒危植物与广布近缘种在生理生态特征上的差异,
找出濒危植物可能与环境条件不协调的生理生态特
征,对于揭示濒危植物的濒危机制至关重要(祖元刚
等,１９９９).光合作用决定植物的能量吸收和有机物
的积累,它是其它一切生命活动和生理过程的基础,
与植物的生长、发育密切相关,因此对植物光合生理
生态特性进行研究,可以为进一步阐明植物生存及
其分布的内在机制提供理论依据(Macarthuret
al．,２００２).濒危植物在生理生态学方面一般存在
生存力和适应力较差的共性,在相同条件下,多数濒
危植物的光合、呼吸和蒸腾等生理代谢速率比其非
濒危近缘种要低(张文辉等,２００２).如裂叶沙参
(Adenophoralobophylla)的光合速率和水分利用
效率在一天中均低于其广布近缘种泡沙参(A．potＧ
aninii)(祖元刚等,１９９８);与乳源木莲(Manglietia
yuyuanensis)和巴东木莲(M．patungensis)相比,
濒危物种华木莲(Sinomanglietiaglauca)的净光合
速率、蒸腾速率、表观量子效率、羧化效率、光补偿点
等较高,而水分利用效率、光饱和点、CO２饱和点等
较低,华木莲对水湿条件要求较高,这与其濒危机制
有很大关系(郭起荣等,２００３);濒危植物四合木
(Tetraenamongolica)的光合速率和水分利用效率
均低于 其 近 缘 种 霸 王 (Zygophyllum xanthoxＧ
ylon),光合能力和对干旱环境适应能力弱于霸王,
这可能是其濒危的生理方面的重要原因(石松利等,
２０１２);濒危种Syringapinnatifolia的净光合速率
和对 CO２的吸收能力均低于其同属广布种 S．
oblata(Cuietal．,２００４).这些研究对濒危植物濒
危机制的阐明具有重要意义,并为其迁地保护和种
群恢复提供了科学依据.然而,上述研究只是在野
生或栽培两种生境之一下进行比较,并不能反映植
物在变化环境中的适应能力,如能同时在野生和栽
培条件下分别比较濒危种和广布近缘种的光合特性
的差异,研究结果将更有说服力.
毛瓣金花茶仅见于群落保存较好、郁闭度较高
(７０％以 上)的 北 热 带 石 灰 岩 季 雨 林 下,而 茶
(Camelliasinensis)的分布范围更为广泛,野生种遍见
４２６ 广　西　植　物　　　 　　　　　　　　　　　　　　３５卷
于长江以南各省区,既分布于光照较强的林缘和路
边,亦可见于郁闭度较高的林下(张宏达,１９９８).这
可能与两个物种不同的需光特性有关.为此,本研究
拟比较野生种群和栽培种群的毛瓣金花茶与茶的光
合特性的差异,探讨毛瓣金花茶分布狭隘的原因,并
为其迁地保护和种群恢复提供科学依据.
１　研究地区和研究方法
１．１研究区自然概况
本研究分别对野生种群和栽培种群的毛瓣金花
茶和茶的光合特性进行测定.野生种群位于广西隆
安县龙虎山自然保护区内.该地属北热带季风气
候,夏热冬暖,冬无严寒,雨量充沛,相对湿度较大.
年均气温２１．８℃,最热月均温３３．２℃,最冷月均温
１３．２℃,年降水量１５００mm,大多集中在夏秋两
季,年均日照时数１５３２h.毛瓣金花茶分布于岩溶
地貌的钙质石灰土上,多见于群落保存较好的山坳
或山坡中下部,茶分布于由砂页岩发育而成的酸性
土上,一般位于林缘、路边或林下.毛瓣金花茶和茶
的高度相近,为３~５m.栽培种群位于广西桂林雁
山广西植物研究所内.属中亚热带季风气候区,年
均气温１９．２ ℃,最热月均温２８．４ ℃,最冷月均温
７．７ ℃,冬季有霜冻,年积温６９５０ ℃.年降雨量
１６５５．５mm,多集中于春夏季节,年日照时数为
１５５０h.土壤为砂页岩及第四纪红土发育而成的
酸性土红壤,pH值为５．５~６．５.毛瓣金花茶位于濒
危园内,茶位于油茶品种园内.各种群概况见表１.
