CO2和O3浓度升高及其复合作用对银杏光合机理的影响

论文摘要

本文在开顶箱（OTC）中对银杏（Ginkgo biloba L.）进行熏蒸试验，试验设四个处理：CO2浓度升高（700±20μmol／mol）、O3浓度升高（80±8nmol／mol）、CO2和O3浓度升高复合（CO2，700±20μmol／mol；O3，80±8nmol／mol）、对照（气室控制下自然大气CO2、O3浓度），研究了不同处理对银杏光合作用的影响，分析银杏对CO2和O3浓度升高的光合响应机理，预测未来气候变化条件下银杏作为沈阳市城市森林树种的可行性。CO2浓度升高使银杏叶片的净光合速率升高，气孔导度和蒸腾速率下降，胞间CO2浓度增加，羧化效率先升高后降低；Chl（a+b）、Chla／b及类胡萝卜素含量提高；Hill反应活力、叶绿体Ca2+／Mg2+-ATP酶活性增强，可溶性蛋白、可溶性糖和淀粉含量增加；叶片气孔数目减少、气孔开度下降，叶绿体发育完好，内含淀粉粒体积明显变大，基粒片层排列整齐，略有加厚，细胞壁略有加厚。O3浓度升高导致银杏叶片的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度均降低，羧化效率先升高后降低；Chl（a+b）下降，Chla／b及类胡萝卜素含量先升高后降低；Hill反应活力、叶绿体Ca2+／Mg2+-ATP酶活性下降，可溶性蛋白、可溶性糖和淀粉含量降低；气孔形状由圆形变为椭圆形，部分气孔关闭，叶绿体完全松散变形，内含淀粉粒减少，体积变小，基粒片层结构完全解体，细胞壁明显加厚，表面粗糙。CO2和O3浓度升高复合处理下，CO2浓度升高明显削弱了O3浓度升高对银杏光合作用的不利影响。在该处理下，银杏叶片的净光合速率提高，气孔导度、蒸腾速率降低，胞间CO2浓度增加，羧化效率先升高后降低；Chl（a+b）、Chla／b及类胡萝卜素含量均呈先升高后降低趋势，Chl（a+b）总体表现为略有下降：Hill反应活力增强，叶绿体Ca2+-ATP酶活性表现为先升高后降低，而Mg2+-ATP酶活性则先降低后升高，可溶性蛋白、可溶性糖和淀粉含量增加；气孔数目减少，部分气孔关闭，但其形状没有明显变化，叶绿体发育较好，内含淀粉粒积累的数量略有下降，体积增大较为明显，部分基粒片层开始膨散，但仍有部分片层排列较整齐，细胞壁略变粗糙。此外，不同处理下银杏叶片的相对电导率和脯氨酸含量均增加，其总的趋势为O3处理＞复合处理＞CO2处理＞CK处理，说明CO2和O3浓度升高及其复合作用一定程度上造成了银杏叶片的逆境伤害，CO2处理部分补偿了O3处理造成的伤害。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 前言
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究进展
• 第二章 材料与方法
• 2.1 试验材料与设计
• 2.2 测定方法
• 2.3 数据分析
• 第三章 结果与分析
• 3.1 不同处理对银杏净光合速率（Pn）的影响
• 3.2 不同处理对银杏气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）的影响
• 2浓度（Ci）及羧化效率（CE）的影响'>3.3 不同处理对银杏胞间 CO₂浓度（Ci）及羧化效率（CE）的影响
• 3.4 不同处理下Pn与Gs、Ci、Tr以及CE的相关分析
• 3.5 不同处理对银杏光合色素含量的影响
• 3.5.1 不同处理对银杏叶绿素含量的影响
• 3.5.2 不同处理对银杏类胡萝卜素含量的影响
• 3.6 不同处理对银杏叶片结构的影响
• 3.6.1 不同处理对银杏叶片显微结构的影响
• 3.6.2 不同处理对银杏叶片超微结构的影响
• 3.7 不同处理对银杏 Hill反应活力的影响
• 3.8 不同处理对银杏叶绿体 ATP酶活性的影响
• 2+-ATP酶活性的影响'>3.8.1 不同处理对银杏叶绿体Ca²⁺-ATP酶活性的影响
• 2+-ATP酶活性的影响'>3.8.2 不同处理对银杏叶绿体Mg²⁺-ATP酶活性的影响
• 3.9 不同处理对银杏可溶性蛋白含量的影响
• 3.10 不同处理对银杏光合产物的影响
• 3.10.1 不同处理对银杏可溶性糖含量的影响
• 3.10.2 不同处理对银杏淀粉含量的影响
• 3.11 不同处理对银杏的逆境伤害
• 3.11.1 不同处理对银杏叶片膜透性的影响
• 3.11.2 不同处理对银杏叶片脯氨酸含量的影响
• 第四章 结论与讨论
• 4.1 结论
• 4.2 讨论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文