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作物杂志,2017, 第5期: 93–99 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2017.05.016

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

海拔梯度对马铃薯光合特性和荧光特性的影响

叶宏达1,达布希拉图2,沙本才1,王文祥1,刘佳1,叶怡然1,海梅荣1   

  1. 1云南农业大学农学与生物技术学院,650201,云南昆明
    2云南农业大学资源与环境学院,650201,云南昆明
  • 收稿日期:2017-05-01 修回日期:2017-08-01 出版日期:2017-10-15 发布日期:2018-08-26
  • 通讯作者: 海梅荣
  • 作者简介:叶宏达,在读硕士研究生,主要从事植物生产生理研究
  • 基金资助:
    国家自然科学基金青年基金(31201147);云南省现代农业马铃薯产业技术体系建设栽培研究生岗位专家专项经费(云财教[2014]160号)

Effects of Altitude on Photosynthetic and Fluorescence Characteristics, and Antioxidant Properties on Solanum tuberosum L.

Ye Hongda1, 2,Sha Bencai1,Wang Wenxiang1,Liu Jia1,Ye Yiran1,Hai Meirong1   

  1. 1College of Agronomy and Biotechnology,Yunnan Agricultural University,Kunming 650201,Yunnan,China
    2College of Resources and Environment,Yunnan Agricultural University,Kunming 650201,Yunnan,China
  • Received:2017-05-01 Revised:2017-08-01 Online:2017-10-15 Published:2018-08-26
  • Contact: Meirong Hai

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PDF (PC)

115

摘要：

海拔是限制马铃薯光合生理特性的主要生态因子之一,因此研究不同海拔对马铃薯叶片的生理特性影响具有重要的意义。不同海拔的马铃薯品种的光合生理特性因海拔而异。在海拔不同的云南皎西村（890m）、转龙镇（1 998m）和炭山村（2 988m）3个地区正常氮素水平下种植的盈江小洋芋、剑川红、老家洋芋3个马铃薯地方品种为试验材料,分析了海拔梯度对马铃薯地方品种叶片光合特性和荧光特性的影响。研究结果：高海拔品种老家洋芋从低海拔到高海拔地区的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）等光合指标相对其他马铃薯地方品种变化幅度较大,因此认为老家洋芋对海拔升高导致的环境胁迫的适应性最强。从荧光特性可以看出3个马铃薯地方品种在应对海拔升高时光保护机制存在差异。

关键词: 海拔梯度, 马铃薯地方品种, 光合特性, 荧光特性

Abstract:

Altitude is one of the main ecological factors limiting photosynthetic physiological characteristics of potato (Solanum tuberosum L.), and it has a great significance to study the effects of different altitudes on the physiological characteristics of potato leaves. Photosynthetic characteristics of potato at different altitudes depends on various altitudes. In this study, there were three potato species cultivars, Yingjiangxiaoyangyu, Jianchuanhong and Laojiayangyu that were cultivated under the normal nitrogen level, which were experimented in three areas of Jiaoxi (890m), Zhuanlong (1 998m) and Tanshan (2 988m) to analyze the effects of altitude gradient on photosynthetic characteristics and fluorescence characteristics of potato landraces. The results showed that the net photosynthetic rate, stomatal conductance and transpiration rate of the high-altitude cultivars from the low altitude to the high altitude area were changed relatively larger than those of other potato varieties. As far as Laojiayangyu was considered to be the most adaptable variety for the environmental stress caused by the altitude, it could be seen that the three potato varieties had different photoprotective mechanisms in response to elevated altitudes.

Key words: Altitude gradient, Potato local species, Photosynthetic characteristics, Fluorescence characteristics

图1

不同海拔的马铃薯品种叶片叶绿素含量的变化 不同小写字母表示同一海拔不同品种之间差异显著（P<0.05）;“**”表示同一品种不同海拔之间差异显著（P<0.01）"

表1

海拔对马铃薯地方品种光合参数的影响"

地点
Site		 参数
Variable		 盈江小洋芋
Yingjiang-xiaoyangyu		 剑川红
Jianchuanhong		 老家洋芋
Laojia-yangyu
皎西村 Pn[μmol/(m2·s)] 11.14a 9.58a 5.15b
Jiaoxi Gs[μmol/(m2·s)] 0.11aA 0.07bB 0.05bB
Ci (μmol/mol) 206.46a 139.57b 205.56a
Tr[mmol/(m2·s)] 6.26aA 2.30bB 2.82bB
转龙镇 Pn[μmol/(m2·s)] 11.85b 16.86a 15.74a
Zhuanlong Gs[μmol/(m2·s)] 0.05b 0.09ab 0.11a
Ci (μmol/mol) -8.29bB 66.94aAB 94.50aA
Tr[mmol/(m2·s)] 2.18b 2.64ab 3.18a
炭山村 Pn[μmol/(m2·s)] 15.74bB 15.87bB 20.63aA
Tanshan Gs[μmol/(m2·s)] 0.35b 0.30b 1.59a
Ci (μmol/mol) 276.92bB 263.32bB 319.43aA
Tr[mmol/(m2·s)] 2.02bB 1.87cC 2.52aA