表１　各种群分布地概况
Table１　Generalcharacteristicsofpopulations
种群
Population
分布地
Location
经纬度
Geographic
coordinate
海拔
Altitude
(m)
群落郁闭度
Canopy
　主要伴生树种
　Mainassociatedtreespecies
野生毛瓣金花茶
WildCamelliapubipetala
野生茶
WildC．sinensis
广西龙虎山自然保护区
LonghushanNatureReserve
１０７°３７′E,
２２°５７′N
１４０~１８０ ０．７５~０．９０ 米 杨 噎 (Streblustonkinensis)、苹 婆
(Sterculialanceolata)、任豆(ZeniainＧ
signis)、歪叶榕(Ficuscyrtophylla).
０．６~０．８５ 苹婆、任豆、灰毛浆果楝(CipadessabacＧ
cifera)、青果榕(Ficusvariegata).
栽培毛瓣金花茶
CultivatedC．pubipetala
栽培茶
CultivatedC．sinensis
广西植物研究所
GuangxiInstituteofBotany
１１０°１２′E,
２５°１１′N
１７０~１８０ ０．７ 枫 香 (Liquidambarformosana)、泡 桐
(Paulowniatomentosa)、马尾松(Pinus
massoniana).
０．５ 樟树 (Cinnamomumcamphora)、青 冈
(Cyclobalanopsisglauca)、桂 南 木 莲
(Manglietiachingi).
１．２研究方法
试验于２０１２年８月底进行,研究材料为毛瓣金
花茶和茶的成年植株.在各种群中,分别选取具有
代表性的植株进行光合和生理指标的测定.采用
LiＧ６４００便携式光合系统(LiＧCor,Inc,美国)测定野
生种群和栽培种群的毛瓣金花茶和茶的光响应曲线
和CO２响应曲线.取正常生长的植株４株,选择树
冠中部外层一年生枝的中位叶进行光合测定,每株
１片叶,测定其叶绿素含量、叶面积和比叶重.
１．２．１光合－光响应曲线的测定　选择晴朗天气进
行,测定时间为上午９:００－１２:００.测量前对待测
叶片采用人工光源进行诱导.光合测定时,设定空
气流速为０．５L􀅰minＧ１,叶片温度为２８℃,CO２浓度
为４００μmol􀅰molＧ１(用CO２钢瓶控制浓度).光强
梯度设定为１５００、１２００、１０００、８００、６００、４００、２００、
１５０、１００、５０、２０、１０、０μmol􀅰mＧ２􀅰sＧ１,测定时每一
光强下平衡１５０~１８０s,系统自动记录不同光强下
的净光合速率(Pn).
１．２．２光合－CO２响应曲线的测定　在上午９:００－
１２:００进行测定.测量前对待测叶片进行诱导,测
定时设定空气流速为０．５L􀅰minＧ１,叶温为２８℃,
依据光响应曲线的测定结果,设定光强为其光饱和
点附近光强,毛瓣金花茶为６００μmol􀅰mＧ２􀅰sＧ１,茶
为１０００μmol􀅰mＧ２􀅰sＧ１.CO２浓度设定为４００、
３００、２００、１００、７０、４０、７０、１００、２００、３００、４００、６００、
８００、１０００、１２００、１５００μmol􀅰molＧ１(用CO２钢瓶
控制浓度),测定时在每个CO２下平衡１５０~１８０s,
系统自动记录不同CO２浓度下的Pn.
