异质性光下玉米光合补偿限制与光合同化物的关系OA北大核心CSTPCD

在异质性光环境中,植物通常会表现出光合补偿现象以增强对光能的利用。而有些植物的光合补偿会受到明显的限制,但其中所涉及的生物学特征和机制并不清楚。本研究以光合补偿受限的玉米植株为材料,对比分析了异质性光(HL)和同质性光(FL)下未遮光叶片的解剖结构、气体交换特征、光合同化物及关键合成酶含量,探讨光合补偿限制相关的生物学过程及其机制。结果表明:与FL相比,HL处理下叶片的厚度、相对叶肉细胞面积、相对维管束鞘细胞面积、相对维管束面积和维管束鞘与维管束接触长度较小。同时,HL处理下叶片的净光合速率和气孔导度较低。此外,HL处理下叶片的淀粉含量较低,蔗糖含量变化不大,而蔗糖磷酸合成酶含量较高。因此,HL处理下光合补偿受限与叶片解剖结构限制及气孔行为相关。光合补偿受限时,未遮光叶片中光合产物合成减少,但其会更多地向蔗糖合成方向分配。然而,由于叶片解剖结构的限制,叶片蔗糖的输出能力较弱。这些结果为进一步解析植物适应异质性光环境的特征和机制,以及选育适合间套作等栽培模式的品种提供了基础。