《茄子光合系统对单色光质和二氧化碳阶跃变化的响应》由会员分享，可在线阅读，更多相关《茄子光合系统对单色光质和二氧化碳阶跃变化的响应（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、河北农业大学 硕士学位论文 茄子光合系统对单色光质和二氧化碳阶跃变化的响应 姓名：杜爽 申请学位级别：硕士 专业：蔬菜学 指导教师：高志奎；李青云 2009-06-15 摘 要 以 “黑帅圆茄”为试材，在日光温室条件下测试了高亮型发光二极管 LED 光源 发出的白光(400700nm)和单色光质红光(6605)nm、绿光(5505)nm、蓝光 (4705)nm下叶片和叶绿素的光吸收，以及光强和二氧化碳对光合响应特性参数， 分析了红、蓝和绿单色光质的光合效率以及羧化效率。通过分光光度计在 400 700nm 波长范围内扫描表明，叶绿素对强吸收波长 400480nm 和 650680nm 范 围内
2、的红光（660nm）和蓝光（470nm）的吸光值较高，白光（400700nm）居中， 绿光（550nm）较低。最大羧化效率（Vcmax）和光下暗呼吸速率（Rd）随着光质光 谱的增长而降低，最大电子传递速率（Jmax）和磷酸丙糖利用速率（TPU）随着随 着光质光谱的增长而升高。 但是通过在不同光质下光饱和点、 光补偿点、 光和效率、 二氧化碳饱和点、二氧化碳补偿点、羧化效率以及光和动力学参数的比较，综合反 映出红光的光合效率和羧化效率高于于绿光，绿光的光合效率和羧化效率高于蓝 光，其原因主要与蓝光、绿光和红光的光的光吸收系数 高低有关。 在改进 Ciras-2 便携式光合系统的动态测试性能基础上
3、， 采用 CO2阶跃变化与 O2分压的组合处理方法， 测试了茄子光合动态响应进程， 解析了光合对 CO2动态响 应的生化特性和生物物理特性。当大气 CO2浓度从 Ca以 Ca1梯度增加到 Ca2时，茄 子叶片光合 CO2吸收进程呈现振颤现象。 其光合速率 Pn 动态进程可分为 4 个区段： 原稳态区，初响应区，振颤区或趋稳区，直至终稳态区。在 21O2下，原稳态区 的 RUBP 再生提速相对速率 aRUBP为 0；终稳态区 aRUBP为 1；初响应区和振颤区， aRUBP进程在 0 和 1 之间呈现 S 型曲线。 类似地， 在 2O2下， 原稳态区的 Pi 和 RUBP 再生提速相对速率 aP
4、iRUBP为 0；终稳态区 aPiRUBP为 1；初响应区和振颤区，a Pi RUBP进程在 0 和 1 之间呈现 S 型曲线。但是在 2O2和较低的 Ca2下主要是由于 Pi 再生限制而导致光合振颤，而在 2O2和较高的 Ca2下发生的光合振颤既包含着 Pi 再生限制也有 RuBP 再生限制。 rubisco 的数量与活性因低光强限制表现出光合振颤 振幅减小现象。 rubisco 羧化的初响应时间 to与光合系统的综合阻力成正比， 与 CO2 梯度 Ca2呈现直线正相关。 针对 CO2阶跃扰动下茄子光合的振荡动态现象，采用 CO2阶跃起点（Ca1）和 阶点（Ca2）处理以及不同光照水平（PA
5、R）下 CO2阶跃处理，结合光合系统反馈控 制动态生化模型中传递函数的振荡单元，分析了茄子动态光合的振荡特征参数。通 过稳态光合参数，将茄子光合速率（Pn）转化为羧化速率（Vc）的动态进程可见， 较低的 CO2阶跃起点下，光合系统的时间常数 T 较大，光合系统的阻尼系数 、无 阻尼自然振荡频率 n和阻尼振荡频率 d则较小，因而 Pn 和 Vc 振荡剧烈；较高的 CO2阶跃阶点下， 急剧减小，Pn 和 Vc振荡愈加剧烈；光强 PAR 增至 900 mol quatam-2s-1以上时， 急剧减小，Pn 和 Vc振荡也愈加剧烈。综合分析可见，发生 光合振荡的条件是较低的 和较大的 T；相反，不发生
6、光合振荡的条件是较高的 和较小的 T；但是，发生光合振荡的临界条件需要在中高的 下配合较大的 T。本 试验中，能够引起茄子光合振荡的 CO2阶跃起点、阶点和光强临界量分别选定为 300molL-1、900molL-1、500mol quatam-2s-1。据此计算的 CO2阶跃扰动强度 Dc 与茄子光合振荡系统的阻尼系数 之间呈指数极显著负相关关系，r =-0.8239。 关键词：茄子；光质；振颤；CO2阶跃扰动；阻尼系数 The effects of monocolour light quality and CO2 step change on photosynthesis syetem o
7、f Eggplant Candidate :Du Shuang Speciality:olericlture Supervisor:Gao Zhikui Li Qingyun Abstract This paper highlights the studies on light absorption of the leaf and the chlorophyll , response characteristics parameters of Pn/PAR and Pn/CO2 ,and with white ligh(400nm 700nm)and monocolour light qual
8、ityred light(6505)nm ， green light(5505)nm,blue light(4705)nm and also analyses the photosynthetic efficiency and carboxylation effciency of red light ,green light and blue light on eggplant(Solanum melongena L.)HEISHUAI.The absorption value red light(660 nm) and blue light(470 nm) of chlorophyll wh