１．２．３叶绿素含量的测定　从进行光合测定的植株
上采集３~５枚成熟度和方位与光合指标测定时一
致的叶片进行叶绿素含量的测定.用打孔器取２０
片１cm２的小叶片,９５％乙醇提取叶片叶绿素,测定
提取液在波长６６５nm和６４９nm下吸光值,计算出
叶绿素a(Chla)和b(Chlb)的含量及叶绿素a与b
５２６５期　　　　　　柴胜丰等:濒危植物毛瓣金花茶与其同属广布种茶光合特性的比较
图１　毛瓣金花茶和茶叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率对光强的响应
Fig．１　Responsesofnetphotosyntheticrate(Pn),stomatalconductance(Gs),transpirationrate(Tr)andwater
useeficiency(WUE)tolightintensity(PPFD)inleavesofCamelliapubipetalaandC．sinensis
的比值(Chla/Chlb)(李合生,２０００).
１．２．４叶面积和比叶重的测定　取２０片成熟叶片,
先用LiＧ３０００叶面积仪测定其叶面积,再在１１０℃
下处理３０min,８０℃烘干２４h后,用电子天平称干
重,计算比叶重(LMA)(单位面积叶干重,g􀅰mＧ２).
１．３数据分析
１．３．１光合－光响应曲线分析　采用Bassmanet
al．(１９９１)的方法拟合光合－光响应曲线方程为Pn
＝Pmax(１ＧC０eΦPFD/Pmax),式中Pmax为最大净光合速
率,C０为度量弱光下净光合速率趋于０的指标,Φ
为弱光下光化学量子效率.通过模型的适合性检
验,若拟合效果良好,光补偿点(LCP)的计算公式
为LCP＝Pmaxln(C０)/Φ,假定Pn达到Pmax的９９％
时的光强为其光饱和点(LSP),则LSP＝Pmaxln
(１００C０)/Φ.表观量子效率(AQY)为０~１００
μmol􀅰mＧ２􀅰sＧ１光强范围内净光合速率与光强直线
的斜率.提取光响应曲线测定过程中不同光强下的
气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)进行分析,并计算水
分利用效率(WUE＝Pn/Tr)(温达志,１９９７).
１．３．２光合－CO２响应曲线分析　对低胞间CO２浓
度(０＜Ci＜２００μmol􀅰molＧ１)下的光合－CO２响应
曲线进行直线回归,计算光呼吸速率、羧化效率和
CO２补偿点.
拟合方程:Pn＝ＧRp＋CE∗Ci
式中,Pn 为净光合速率,Rp 为光呼吸速率,
CE 为羧化效率,Ci为胞间 CO２浓度(Herricket
al．,１９９９).当 Pn＝０ 时,Ci 即为 CO２补偿点
(CCP),因光下的暗呼吸很小,把回归直线与y 轴
的交点近似看作光呼吸速率Rp.
采用叶子飘(２０１０)的直角双曲线修正模型计算
CO２饱和点(CSP)和潜在最大净光合速率(Pm).
利用PnＧCi曲线计算出Rubisco的最大羧化速
率(Vcmax)和最大电子传递速率(Jmax).　
Vcmax由下面的方程拟合求得:
Pn＝Vmax(Ci－Г∗ )/[Ci＋Kc(１＋Oi/Ko)]
－Rd
式中,Ci是胞间CO２浓度,Г∗为CO２补偿点,
Kc、Oi和Ko分别为Rubisco对CO２的米氏常数、
空气氧浓度和Rubisco对 O２的米氏常数,Rd 为截
距(Longetal．,２００３).
Jmax由下式求得:
Jmax＝４(Pmax′＋Rd)(Ci′＋２Г∗)/Ci′－Г∗)
式中,Pmax′和Ci′分别为参比室CO２浓度为１５００
μmol􀅰molＧ１时的实测值(Loustauetal．,１９９９).
６２６ 广　西　植　物　　　 　　　　　　　　　　　　　　３５卷
１．３．３数据处理　采用SPSS１３．０(SPSSInc．,USA)
软件对测定的参数进行显著性检验(Duncan法),用
Sigmaplot９．０(SPSSInc．,USA)绘图.
