温室茄子光合特性及其生化模型模拟研究

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本研究针对目前我国温室茄子生产力低下和温室小气候下茄子光合特性系统研究匮乏两大问题,以温室茄子‘茄杂一号’和‘黑贝一号’为试材,研究了温室茄子光合特性参数及其日进程,包括LSP、LCP、AQY、LCE、CSP、CCP、CE、CUE、Topt。结果表明,LSP随着环境CO2浓度和气温的增加而增加;LCP随着环境CO2浓度的降低和气温的增加而增加;在饱和CO2浓度和光合适温下的AQY较高;饱和光强和光合适温下CSP较高,饱和光强与高温或低温组合下CSP降低,低温弱光下CSP更低;在饱和光强下,光合适温和低温的CCP居中,高温的CCP升高;在低光强、低温下,CCP降低;在饱和光强和光合适温下的CE较高,高温下的CE降低,低温弱光下CE最低;AQY日变化曲线呈现单谷型曲线;LCP、CCP、CE日变化曲线呈单峰型。温室茄子的光合日进程曲线类型呈现双峰型、不典型双峰型、单峰型或平峰型。其类型的转变与天气、季节、CO2喂给次数、通风管理状况等因素有关。造成光合午睡的因子中,由PAR、Ca、Ta构成的两交互复因子和三交互复因子,以及Ci·E和Gs的直接效应最大。增施CO2会增加Pn值,但是春秋两季晴天效果较大,而冬季、特别是多云天气效果较小。CO2喂给2次,会进一步提高效果。光合日进程与4个环境因子的回归模拟模型中,四元一次4互作加效应和四元积效应回归模拟方程的相关度较高。但以前者对光合日进程的拟合度更高。茄子光合系统在瞬态测定中均表现一定的非稳态性。探讨了Farquhar模型模拟茄子光合作用的有关参数,结果显示出Wc、Wj、Wp所代表的Rubisco数量与活性、用于RuBP再生的电子传递速度、磷酸丙糖利用对Ci响应的交替变化特性。Farquhar模型模拟A与光合日进程实测Pn有较好的相关性。温光组合下,Laisk模型模拟结果揭示出网络各节点间的CO2扩散阻力、各节点的CO2浓度、以及c节点的CO2通量密度。其模型参数,包括Γw、Γc、Γi-Γc、Km、Ra、Ri、Rw、Rc、ra+rs、rmd、rc,对PAR和Tl的线性依赖性均呈显著相关性。Laisk模型的拓展模拟方程对室内瞬态光合进程测试结果的模拟值J’ai与实测值Pn的趋势拟合度较好。
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