基于CO2传输阻力解析的土壤水分调控番茄光合生理机制

利用盆栽试验控制土壤含水率,基于叶绿素荧光、气体交换和响应曲线拟合相结合的方法解析番茄光合作用中CO2由大气传输至叶绿体羧化位点的系列阻力构成,揭示了土壤水分胁迫限制番茄光合速率的关键步骤及位点。结果表明：番茄光合速率（Pn）、最大羧化速率(Vc,max)、最大电子传递速率（Jmax）及初始羧化效率（CE）随土壤含水率变化呈“S”形变化曲线,初期缓慢增长,中期迅速增长,土壤水分充分时达到最大值并趋于稳定,可用logistic函数模拟。气孔和叶肉对CO2的传输导度及总传输导度随土壤含水率变化均呈明显的“S”形变化曲线,各支段CO2导度及总传输导度在土壤水分充分时趋于稳定并达到最大值;随着土壤水分胁迫的增大,各CO2传输导度逐渐降低并在重度土壤水分胁迫下达到最低值,可用logistic函数模拟。气孔导度与叶肉导度对光合速率限制的相对贡献率变化趋势相似,随着水分胁迫的加重,其贡献率逐渐增大,可以用指数函数模拟;羧化反应对光合速率限制的相对贡献率与气孔和叶肉导度相反,随着水分胁迫的增大,其贡献率逐渐减小,可以用对数函数模拟;在土壤水分充分时,羧化反应限速光合速率的相对贡献率最大,是限制光合速率的主导因子;在水分胁迫状况下,气孔限制和叶肉限制占主导地位,羧化反应的相对贡献率较低。气孔对CO2的传输导度与叶水势呈正相关,随叶水势的下降,气孔导度也呈线性下降趋势;叶肉导度与比叶重呈线性负相关关系,叶肉导度随比叶重的增大而线性减小,比叶重随土壤水分胁迫程度的加剧而逐渐增大。因此,水分胁迫状况下,气孔与叶肉对CO2的传输是水分胁迫限制光合速率的关键位点,气孔限速与保卫细胞水分失衡相关,而叶肉限速则由叶片厚度和组织疏松程度决定。     

外源硅和嫁接砧木对黄瓜幼苗生长及硅吸收分配的影响

选用砧木‘云南黑籽南瓜’和‘黄诚根2号’嫁接‘新泰密刺’黄瓜,以自根黄瓜为对照,在人工气候室内采用水培法研究了不同外源硅浓度下幼苗的光合特性、生物量积累及硅吸收分配特性。结果表明:低浓度外源硅(0.085和0.17mmol/L)提高幼苗的光合速率、蒸腾速率和生物量,高浓度外源硅(1.7 mmol/L)起到抑制作用;器官硅含量随外源硅浓度升高而增加,不同器官中硅含量为叶片根系茎;植株对硅的吸收速率为‘云南黑籽南瓜’嫁接黄瓜自根黄瓜‘黄诚根2号’嫁接黄瓜,相同硅浓度下器官中硅含量呈现相同变化规律。嫁接和适量外源硅可以促进黄瓜幼苗生长,嫁接砧木会改变植株对硅的吸收分配特性。     

硅营养和嫁接砧木对黄瓜幼苗耐冷性的影响

以‘新泰密刺’黄瓜（Cucumis sativus L.）自根幼苗、砧木品种‘黄诚根2号’（Cucurbita moschata Duch）和砧木品种‘云南黑籽南瓜’（Cucurbita ficifolia Bouché）嫁接幼苗为试材,通过水培试验研究了硅营养和砧木类型对黄瓜幼苗耐冷性的影响。结果表明：低温胁迫下,加硅处理的自根黄瓜幼苗冷害指数显著低于不加硅处理;无论是否加硅,嫁接黄瓜的冷害指数均低于自根黄瓜,以‘云南黑籽南瓜’嫁接黄瓜的耐冷性最强;硅营养和嫁接砧木均降低了黄瓜叶片的电解质渗漏率和丙二醛（MDA）含量,增加了脯氨酸（Pro）含量,提高了SOD、POD和CAT活性,嫁接砧木的作用大于硅营养,‘云南黑籽南瓜’的作用大于‘黄诚根2号’。综上,硅营养和嫁接砧木均影响黄瓜幼苗的耐冷性,但以砧木的作用更明显,砧木‘云南黑籽南瓜’作用大于砧木‘黄诚根2号’。