２　结果与分析
２．１毛瓣金花茶和茶光合生理指标对光强的响应
毛瓣金花茶和茶的Pn 均随光量子通量密度
(PPFD)的升高而增强,在０~２００μmol􀅰mＧ２􀅰sＧ１
范围内,Pn随PPFD 的升高呈直线上升,此后缓慢
上升,直至达到光饱和点.PPFD 在０~２０μmol􀅰
mＧ２􀅰sＧ１范围内,野生和栽培毛瓣金花茶的Pn高于
茶,PPFD 大于２０μmol􀅰mＧ２􀅰sＧ１,尤其是大于
２００μmol􀅰mＧ２􀅰sＧ１后,毛瓣金花茶的Pn则大大低
于茶(图１),表明毛瓣金花茶的光合能力比茶要弱.
毛瓣金花茶和茶的气孔导度(Gs)均随光强的升高
而增大,野生和栽培茶的Gs均高于毛瓣金花茶,表
明茶有更强的潜在气体交换能力,从而使其具有较
高的光合速率(图１).蒸腾速率()的变化趋势与
Gs的变化趋势基本一致.在野生种群和栽培种群,
毛瓣金花茶和茶的水分利用效率(WUE)均随光强
的增强先升高后降低,毛瓣金花茶的WUE 在２００
μmol􀅰mＧ２􀅰sＧ１时达到峰值,此后迅速下降;茶的
WUE 在４００μmol􀅰mＧ２􀅰sＧ１时达到峰值,此后缓慢
下降.当光强超过６００μmol􀅰mＧ２􀅰sＧ１,毛瓣金花
茶的WUE 低于茶(图１).与茶相比,毛瓣金花茶
在低光强下WUE 较高,可能与其适应恶劣岩溶生
境有关,而高光强下的WUE 大幅降低是其不适应
强光的一种表现.
２．２毛瓣金花茶和茶的光合－光响应参数
无论野生种群还是栽培种群,毛瓣金花茶的
Pmax、LCP 和LSP 均显著低于茶(P＜０．０５)(表
２),毛瓣金花茶表现出阴生植物特征,而茶则为耐荫
植物.毛瓣金花茶的AQY 显著低于茶(P＜０．０５),
这表明毛瓣金花茶虽为阴生植物,但其对弱光的利
用能力仍低于茶.与野生种群相比,栽培种群的毛
瓣金花茶和茶的LCP 显著升高(P＜０．０５),其余指
标则无显著变化.
表２　毛瓣金花茶和茶的光合－光响应参数
Table２　PhotosyntheticparametersderivedfromPnＧlightresponsecurvesofC．pubipetalaandC．sinensis
种群
Population
Pmax
(μmol􀅰mＧ２􀅰sＧ１)
LCP
(μmol􀅰mＧ２􀅰sＧ１)
LSP
(μmol􀅰mＧ２􀅰sＧ１)
AQY
(μmol􀅰μmolＧ１)
野生毛瓣金花茶 WildCamelliapubipetala ４．２５±０．６３b １．１７±０．２７d ３９５．８±４７．２b ０．０３５±０．００１b
野生茶 WildC．sinensis ９．３７±０．４４a ６．５７±１．３８b ７６５．０±６５．５a ０．０４９±０．００１a
栽培毛瓣金花茶CultivatedC．pubipetala ３．９１±０．１５b ３．８７±０．３２c ４２３．６±５４．５b ０．０３２±０．００３b
栽培茶CultivatedC．sinensis ９．７５±０．２７a ９．０９±１．２１a ８０９．６±３０．３a ０．０４７±０．００２a
　注:数据以均值±标准差表示,同列不同字母表示差异显著(P＜０．０５),下同.