表2

不同海拔下马铃薯品种的叶绿素荧光参数"

地点Site 参数Index 老家洋芋Laojiayangyu 剑川红Jianchuanhogn 盈江小洋芋Yingjiangxiaoyangyu F
皎西村Jiaoxi Fv/Fm 0.804±0.013b 0.813±0.012a 0.808±0.011a 2.439*
ΦPSⅡ 0.511±0.008c 0.586±0.004a 0.560±0.017b 9.992**
ETR [μmol·e/(m2·s)] 32.223±3.445b 19.790±0.346c 34.100±1.960ab 28.570***
qP 0.567±0.031a 0.501±0.010b 0.530±0.017ab 15.540***
NPQ 0.442±0.010b 0.472±0.000a 0.422±0.011b 22.390***
转龙镇Zhuanlong Fv/Fm 0.829±0.015a 0.831±0.010a 0.832±0.005a 0.166
ΦPSⅡ 0.365±0.054a 0.323±0.085a 0.351±0.025a 0.664
ETR [μmol·e/(m2·s)] 47.920±5.041ab 54.723±6.300ab 35.567±11.550b 4.650**
qP 0.621±0.074ab 0.619±0.020ab 0.560±0.050b 1.846**
NPQ 0.188±0.013a 0.212±0.029a 0.241±0.016a 0.773
炭山村Tanshan Fv/Fm 0.831±0.011a 0.834±0.011a 0.834±0.004a 0.266
ΦPSⅡ 0.341±0.042b 0.365±0.026ab 0.359±0.060b 2.869**
ETR [μmol·e/(m2·s)] 33.563±9.351a 31.253±7.003a 52.257±24.640a 1.300
qP 0.622±0.054b 0.702±0.020a 0.651±0.035ab 3.462
NPQ 0.224±0.044a 0.210±0.028a 0.213±0.034a 0.770

图2

海拔对马铃薯品种ETR的影响"

"

品种Variety 皎西村
Jiaoxi		 转龙镇
Zhuanlong		 炭山村
Tanshan
老家洋芋Laojiayangyu 20.09±0.36 32.65±4.27 30.13±14.49
剑川红Jianchuanhong 31.27±0.60 37.27±9.35 20.09±0.36
盈江小洋芋
Yingjiangxiaoyangyu		 18.03±0.11 25.21±8.08 7.14±2.62

表4

不同海拔对马铃薯地方品种NPQ、qN和qP的影响"

