不同呈色類型的桃葉色變化生理機(jī)制與光合特性研究.pdf

1、紅葉桃春季新葉初發(fā)時(shí)葉色紅艷，在夏季高溫下會(huì)出現(xiàn)“返青”現(xiàn)象，且隨著葉齡的增加，基部葉片葉色逐漸由暗紅轉(zhuǎn)綠，花色素苷含量下降。與之相反，許多早熟桃品種為夏秋季紅葉型，果實(shí)采收前葉色濃綠，夏季果實(shí)采收后從新稍基部葉片開(kāi)始出現(xiàn)花色素苷的大量積累，葉片從葉柄、主脈開(kāi)始并沿葉脈逐漸變?yōu)樽霞t色，葉色變化極為豐富，其特殊的呈色期在園林中有開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景，也對(duì)豐富彩葉植物呈色機(jī)理和光合特性研究具有重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。本研究以‘筑波5號(hào)’、‘Rut

2、gersRedleaf'兩個(gè)紅葉桃品種以及‘早美’、‘春蕾’兩個(gè)典型的夏季葉片轉(zhuǎn)紅的早熟桃品種為試材，綠葉桃（‘紅花碧桃’）為對(duì)照，對(duì)其生長(zhǎng)季（6～10月）葉片色素含量、可溶性糖和淀粉含量、花色素苷合成相關(guān)酶活性等生理指標(biāo)、光合特性和葉綠素?zé)晒鈪?shù)的變化進(jìn)行比較分析，探索了不同呈色類型的桃葉色變化相關(guān)生理機(jī)制和光合熒光特性的差異及其與環(huán)境因子的相關(guān)性。
　　 1、不同呈色類型的桃的葉色季節(jié)變化及相關(guān)生理機(jī)制比較
　　 紅

3、葉桃葉片花色素苷含量呈明顯的雙峰曲線，7月初和9月中旬葉片花色素苷含量達(dá)到峰值，葉色最紅;8月中旬出現(xiàn)明顯低谷，有較明顯的夏季返青現(xiàn)象。試驗(yàn)期間紅葉桃葉片可溶性糖和淀粉含量與綠葉桃差異均不顯著;葉片花色素苷含量和葉色與葉片總糖含量、CHI活性顯著正相關(guān)，與各環(huán)境因子以及PAL活性相關(guān)性均不明顯。紅葉桃葉片夏季返青一方面是由于夏季高溫導(dǎo)致的花色素苷迅速降解，但更主要的原因可能是葉片CHI和DFR活性缺乏導(dǎo)致的花色素苷合成受阻。
　　

4、 早熟桃在6月中旬果實(shí)采收后葉片中花色素苷開(kāi)始大量合成和積累，葉色逐漸由綠轉(zhuǎn)紅，Ant/Ch(1)在8月中旬左右達(dá)到一個(gè)較穩(wěn)定的水平，由于其葉片中始終含有較高含量的葉綠素，因而最終呈現(xiàn)暗紫色。其葉片可溶性糖含量在春夏季與紅葉桃無(wú)顯著差異，秋季顯著低于紅葉桃和綠葉桃。葉片花色素苷含量和葉色變化與光強(qiáng)、CHI活性顯著正相關(guān)，早熟桃和紅葉桃的DFR活性與葉片花色素苷含量變化趨勢(shì)一致，且與葉色均顯著正相關(guān)。整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中綠葉桃葉片中花色素苷含

5、量始終維持在極低水平。
　　 2、不同呈色類型的桃的光合熒光特性比較
　　 試驗(yàn)期間早熟桃和綠葉桃的凈光合積累和水分利用效率差異均不顯著，紅葉桃的表觀量子效率，羧化效率顯著低于早熟桃和綠葉桃，因而其光合能力較弱。隨著溫度光強(qiáng)的上升，早熟桃的Gs值、F0值、NPQ值下降，但仍保持較高的Fv/Fm值、ΦPSⅡ值和qP值，因此在春夏季能保持較高的能量捕捉、轉(zhuǎn)化效率和電子傳遞速率;紅葉桃的凈光合速率受葉片花色素苷含量影響較大，夏

6、季高溫強(qiáng)光下，其Fv/Fm值、ΦPSⅡ值、ETR值均顯著下降，NPQ值、Gs值上升，開(kāi)放的PSⅡ反應(yīng)中心的能量捕捉顯著下降。秋季早熟桃葉片天線色素降解較快，羧化效率顯著下降，三者差距不斷減小。夏末早熟桃凈光合速率下降較快可能與其葉片衰老導(dǎo)致的天線色素降解和羧化酶活性降低有關(guān)。
　　 3、早熟桃夏季葉片轉(zhuǎn)紅的相關(guān)生理機(jī)制
　　 早熟桃夏季葉色轉(zhuǎn)紅的原因是葉片中大量花色素苷積累?！缑馈~片轉(zhuǎn)色開(kāi)始較早，花色素苷增長(zhǎng)速度最快

7、，葉片CHI和DFR活性在7月初已經(jīng)有明顯的上升，‘春蕾’葉片花色素苷含量上升稍晚，CHI活性上升也比‘早美’稍慢。試驗(yàn)期間早熟桃DFR活性顯著高于‘紅花碧桃’且與葉片花色素苷含量顯著正相關(guān)。PAL和CHI活性在葉色轉(zhuǎn)紅之后與葉片花色素苷含量顯著正相關(guān)，試驗(yàn)初期‘早美’、‘春蕾’葉片可溶性糖與花色素苷含量顯著正相關(guān)，之后相關(guān)性不顯著。且試驗(yàn)期間兩者葉片可溶性糖與淀粉含量均低于‘紅花碧桃’。因此葉片糖分含量可能并不是早熟桃葉色轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵因

8、素。
　　 4、早熟桃夏季葉片轉(zhuǎn)紅對(duì)光合熒光特性的影響
　　 對(duì)葉片色素含量、凈光合速率(Pn)、PSⅡ最大光化學(xué)效率（Fv/Fm）、實(shí)際光化學(xué)效率((φ)PSⅡ)、表觀電子傳遞速率（ETR）和光合功能的相對(duì)限制(L（PFD）)的分析表明:早熟桃葉片色素組成的變化會(huì)顯著影響其光合熒光特性。葉色轉(zhuǎn)紅后，‘早美’和‘春蕾’的Pn日均值、Fv/Fm值、(φ)PSⅡ值均上升，無(wú)顯著光抑制，而‘紅花碧桃’的ETR、Fv/Fm和(φ

9、)PSⅡ值均顯著下降，7月光合明顯受抑制。葉色轉(zhuǎn)紅程度較深的‘早美’L(PFD)值最小，在夏季高溫強(qiáng)光下表現(xiàn)優(yōu)于‘春蕾’和‘紅花碧桃’。淬滅分析表明:葉片花色素苷的積累能在短時(shí)間內(nèi)增加PSⅡ天線色素吸收的光能用于光化學(xué)反應(yīng)的份額(P)與用于反應(yīng)中心熱耗散的相對(duì)份額(D)。‘早美’、‘春蕾’轉(zhuǎn)紅后的葉片光化學(xué)淬滅系數(shù)(qP)均顯著高于‘紅花碧桃’，PSⅡ光化學(xué)效率較高，然而，其早熟桃的光化學(xué)淬滅系數(shù)(NPQ)迅速下降，耗散過(guò)剩激發(fā)能的能力