潘露嘉 廖靜 張丹丹 郭依雨 方瓊梅 宋春草 彭言劼

摘 要： 為研究竹類植物不同部位葉片的生理活性并選出較高活性的葉片，對(duì)長(zhǎng)節(jié)箬竹不同節(jié)、小枝和葉序的葉片的凈光合速率、葉綠素含量和可溶性糖含量進(jìn)行了測(cè)定。結(jié)果表明：位于主枝頂端和第1節(jié)上的葉片生理活性較強(qiáng)，同一竹節(jié)的叢生枝條中邊緣小枝的葉片生理活性較強(qiáng)，同一小枝中從頂端往下完全展開的第2～6個(gè)葉片生理活性均較強(qiáng)。以上結(jié)果可作為竹類植物葉片指標(biāo)評(píng)價(jià)的采樣依據(jù)。

關(guān)鍵詞： 竹;葉片;凈光合速率;葉綠素;可溶性糖;生理活性

中圖分類號(hào)：Q945 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-3020（2020）03-0017-04

Comparison of Leaf Physiological Activity from Different Sites on Indocalamus guangdongensis

Pan Lujia（1） Liao Jing（1） Zhang Dandan（1） Guo Yiyu（1） Fang Qiongmei（1） Song Chuncao（1，2） Peng Yanjie（1，3）

（1.College of Life Sciences，Leshan Normal University Leshan 614000;

2.Emeishan Lnstitute of Biodiversity Leshan 61400;

3.Sichuan Key Laboratory of Bamboo Pest Control Control and Resource Development Leshan 614012）

Abstract： To select leaves with high physiological activity from different leaf sites， a series of analysis on bamboo leaves from different nodes， branches and leaf arrangements were conducted， including measurement of net photosynthetic rate， chlorophyll content and soluble sugar content. Result showed that physiological activity was stronger in leaves from the top of main stem and the first node with branches. And between branched from the same node， leaves from the branches with edge effect were more active physiologically. The 2nd to 6th leaves had a higher physiological activity than the others in the same branch. All these results could be references in sampling of leaf parameter analysis.

Key words： bamboo; leaf; net photosynthetic rate; chlorophyll; soluble sugar; physiological activity

竹類植物屬禾本科的竹亞科，因其具備生長(zhǎng)周期短、產(chǎn)量高、繁殖力強(qiáng)和產(chǎn)品豐富等優(yōu)點(diǎn)，竹資源開發(fā)利用具有巨大的潛力[1，2]。葉片是竹類植物碳同化的中心，能夠在光合作用中將CO2同化為植物體內(nèi)的糖，進(jìn)而衍生成各類有機(jī)分子供竹子生長(zhǎng)。在對(duì)竹類植物進(jìn)行品種比較、生長(zhǎng)評(píng)價(jià)、抗逆性評(píng)價(jià)、栽培管理等研究中，葉片的生理活性是最有效的指標(biāo)之一，其中葉片光合效率是最直觀的評(píng)價(jià)指標(biāo)，有著重要的地位[3-5]。

對(duì)大多數(shù)植物的葉片生理活性測(cè)定的研究中，都選取生理活性較強(qiáng)且相互差異較小的一組功能葉為材料。例如楊樹葉片光合效率的測(cè)定通常選取從頂端往下完全展開的第4～6片葉[6-8]。然而在竹類植物中，葉片的采樣并無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)[9-11]。竹類植物不同部位的葉片生理活性有無差異？應(yīng)該選取哪些部位的葉片作為生理研究的試材？這些問題還亟待解答。本研究擬以長(zhǎng)節(jié)箬竹Indocalamus guangdongensis為試材，通過以光合效率為中心的多種生理指標(biāo)評(píng)價(jià)葉片的生理活性，并對(duì)今后竹類植物研究中如何選取葉片樣品提出建議。

1 材料與方法

1.1 材料

于2019年10月底，在樂山師范學(xué)院竹資源圃內(nèi)（東經(jīng)103°44′，北緯29°33′，海拔400 m），選取長(zhǎng)勢(shì)一致的1 a生長(zhǎng)節(jié)箬竹為試材，對(duì)葉片進(jìn)行生理指標(biāo)的測(cè)定。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

對(duì)主枝頂端以下抽生枝條的竹節(jié)從上至下編號(hào)為1-7;對(duì)同一節(jié)叢生的小枝按順時(shí)針順序編號(hào)1-6;對(duì)同一小枝葉片從頂端往下編號(hào)1-8。對(duì)同一小枝比較全部8個(gè)葉片的生理指標(biāo)，選取第3節(jié)6個(gè)小枝的第2和3號(hào)葉片進(jìn)行同一節(jié)不同小枝間葉片的比較，取每一節(jié)第1號(hào)小枝的第2和3號(hào)葉片進(jìn)行不同節(jié)葉片間的比較。

