基于光响应机理模型的对花期大豆光合特性的研究

【作者】 左官强； 于明龙； 李瑶； 于奇； 郑殿峰； 冯乃杰；

【机构】 黑龙江八一农垦大学农学院； 国家杂粮工程技术研究中心；

【摘要】 【研究背景】植物光合作用受环境因素以及自身遗传因素的共同影响。光合速率跟光强之间的研究认为是研究植物光合生理过程对环境响应的基础。植物光合作用与叶片捕光色素分子对光能的吸收、传递、电荷分离等过程相关,本文利用Ye等构建的光合电子流对光响应和光合作用对光响应的机理模型,通过模型中反映叶片捕光色素分子特性的内禀参数,如捕光色素分子数量（No）、光能吸收能力(光能吸收截面σ_ik)、捕光色素分子处于最低激发态的最小平均寿命（τmin）等来探究解释花期大豆品种间最大电子传递速率与光合速率出现差异的原因;【材料与方法】大豆试验品种为‘合丰50’和‘垦丰16’。于大豆花期（R1期）利用Li-6400-40B荧光叶室进行电子传递速率和光合作用对光的响应曲线测定。光合仪流速设定为300μmol s^-1,气室温度为30℃,气室空气相对湿度为60%-75%,叶室CO₂浓度设置为380μmol mol^-1,光合有效辐射的梯度设13个水平,分别为2500,2000,1800,1500,1200,1000,500,200,150,100,50,20和0μmol m^-2s^-1。【结果与分析】两个大豆品种在达到饱和光强后,光合速率和电子传递速率均随光强增加发生光抑制现象,垦丰16的光合速率高于合丰50,而合丰50电子传递速率高于垦丰16。【结论】垦丰16叶绿素含量较合丰50高,其总捕光色素分子数高于合丰50,且电子利用效率也高于合丰50。但合丰50有效光能吸收截面却高于垦丰16,表明其捕光色素分子光能吸收能力强于垦丰16。合丰50处于激发态的捕光色素分子平均寿命低于垦丰16,表明合丰50的激发态捕光色素分子退回到基态的时间短。另外合丰50处于激发态的捕光色素分子数少于垦丰16,以上这些原因造成两品种大豆在光合速率及电子传递速率间的差异。更多还原