品种
Variety		 皎西村Jiaoxi 转龙镇Zhuanlong 炭山村Tanshan
NPQ qN qP NPQ qN qP NPQ qN qP
老家洋芋
Laojiayangyu		 0.44±0.01a
 0.70±0.00a
 0.56±0.03a
 0.18±0.01a
 0.43±0.00a
 0.62±0.07a
 0.22±0.04a
 0.49±0.05a
 0.62±0.05a
剑川红
Jianchuanhong		 0.47±0.00a
 0.72±0.01a
 0.50±0.01c
 0.21±0.03a
 0.47±0.04a
 0.61±0.02b
 0.21±0.02a
 0.50±0.04a
 0.70±0.02a
盈江小洋芋
Yingjiangxiaoyangyu		 0.42±0.01a
 0.67±0.01b
 0.53±0.02b
 0.24±0.02a
 0.50±0.04a
 0.56±0.05b
 0.21±0.04a
 0.48±0.05a
 0.65±0.03a
[1] 刘钟, 薛英利, 杨圆满 , 等. 人工遮阴条件下3个马铃薯品种耐阴性研究. 云南农业大学学报, 2015,30(4):566-574.
doi: 10.16211/j.issn.1004-390X(n).2015.04.013
[2] 杨帅, 闵凡祥, 高云飞 , 等. 新世纪中国马铃薯产业发展现状及存在问题. 中国马铃薯, 2014,28(5):311-316.
doi: 10.3969/j.issn.1672-3635.2014.05.012
[3] 王学英, 师生波, 吴兵 . 西宁和海北麻花艽净光合速率和叶绿素荧光参数的日变化比较. 西北植物学报, 2005,25(12):2514-2518.
[4] 温国胜, 田海涛, 张明如 , 等. 叶绿素荧光分析技术在林木培育中的应用. 应用生态学报, 2006,17(10):1973-1977.
[5] 张勇, 程怡, 王清明 , 等. 遮荫对月季光合特性及生长发育的影响. 西北植物学报, 2014,34(1):162-168.
doi: 10.7606/j.issn.1000-4025.2014.01.0162
[6] 何涛, 吴学明, 张改娜 , 等. 不同海拔火绒草叶绿体超微结构的比较. 云南植物研究, 2005,27(6):639-643.
doi: 10.3969/j.issn.2095-0845.2005.06.006
[7] 龚荣高, 丁建林, 张光伦 . 不同海拔高度对青脆李生理辐射光谱、光合特性及果实品质的影响. 四川农业大学学报, 2010,28(4):454-458.
[8] Arnon D I . Copper enzymes in isolated chloroplast//Polyphenoloxidase in Beta vulgaris. Plant Physiology, 1949,24(1):126-138.
[9] Bazza F A, Carlson R W . Photosynthetic acclimation to variability in the light environment of early and late successional plants. Oecologia, 1982,54:313-316.
doi: 10.1007/BF00379999
[10] 林小虎, 秘树青, 郭振清 , 等. 同海拔天女木兰叶抗氧化酶活性与光合色素含量. 经济林研究, 2011,9(2):60-64.
doi: 10.3969/j.issn.1003-8981.2011.02.010
[11] 刘瑞显, 王友华, 陈兵林 , 等. 花铃期干旱胁迫下氮素水平对棉花光合作用与叶绿素荧光特性的影响. 作物学报, 2008,34(4):675-683.
doi: 10.3724/SP.J.1006.2008.00675
[12] Muller P, Li X P, Niyogi K K . Non-photochemical quenching:a response to excess light energy. Plant Physiology, 2001,125:1558-1566.
doi: 10.1104/pp.125.4.1558
[13] 韩玙, 刘石山, 梁艳丽 . 不同光照强度下花魔芋(Amorphophallus konjac)与谢君魔芋(Amorphophallus xiei)光合特性及光保护机制研究. 植物研究, 2013,33(6):676-683.
[14] Ogren E, Sundin U . Photosynthetic responses to variable light:a comparison of species from contrasting habitats. Oecologia, 1996,106:18-27.
doi: 10.1007/BF00334403 pmid: 28307153
[15] 杨智超, 李彩霞, 高海宁 , 等. 海拔对民乐紫皮大蒜植株光合特性及鳞茎品质的影响. 甘肃农业大学学报, 2014,49(2):106-111.
doi: 10.3969/j.issn.1003-4315.2014.02.020
[16] Morecroft M D, Woodward F I . Experimental investigations on the environmental determination of δ 13C at different altitudes . Journal of Experimental Botany, 1990,41(10):1303-1308.
doi: 10.1093/jxb/41.10.1303
[17] 金高明 . 黄土高原不同海拔高度的富士苹果光合特性及生理效应的比较研究. 兰州:甘肃农业大学, 2015.
[18] 罗旭 . 不同海拔对金冠苹果光合特性和果实品质的影响. 雅安:四川农业大学, 2013.
[19] Genty B, Briantais J M, Rchreibe B N . Ecophysiology of photosynthesis. Biochimica et Biophysica Acta, 1989,900:87-92.
[20] 陈贻竹, 李晓萍, 夏丽 , 等. 叶绿素荧光技术在植物环境胁迫研究中的应用. 热带亚热带植物学报, 1995,3(4):79-86.