　Note:Datarepresentmean±SD(n＝４),differentlettersinthesamecolumnshowsignificantdifferences(P＜０．０５),thesamebelow．
２．３毛瓣金花茶和茶的光合－CO２响应参数
毛瓣金花茶和茶的Pn均随胞间CO２浓度(Ci)
的升高而升高,Ci在０~４００μmol􀅰molＧ１范围内,
Pn迅速上升,Ci在４００~８００μmol􀅰molＧ１范围内,
Pn缓慢上升,Ci超过１０００μmol􀅰molＧ１以后,Pn
基本保持稳定(图２).相同Ci下野生和栽培的毛
瓣金花茶的Pn均明显低于茶,表明毛瓣金花茶对
CO２的利用能力较低.毛瓣金花茶的潜在最大净光
合速率(Pmax)、羧化效率(CE)、最大羧化速率
(Vcmax)和最大电子传递速率(Jmax)均显著低于茶
(P＜０．０５)(表３),这是其光合能力和CO２利用能力
低下的主要原因.野生毛瓣金花茶的CO２补偿点
(CCP)和CO２饱和点(CSP)与茶相比无显著差异
(P＞０．０５);栽培毛瓣金花茶的CCP 显著高于茶(P
＜０．０５),CSP 无显著差异(P＞０．０５).与野生种群
图２　毛瓣金花茶和茶叶片净光合速率对胞间CO２的响应
Fig．２　ResponsesofPntoCiinleavesof
C．pubipetalaandC．sinensis
相比,栽培毛瓣金花茶和茶的Pm、CE、Vcmax、Jmax
均有一定程度的升高.
７２６５期　　　　　　柴胜丰等:濒危植物毛瓣金花茶与其同属广布种茶光合特性的比较
表３　毛瓣金花茶和茶的光合－CO２响应参数
Table３　PhotosyntheticparametersderivedfromPnＧCO２responsecurvesofC．pubipetalaandC．sinensis
种群
Population
Pm
(μmol􀅰mＧ２􀅰sＧ１)
CSP
(μmol􀅰molＧ１)
CCP
(μmol􀅰molＧ１)
CE
(μmol􀅰mＧ２􀅰sＧ１)
Vcmax
(μmol􀅰mＧ２􀅰sＧ１)
Jmax
(μmol􀅰mＧ２􀅰sＧ１)
野生毛瓣金花茶
WildCamelliapubipetala
７．３７±０．８５d １１３８．６±１１２．３a ５３．７±１．５b ０．０１９±０．００３c １６．７±２．８c ３５．２±２．４d
野生茶
WildC．sinensis
１９．７８±１．８２b １０５４．８±８６．５a ５６．３±５．２b ０．０４７±０．００１b ４１．１±１．３b ９２．５±３．１b
栽培毛瓣金花茶
CultivatedC．pubipetala
１２．４２±１．２５c １１２３．７±１０８．５a ６９．２±３．９a ０．０２４±０．００１c ２０．６±０．７c ５８．３±７．７c
栽培茶
CultivatedC．sinensis
２４．２６±１．８８a １０００．０±７６．３a ４０．４±２．２c ０．０６３±０．００６a ５２．８±５．２a １１１．２±１３．８a
表４　毛瓣金花茶和茶叶片的叶绿素含量
Table４　ChlorophylcontentsinleavesofC．pubipetalaandC．sinensis
种群Population Chla(mg􀅰gＧ１) Chlb(mg􀅰gＧ１) Chl(a＋b)(mg􀅰gＧ１) Chla/Chlb
野生毛瓣金花茶 WildCamelliapubipetala ４．４４±０．７４b １．９２±０．４２b ６．３６±１．１６b ２．３３±０．１１b
野生茶 WildC．sinensis ６．９３±１．２４a ３．０６±０．３８a １０．２４±１．１５a ２．２８±０．１７b
栽培毛瓣金花茶CultivatedC．pubipetala ４．０４±０．２５b １．７６±０．０７b ５．７９±０．３１b ２．２９±０．０５b
栽培茶CultivatedC．sinensis ４．３２±０．２６b １．６９±０．１６b ６．０１±０．３７b ２．５８±０．１４a
２．４毛瓣金花茶和茶叶片的叶绿素含量
野生毛瓣金花茶叶片的Chla、Chlb和Chl(a＋
b)含量均显著低于茶(P＜０．０５),Chla/Chlb无显著
差异(P＞０．０５)(表４).栽培毛瓣金花茶叶片的
Chla、Chlb和Chl(a＋b)含量与茶相比无显著差异
(P＞０．０５),Chla/Chlb则显著低于茶(P＜０．０５).