1.3 凈光合速率的測(cè)定

上午9∶00-11∶00使用CI-340手持式光合測(cè)量系統(tǒng)測(cè)定葉片凈光合速率，5個(gè)生物學(xué)重復(fù)，使用窄葉室（65 mm×10 mm），設(shè)定空氣流速為500 mol·s-1。測(cè)量采用自然光源，參照多種竹類光飽和點(diǎn)，將有效輻射范圍在1 000～2 000 mol·m-2·s-1之間的測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)為有效數(shù)據(jù)[12，13]。

1.4 葉片葉綠素含量測(cè)定

將葉片減去主脈，靠近葉片中心使用直徑1 cm的打孔器打孔，5個(gè)生物學(xué)重復(fù)。將小圓葉片剪成細(xì)條，使用丙酮：乙醇=1∶1溶液在避光條件下提取葉綠素24 h，至細(xì)葉透明，使用分光光度計(jì)測(cè)定提取液在665 nm和649 nm波長(zhǎng)的吸光度值，按照以下公式計(jì)算：

葉綠素a含量（mg·dm-2）=（12.7A665-2.69A649）×V/（1000×S）;

葉綠素b含量（mg·dm-2）=（22.88A649-4.76A665）×V/（1000×S）;

總?cè)~綠素含量（mg·dm-2）=葉綠素a含量+葉綠素b含量;其中V為提取液的總體積，S為小葉圓片面積。

1.5 葉片可溶性糖含量測(cè)定

靠近中心稱取剪去葉脈的葉片0.30 g，5個(gè)生物學(xué)重復(fù)，使用蒸餾水在沸水浴中提取可溶性糖30 min，提取2次，提取液過濾并定容到25 mL，稀釋10倍后按王學(xué)奎（2006）的苯酚法[14]進(jìn)行測(cè)定，所作標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為Y=0.004 9X+0.137 5，R2=0.996 8。

1.6 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)使用Excel計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤，并使用Origin2016作圖，使用SPSS25進(jìn)行方差分析和多重比較。

2 結(jié)果與分析

1 a長(zhǎng)節(jié)箬竹試材長(zhǎng)勢(shì)一致，均生長(zhǎng)良好，健康無病蟲害。在多數(shù)小枝中，頂端第1個(gè)完全展開的葉片較為幼嫩，葉色為淺綠，其余葉片均呈深綠色。

2.1?? 長(zhǎng)節(jié)箬竹不同部位葉片的凈光合速率

同一小枝上，不同部位的葉片凈光合速率差異顯著（p<0.05）。從頂端往下完全展開的第一個(gè)葉片光合速率最低，第2和第3個(gè)葉片凈光合速率值最高，隨著葉齡的增長(zhǎng)，葉片凈光合速率逐漸降低，除頂端第1個(gè)葉片和基部的第8個(gè)葉片凈光合速率較低外，同一小枝上的葉片凈光合速率差異不顯著（圖1A）。

同一竹節(jié)上的叢生枝條之間，兩端邊緣的小枝葉片凈光合速率較高，而中間小枝葉片的凈光合速率較低（圖1B），但總的來說6個(gè)小枝的葉片凈光合速率差異不顯著（p>0.05）。此外，長(zhǎng)節(jié)箬竹頂端葉片以及不同竹節(jié)之間葉片凈光合速率差異不顯著（p>0.05，圖1C）。

A：同一小枝中的不同葉片;B：同一節(jié)的不同叢生小枝的葉片;C：主枝頂端和不同竹節(jié)的葉片。不同小寫字母表示葉片間凈光合速率差異顯著（p<0.05，Duncan）。

2.2 長(zhǎng)節(jié)箬竹不同部位葉片的葉綠素含量

長(zhǎng)節(jié)箬竹不同部位葉片之間葉綠素含量差異顯著（p<0.05）。葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素含量間呈極顯著正相關(guān)性（p<0.01）。葉綠素含量在同一小枝的不同葉片中，按照從頂端到基部的順序大致呈先升后降的趨勢(shì)，第1個(gè)完全展開的葉片葉綠素含量最低，而第4個(gè)葉片的葉綠素含量最高，除第1和第8葉片外，其余葉片葉綠素含量差異不顯著（圖2A）。同一節(jié)上伸展在兩邊邊緣的1號(hào)和6號(hào)枝條葉綠素含量較高，中間4個(gè)枝條上葉片葉綠素含量較低（圖2B）。主枝頂端和第1節(jié)的葉片葉綠素含量較高，往基部方向的其他節(jié)上葉片葉綠素含量有所下降（圖2C）。葉綠素含量最高的第1節(jié)的葉片比含量最低的第3節(jié)葉片總?cè)~綠素含量多約18%。

