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民勤沙生植物园4种云杉属植物光化学特性的趋同适应
  • ISSN号:1000-0933
  • 期刊名称:《生态学报》
  • 时间:0
  • 分类:S288-24[农业科学—农业水土工程;农业科学—农业工程]
  • 作者机构:[1]中国科学院西北高原生物研究所、高原生物适应与进化重点实验室,西宁810001, [2]甘肃省治沙研究所、甘肃沙生植物工程技术研究中心,兰州730070
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(30670307,31460224);甘肃省基础研究创新群体项目(1506RJIA155);中央财政林业科技推广示范项目([2114]ZYTG12)感谢甘肃民勤荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站,和甘肃省荒漠化与风沙灾害防治国家重点实验室(培育基地)为本实验提供便利条件;感谢甘肃省治沙研究所张大彪高级工程师和孙涛副研究员在实验实施等方面给予的帮助.
中文摘要:

采用叶绿素荧光图像分析手段,结合叶绿素含量和主枝生长量测定,研究了沙地云杉、青海云杉、蓝云杉、白扦PSⅡ光化学效率和非光化学能量耗散的光响应特性及对稳态光强的适应性。结果表明:在相同生境和管理条件下,15年苗龄的4种云杉属植物生长势态良好,均能适应民勤荒漠气候环境;蓝云杉针叶的叶绿素含量较高,而青海云杉的叶绿素a、b比值(Chl a/b)较低;4种植物PSⅡ光化学效率的光响应曲线相似,但蓝云杉PSⅡ非光化学猝灭系数(NPQ)的光响应明显有别于其余3种;150μmol m-2s-1低光强下4种植物间NPQ的差异与PSⅡ最大光化学量子效率(Fv/Fm)一致,是内禀光合特性的反映;1500μmol m-2s-1高光强下的NPQ和PSⅡ最大效率(Fv′/Fm′)在4云杉属植物间没有差异,呈现光合生理的趋同适应。综合比较分析可知,蓝云杉和白扦在低光强具有略低的PSⅡ非光化学猝灭能力,在高光强具有相对高的PSⅡ运行效率(Fq′/Fm′),光驯化适应能力较大;沙地云杉和青海云杉具有几乎一致的PSⅡ光化学和非光化学猝灭特性,其耐荫性和喜光性相近;4种云杉属植物光合机构对干旱荒漠生境的驯化适应具有趋同性,可作为我国北方防护林建设和城市绿化的重要树种。

英文摘要:

Picea mongolica, Picea crassifolia, Picea pungens and Picea meyeri are the four spruce species growing in Minqin Desert Botanical Garden (38°35′ N, 102°58′ E; 1378 m asl). In combination with the analysis of photosynthetic pigments in needles and annual growth of main braches, the chlorophyll fluorescence imaging of needles were performed with prepared protocols using CF imager to determine the PS ]I photochemical efficiency and non-photochemical energy dissipation, and their adaptability to steady-state light intensity. The results showed that, in the same habitat and management, the four spruce species seedlings aged 15 years exhibited similar good growth behavior and all adapted to desert climatic environment ; the total chlorophyll contents were fairly higher in P. pungens while specific ratio of chlorophyll a to b (Chl a/b) was comparatively lower in P. crassifolia. Among the four species their photosynthetic response curves of PS Ⅱ photochemical efficiency were similar, but P. pungens illustrated an obviously different photosynthetic response in PS Ⅱ non-photochemical quenching coefficient (NPQ) from the other three. The consistent trend of NPQ irradiated with 150 tzmol m^-2 s^-1 low actinic light for 10 min and PS H photochemical maximum quantum efficiency (F/F) adapted for 20 min in dark exhibited the intrinsic photosynthetic characteristics of the species. That nearly no dissimilarities among the four species in NPQ irradiated with 1 500 μmol m^-2 s^-1 high actinic light and in PS Ⅱ maximum efficiency (Fv′/Fm′) done with low actinic light demonstrated their physiological expressions of convergent adaptation. Comprehensive comparative analysis indicates that P. pungens and P. meyeri have lower ability in PS 11 non-photochemical quenching in low light intensity, but a relatively higher PS II operating efficiency ( Fq′'/Fm′) in high light intensity, thus a greater ability for light-acclimation ; while P. mongolica and P. crassifolia share almost unanimously PS

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期刊信息
  • 《生态学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国生态学会 中国科学院生态环境研究中心
  • 主编:傅伯杰
  • 地址:北京海淀区双清路18号
  • 邮编:100085
  • 邮箱:shengtaixuebao@rcees.ac.cn
  • 电话:010-62941099 62843362
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-0933
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2031/Q
  • 邮发代号:82-7
  • 获奖情况:
  • 1998年获国家科委信息中心“国内科技期刊影响因子...,2000年环境期刊第三名,2000年中科院优秀科技期刊一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰地学数据库,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,英国动物学记录,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:117518