与野生种群相比,栽培毛瓣金花茶的Chla、Chlb和
Chl(a＋b)无显著差异(P＞０．０５),栽培茶的Chla、
Chlb和Chl(a＋b)显著低于野生茶(P＜０．０５).
２．５毛瓣金花茶和茶的叶面积和比叶重
无论是野生还是栽培,毛瓣金花茶的叶面积与
茶相比无显著差异(P＞０．０５),而比叶重(LMA)则
显著高于茶(P＜０．０５).与野生种群相比,栽培毛
瓣金花茶和茶的叶面积均显著降低(P＜０．０５),而
LMA 显著升高(P＜０．０５)(表５).
表５　毛瓣金花茶和茶的叶面积和比叶重
Table５　Leafareaandleafmassperareaof
C．pubipetalaandC．sinensis
种群
Population
叶面积
Singleleaf
area
(cm２)
比叶重
Leafmass
perarea
(g􀅰mＧ２)
野生毛瓣金花茶
WildCamelliapubipetala
７６．６５±４．９５a ７４．４１±４．０９b
野生茶
WildC．sinensis
７４．６２±１３．９０a ６０．７３±３．１６c
栽培毛瓣金花茶
CultivatedC．pubipetala
６５．５７±７．２１b ８３．０９±４．３１a
栽培茶
CultivatedC．sinensis
６３．６６±５．５６b ７３．２３±１．１３b
３　讨论与结论
LCP 和LSP 反映了植物的需光特性,及其对
强光和弱光的利用能力,是评价植物耐荫性的一个
重要指标.一般认为,LCP 和LSP 均较低的植物
为典型的阴生植物,而LCP 较低,LSP 较高的植物
对光环境的适应性较强(冷平生等,２０００;巨关升等,
２００５).大体上阴生植物的LCP 小于２０μmol􀅰
mＧ２􀅰sＧ１,LSP 为５００~１０００μmol􀅰mＧ２􀅰sＧ１或更
低(蒋高明,２００４).本试验中,野生和栽培的毛瓣金
花茶的LCP(分别为１．１７和３．８７μmol􀅰mＧ２􀅰sＧ１)
和LSP(分别为３９５．８和４２３．６μmol􀅰mＧ２􀅰sＧ１)均
较低,说明毛瓣金花茶是典型的阴生植物;而茶相应
的LCP(分别为６．５７和９．０９μmol􀅰mＧ２􀅰sＧ１)较低,
LSP(分别为７６５．０和８０９．６μmol􀅰mＧ２􀅰sＧ１)较高,
说明茶对光强的适应范围更广.AQY 反映植物对
弱光的利用能力,野生和栽培的毛瓣金花茶的AQY
均显著低于茶,说明毛瓣金花茶虽为阴生植物,但对
弱光的利用能力仍低于茶.野生和栽培的毛瓣金花
茶的Pmax(分别为４．２５和３．９１μmol􀅰mＧ２􀅰sＧ１)显
著低于茶(分别为９．３７和９．７５μmol􀅰mＧ２􀅰sＧ１),说
明毛瓣金花茶的光合能力显著低于茶.本研究结果
与两个物种在野外的分布状况相一致,毛瓣金花茶
一般分布于群落保存较好、郁闭度在７０％以上的林
下,而上层乔木树种较少、郁闭度(５０％以下)较低的
林下则未见有毛瓣金花茶分布;而茶既可分布于光
８２６ 广　西　植　物　　　 　　　　　　　　　　　　　　３５卷
照较强的林缘和路边,亦可见于郁闭度较高的林下,
其对光强的适应范围较宽.与野生种群相比,栽培
种群的毛瓣金花茶和茶的LCP 有一定程度的升
高,这可能与栽培种群的光照相对较强有关.