9、ich in the scope of the strong wavelength of 400nm480nm and 650nm680nm are higher , the absorption value of white light(400nm700nm)is centered ,the green light is lower. The Vcmax and Rd to lower with the growth of the spectrum ,and the Jmax and TPU to Increased with the growth of the spectrum . Com
10、pare the LSP,LCP,AQY,PQY,CSP,CCP,CE,and dynamical parameters,the result reflects the photosynthesis efficiency of red light is higher than the green light, and the photosynthesis efficiency of green light is higher than the blue light,on account of the of blue light is lower than green light, and gr
11、een light is lower than red light. After the rapid response performance of CIRAS-2 (PP Systems, Ltd.) is made better on transient photosynthesis, the course of transient photosynthesis was measured by CO2 Step-transformation with 21%O2 or 2%O2 in solar greenhouse eggplant, in order to analyze charac
12、teristics of biochemistry and biophysics on dynamic photosynthesis. The course of CO2 uptake by a eggplant leaf displayed a oscillation during transients from stabilized state at one CO2 concentration Ca1 to other CO2 concentration Ca2, which was divided four phases, i.e. original stabilized state p
13、hases, beginning response phases, oscillation phases, and new stabilized state phases. Under 21%O2, the relative accelerating velocity of RUBP resynthesis aRUBP is zero in the original stabilized state phases; aRUBP is 1 in the new stabilized state phases; and the course of aRUBP shows S-curve betwe
14、en 0 and 1 in the beginning response phases and oscillation phases. Analogously, under 2%O2, the relative accelerating velocity of both Pi and RUBP (ribulose-1,5-bisphosphate) resynthesis aPiRUBP is zero in the original stabilized state phases; aPiRUBP is 1 in the new stabilized state phases; and th
15、e course of aPiRUBP shows S-curve between 0 and 1 in the beginning response phases and oscillation phases. But the oscillations resulted mainly from the limit of Pi resynthesis under both 2%O2 and lower grads Ca2 of CO2 Step-transformation, and the oscillations resulted from the limit of Pi resynthe
16、sis and RUBP resynthesis under both 2%O2 and higher Caij. The lower light resuled in smaller swing in the course of oscillation because the quantity and activity of rubisco (ribulose-1,5-bisphosphate carboxyl ase/oxygenase) were limited by lower light. The time of beginning response of rubisco carboxylation to showed direct ratio to the resistances in the photosynthesis system and showed positive correlation in linear with Ca2. In all
