花叶矢竹复绿期光合特性及叶绿体结构

【目的】通过无损伤测量叶绿素相对含量(SPAD值)筛选不同复绿程度的叶片,揭示花叶矢竹白叶复绿过程的叶绿体超微结构、光合色素含量及光合特性之间的关系,为探讨白化突变材料的复绿机制及观赏竹繁育提供理论依据。【方法】以花叶矢竹花叶株白色不同复绿程度的叶片为研究材料,绿叶株相同位置的绿叶为对照组CK(100%),按照复绿程度为0、10%、30%、50%、70%和90%划分6个阶段,测定其光合色素含量、气体交换参数、光响应曲线、叶绿素荧光参数,观察叶绿体超微结构。【结果】花叶矢竹白叶色素含量极低,叶片复绿过程中,光合色素含量逐渐升高,而完全复绿叶的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、类胡萝卜素含量分别为正常绿叶的87.02%、98.20%、89.37%、85.02%,叶绿素b恢复至绿叶水平,但叶绿素a、总叶绿素及胡萝卜素含量均未达到绿叶水平;白叶无光合特性,复绿叶的净光合速率显著升高,气孔导度在复绿一定时期后趋于稳定,胞间CO2浓度显著降低,表明复绿叶片光合速率变化受非气孔因素影响;复绿叶片光饱和点升高,光补偿点降低,复绿叶暗呼吸速率与绿叶无显著差异,完全复绿叶表观量子效率仅为绿叶的78.66%;荧光参数Fo、NPQ呈先上升后下降,Fv/Fm、Y(Ⅱ)和ETR均显著升高,说明光合色素含量升高时PSⅡ反应中心捕光能力和光化学转化效率逐渐恢复,用于热耗散的能量逐渐减少;qP在复绿初期变化缓慢,到复绿后期变化不大,表明叶绿素a/b反应中心开放比例受复绿过程影响不大;叶绿体超微结构变化显著,白叶叶绿体无成熟类囊体片层结构,绿叶叶绿体类囊体垛叠清晰均匀,复绿叶叶绿体内膜结构逐渐恢复正常。【结论】光合色素累积及类囊体片层有序排列、垛叠是导致花叶矢竹复绿叶片光合功能逐渐恢复的2个重要的非气孔因素。