叶片的Pn随CO２浓度的升高而增加.一方面
CO２浓度升高为植物光合作用提供更多原料;另一
方面CO２浓度升高可抑制核酮糖Ｇ１,５Ｇ二磷酸羧化
酶(Rubisco)的加氧活性,进而抑制光呼吸,两者共
同作用促进Pn的提高(孙彩霞等,２０１０).当CO２
浓度提高到CO２饱和点附近,Pn会趋于稳定,此时
叶片的潜在光合能力Pm 主要受核酮糖Ｇ１,５Ｇ二磷
酸(RUBP)再生速率的影响(黄红英等,２００９).
Vcmax是RUBP饱和最大羧化速率,其大小主要
取决于Rubisco的数量和活性;Jmax代表RUBP再
生能力,其与RuBP再生的整个系统有关(孙谷畴
等,２００１),Pm 为CO２饱和阶段的光合速率,与光合
电子传递和光合磷酸化活性有关(Costeetal．,
２００５).本研究中野生和栽培毛瓣金花茶的Vcmax、
Jmax和Pm 均显著低于茶,表明毛瓣金花茶叶片中
Rubisco的数量和活性较低,RuBP的再生速率较
弱,与茶相比,毛瓣金花茶对 CO２利用效率较低.
栽培种群毛瓣金花茶的 Pm 可达１２．４２μmol􀅰
mＧ２􀅰sＧ１,远远高于其Pmax(３．９１μmol􀅰mＧ２􀅰sＧ１),
表明CO２浓度是光合速率的一个重要限制因子,提
高环境中CO２浓度可促进毛瓣金花茶更快生长.
对于不同植物种而言,叶绿素含量的高低并不
能作为衡量光合速率高低的指标.在正常情况下,
很多植物叶片一般含有充足的甚至过剩的叶绿素,
当叶绿素含量超过某一限制值后,其含量的高低与
净光合速率大小没有必然联系(EIＧSharkawyet
al．,１９６５).野生种群的毛瓣金花茶叶片的 Chla、
Chlb和Chl(a＋b)含量均显著低于茶,而栽培种群
３个指标与茶相比无显著差异.在这两种生境下,
毛瓣金花茶的光合能力均显著低于茶,可见叶片叶
绿素的差异并不是引起两者光合能力差异的主要原
因.与野生种群相比,栽培种群茶的Chla、Chlb和
Chl(a＋b)含量显著降低,Chla/Chlb显著升高,这
是由野生种群和栽培种群光照强度的不同引起的.
在野生种群,光照强度较低,茶可通过提高叶片叶绿
素的含量,尤其是叶绿素b的含量来增强对弱光的
吸收,保持较强的光合能力,表明茶可通过自身叶绿
素含量的变化适应不同光强.毛瓣金花茶在野生种
群和栽培种群的叶绿素含量无显著差异,表明毛瓣
金花茶对不同光强的自我调节能力不如茶,是其适
应光强范围较窄的可能原因之一.
与阳生植物相比,阴生植物通常具有较大的叶
面积和较低的比叶重(LMA).本试验中,野生和栽
培种群毛瓣金花茶的叶面积与茶相比无显著差异,
而LMA 则显著高于茶.可见本试验研究结果与以
往观点并不一致(Wrightetal．,２００４).对于某一
物种而言,其单叶面积和比叶重与植物长期生长的
光环境密切相关.在弱光条件下,其单叶面积增大,
LMA 降低,这是植物对弱光环境做出的典型形态
学反应.与野生种群相比,栽培种群的毛瓣金花茶
和茶的单叶面积减小,LMA 升高,这是植物对光照
强度升高的形态学适应.在适度强光下,毛瓣金花
茶仍具有一定的形态学适应能力.
本研究表明,与同属广布种茶相比,毛瓣金花茶
对光强的适应范围狭窄,光合能力和CO２利用能力
低下.在当今生态环境破坏极为严重、适宜生境越
来越少的条件下,这可能是其分布狭窄的重要原因.
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