[21] 林世青, 许春辉 . 叶绿素荧光动力学在植物抗性生理学生态学和农业现代化中的应用. 植物学通报, 1992,9(1):1-16.
[22] van Kooten O, Snel J F . The use of chlorophyll fluorescence nomenclature in plant stress physiology. Photosynthesis Research, 1990,25(3):147-150.
doi: 10.1007/BF00033156 pmid: 24420345
[23] Maxwell K, Johnson G N . Chlorophyll fluorescence-a practical guide. Journal of Experiment Botany, 2000,51(345):659-668.
doi: 10.1093/jexbot/51.345.659 pmid: 10938857
[1] 张一中, 周福平 张晓娟 邵 强 杨 彬 柳青山. 高粱种质材料光合特性和水分#br# 利用效率鉴定及聚类分析[J]. 作物杂志, 2018, (5): 45–53
[2] 隋阳辉, 高继平 刘彩虹, 徐正进 王延波 赵海岩. 东北冷凉地区秸秆还田方式对水稻#br# 光合、干物质积累及氮素吸收的影响[J]. 作物杂志, 2018, (5): 137–143
[3] 权宝全,白冬梅,田跃霞,薛云云. 不同源库关系对花生光合特性及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 102–105
[4] 张晓勇,杨友联,李树江,熊荣川,向红. 外源激素对低温胁迫下脱毒马铃薯扦插苗早衰的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 95–101
[5] 叶怡然,达布希拉图,沙本才,王文祥,叶宏达,耿世娴,成京晋,海梅荣. 不同肥料对冬马铃薯光合特性的影响[J]. 作物杂志, 2018, (3): 135–140
[6] 张姣,吴奇,周宇飞,王艺陶,张瑞栋,黄瑞冬. 苗期和灌浆期干旱-复水对高粱光合特性和物质生产的影响[J]. 作物杂志, 2018, (3): 148–154
[7] 陈芳,刘宇鹏,谷晓平,胡家敏,于飞,张波. 低温对茶树光合特性及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (3): 155–161
[8] 何海军,王晓娟,寇思荣. 西北旱作区不同种植密度对玉米光合特性和产量的影响[J]. 作物杂志, 2017, (6): 91–95
[9] 王曙光,史雨刚,史华伟,曹亚萍,孙黛珍. 春小麦光合特性与抗旱性的关系研究[J]. 作物杂志, 2017, (6): 23–29
[10] 谷晓平,于飞,梁平,陈芳. 不同栽培方式对水稻光合特性及产量的影响[J]. 作物杂志, 2017, (5): 66–72
[11] 高宇,崔世茂,宋阳,孙世君. CO2加富对温室辣椒幼苗生长及光合特性的影响[J]. 作物杂志, 2017, (5): 80–84
[12] 王俊红,裴雪霞,党建友,武雪萍. 两种除草剂及其用量对小麦生长发育及旗叶抗氧化酶活性的影响[J]. 作物杂志, 2017, (3): 157–161
[13] 李开宇,孙占祥,杨宁,郑家明,朱志闯,肖继兵,冯良山,卢闯. 追施不同形态氮素对膜下滴灌玉米光合特性和产量的影响[J]. 作物杂志, 2017, (2): 93–97
[14] 张春明,赵雪英,闫虎斌,朱慧珺,张泽燕,张耀文. 间作栽培模式下不同小豆品种的光合特性研究[J]. 作物杂志, 2016, (6): 67–72
[15] 孙惠敏,郑树文,郑伟,王安萍,冯关萍,段世华,郑卓. 大穗型水稻品种7-37的光合特性及子粒灌浆特性研究[J]. 作物杂志, 2016, (5): 38–43
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[1] 赵广才,常旭虹,王德梅,陶志强,王艳杰,杨玉双,朱英杰. 小麦生产概况及其发展[J]. 作物杂志, 2018, (4): 1 –7 .
[2] 权宝全,白冬梅,田跃霞,薛云云. 不同源库关系对花生光合特性及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 102 –105 .
[3] 黄学芳,黄明镜,刘化涛,赵聪,王娟玲. 覆膜穴播条件下降水年型和群体密度对张杂谷5号分蘖成穗及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 106 –113 .
[4] 黄文辉, 王会, 梅德圣. 农作物抗倒性研究进展[J]. 作物杂志, 2018, (4): 13 –19 .
[5] 赵云,徐彩龙,杨旭,李素真,周静,李继存,韩天富,吴存祥. 不同播种方式对麦茬夏大豆保苗和生产效益的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 114 –120 .
[6] 陆梅,孙敏,任爱霞,雷妙妙,薛玲珠,高志强. 喷施叶面肥对旱地小麦生长的影响及与产量的关系[J]. 作物杂志, 2018, (4): 121 –125 .
[7] 王晓飞,徐海军,郭梦桥,肖宇,程薪宇,刘淑霞,关向军,吴耀坤,赵伟华,魏国江. 播期、密度及施肥对寒地油用型紫苏产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 126 –130 .
[8] 朱鹏锦,庞新华,梁春,谭秦亮,严霖,周全光,欧克维. 低温胁迫对甘蔗幼苗活性氧代谢和抗氧化酶的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 131 –137 .
[9] 高杰,李青风,彭秋,焦晓燕,王劲松. 不同养分配比对糯高粱物质生产及氮磷钾利用效率的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 138 –142 .
[10] 商娜,杨中旭,李秋芝,尹会会,王士红,李海涛,李彤,张晗. 鲁西地区常规棉聊棉6号留叶枝栽培的适宜密度研究[J]. 作物杂志, 2018, (4): 143 –148 .