A：同一小枝中的不同葉片;B：同一節(jié)的不同叢生小枝的葉片;C：主枝頂端和不同竹節(jié)的葉片。不同小寫字母表示葉片之間葉綠素含量差異顯著（p<0.05，Duncan），同一部位葉片3個(gè)字母相同統(tǒng)一標(biāo)注1次，否則在每個(gè)柱上單獨(dú)標(biāo)注。

2.3 長(zhǎng)節(jié)箬竹不同部位葉片的可溶性糖含量

長(zhǎng)節(jié)箬竹同不同部位葉片的可溶性糖含量差異顯著（p<0.05）。在同一小枝中，可溶性糖含量大致隨著葉齡的增加而升高（圖3A）。在同一節(jié)的小枝之間，邊緣的小枝的葉片可溶性糖含量較低，而中間小枝的葉片可溶性糖含量較高（圖3B）。主枝頂端和前3個(gè)竹節(jié)上的葉片可溶性糖含量較高，且相互間無顯著差異，而靠近中部的第4-7節(jié)的葉片可溶性糖含量比頂部葉片顯著降低（圖3C）。

A：同一小枝從頂端到基部的第1-8個(gè)葉片;B：同一節(jié)的不同叢生小枝的葉片;C：從頂端到竹竿中部第1-7個(gè)節(jié)的小枝的葉片。不同小寫字母表示葉片之間可溶性糖含量差異顯著（p<0.05，Duncan）。

3 討論

在同一小枝上，第一個(gè)完全展開的葉片葉色較淺，光合效率最低，與葉綠素含量檢測(cè)結(jié)果一致，說明幼嫩的葉片凈光合速率受到葉綠素含量的影響較大。葉綠素是綠色植物葉片捕獲和轉(zhuǎn)化光能的核心，其含量是影響葉片光合效率的重要因素。然而，本研究中同一小枝上不同葉片的凈光合速率和葉綠素含量雖呈正相關(guān)關(guān)系，但相關(guān)性不顯著，說明除葉綠素含量外的其他因素對(duì)葉片光合效率的影響同樣重要。

在同一竹節(jié)叢生的小枝中，兩端邊緣枝條的葉片葉綠素含量最高，而中間枝條的葉片葉綠素含量較低（圖2B），可能是端頭枝條的邊緣效應(yīng)造成的，邊緣的葉片無遮光，更易受到陽光直射。光照強(qiáng)度對(duì)植物葉片葉綠素含量有著顯著的影響，趙平（1999）對(duì)垂枝樺、歐洲水青岡和歐洲白櫟的研究中發(fā)現(xiàn)全光下三種樹木葉片葉綠素含量比20%光照下分別多5%、42%和12%[15]。

可溶性糖含量在主枝頂端和前3節(jié)的葉片中較高，而在第4-7節(jié)的葉片中均處于較低的水平（圖3C）。作為高等植物的主要光合產(chǎn)物和植物碳水化合物代謝和暫時(shí)儲(chǔ)存的主要形式，可溶性糖含量高表示葉片代謝旺盛[16]。在同一小枝中，葉片可溶性糖含量隨著葉齡的升高呈大致上升的趨勢(shì)（圖3A），這與凈光合速率的變化趨勢(shì)相反（圖1A）;在同一節(jié)中，邊緣小枝的葉片可溶性糖含量較低，而中間小枝的葉片可溶性糖含量較高（圖3B），這與葉綠素含量的變化趨勢(shì)相反（圖2B）。這中情況與于巖等（2011）對(duì)桃樹葉片的研究的結(jié)果相似[17]。這種光合速率和葉綠素含量與可溶性糖含量呈負(fù)相關(guān)（p>0.05）的現(xiàn)象可能是由糖積累反饋抑制光合作用造成的[18]。

在對(duì)葉片生理活性測(cè)定時(shí)，應(yīng)選取生理活性強(qiáng)的功能葉為試材。在長(zhǎng)節(jié)箬竹的不同竹節(jié)中，主枝頂端和第1個(gè)節(jié)上的葉片葉綠素含量和可溶性糖含量均較高，此兩個(gè)部位的葉片可優(yōu)先選為樣品;在同一竹節(jié)的多個(gè)叢生枝條中，中間枝條的葉片多有互相遮光的現(xiàn)象，不宜選作樣品，而邊緣的枝條葉片幾乎無遮光，是取樣的首選;同一枝條上的不同葉片中，最頂端的葉片大多尚未成熟，而從頂端往下數(shù)第2-6號(hào)葉片其凈光合速率、葉綠素含量和可溶性糖含量差異均較小，皆可選作樣品。參考以上結(jié)果，建議在竹葉片生理指標(biāo)測(cè)定中選取主枝頂端以及第1節(jié)邊緣小枝上的第2-6號(hào)葉片。

參 考 文 獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯：唐 嵐）