长节箬竹不同部位叶片生理活性比较

潘露嘉 廖静 张丹丹 郭依雨 方琼梅 宋春草 彭言劼

摘 要： 为研究竹类植物不同部位叶片的生理活性并选出较高活性的叶片，对长节箬竹不同节、小枝和叶序的叶片的净光合速率、叶绿素含量和可溶性糖含量进行了测定。结果表明：位于主枝頂端和第1节上的叶片生理活性较强，同一竹节的丛生枝条中边缘小枝的叶片生理活性较强，同一小枝中从顶端往下完全展开的第2～6个叶片生理活性均较强。以上结果可作为竹类植物叶片指标评价的采样依据。

关键词： 竹;叶片;净光合速率;叶绿素;可溶性糖;生理活性

中图分类号：Q945 文献标识码：A 文章编号：1004-3020（2020）03-0017-04

Comparison of Leaf Physiological Activity from Different Sites on Indocalamus guangdongensis

Pan Lujia（1） Liao Jing（1） Zhang Dandan（1） Guo Yiyu（1） Fang Qiongmei（1） Song Chuncao（1，2） Peng Yanjie（1，3）

（1.College of Life Sciences，Leshan Normal University Leshan 614000;

2.Emeishan Lnstitute of Biodiversity Leshan 61400;

3.Sichuan Key Laboratory of Bamboo Pest Control Control and Resource Development Leshan 614012）

Abstract： To select leaves with high physiological activity from different leaf sites， a series of analysis on bamboo leaves from different nodes， branches and leaf arrangements were conducted， including measurement of net photosynthetic rate， chlorophyll content and soluble sugar content. Result showed that physiological activity was stronger in leaves from the top of main stem and the first node with branches. And between branched from the same node， leaves from the branches with edge effect were more active physiologically. The 2nd to 6th leaves had a higher physiological activity than the others in the same branch. All these results could be references in sampling of leaf parameter analysis.

Key words： bamboo; leaf; net photosynthetic rate; chlorophyll; soluble sugar; physiological activity

竹类植物属禾本科的竹亚科，因其具备生长周期短、产量高、繁殖力强和产品丰富等优点，竹资源开发利用具有巨大的潜力[1，2]。叶片是竹类植物碳同化的中心，能够在光合作用中将CO2同化为植物体内的糖，进而衍生成各类有机分子供竹子生长。在对竹类植物进行品种比较、生长评价、抗逆性评价、栽培管理等研究中，叶片的生理活性是最有效的指标之一，其中叶片光合效率是最直观的评价指标，有着重要的地位[3-5]。

对大多数植物的叶片生理活性测定的研究中，都选取生理活性较强且相互差异较小的一组功能叶为材料。例如杨树叶片光合效率的测定通常选取从顶端往下完全展开的第4～6片叶[6-8]。然而在竹类植物中，叶片的采样并无统一的标准[9-11]。竹类植物不同部位的叶片生理活性有无差异？应该选取哪些部位的叶片作为生理研究的试材？这些问题还亟待解答。本研究拟以长节箬竹Indocalamus guangdongensis为试材，通过以光合效率为中心的多种生理指标评价叶片的生理活性，并对今后竹类植物研究中如何选取叶片样品提出建议。

1 材料与方法

1.1 材料

于2019年10月底，在乐山师范学院竹资源圃内（东经103°44′，北纬29°33′，海拔400 m），选取长势一致的1 a生长节箬竹为试材，对叶片进行生理指标的测定。

1.2 试验设计

对主枝顶端以下抽生枝条的竹节从上至下编号为1-7;对同一节丛生的小枝按顺时针顺序编号1-6;对同一小枝叶片从顶端往下编号1-8。对同一小枝比较全部8个叶片的生理指标，选取第3节6个小枝的第2和3号叶片进行同一节不同小枝间叶片的比较，取每一节第1号小枝的第2和3号叶片进行不同节叶片间的比较。

1.3 净光合速率的测定

上午9∶00-11∶00使用CI-340手持式光合测量系统测定叶片净光合速率，5个生物学重复，使用窄叶室（65 mm×10 mm），设定空气流速为500 mol·s-1。测量采用自然光源，参照多种竹类光饱和点，将有效辐射范围在1 000～2 000 mol·m-2·s-1之间的测量数据计为有效数据[12，13]。

1.4 叶片叶绿素含量测定

将叶片减去主脉，靠近叶片中心使用直径1 cm的打孔器打孔，5个生物学重复。将小圆叶片剪成细条，使用丙酮：乙醇=1∶1溶液在避光条件下提取叶绿素24 h，至细叶透明，使用分光光度计测定提取液在665 nm和649 nm波长的吸光度值，按照以下公式计算：

叶绿素a含量（mg·dm-2）=（12.7A665-2.69A649）×V/（1000×S）;

叶绿素b含量（mg·dm-2）=（22.88A649-4.76A665）×V/（1000×S）;

总叶绿素含量（mg·dm-2）=叶绿素a含量+叶绿素b含量;其中V为提取液的总体积，S为小叶圆片面积。

1.5 叶片可溶性糖含量测定

靠近中心称取剪去叶脉的叶片0.30 g，5个生物学重复，使用蒸馏水在沸水浴中提取可溶性糖30 min，提取2次，提取液过滤并定容到25 mL，稀释10倍后按王学奎（2006）的苯酚法[14]进行测定，所作标准曲线方程为Y=0.004 9X+0.137 5，R2=0.996 8。

1.6 数据处理

数据使用Excel计算平均值和标准误，并使用Origin2016作图，使用SPSS25进行方差分析和多重比较。

2 结果与分析

1 a长节箬竹试材长势一致，均生长良好，健康无病虫害。在多数小枝中，顶端第1个完全展开的叶片较为幼嫩，叶色为浅绿，其余叶片均呈深绿色。

2.1   长节箬竹不同部位叶片的净光合速率

同一小枝上，不同部位的叶片净光合速率差异显著（p<0.05）。从顶端往下完全展开的第一个叶片光合速率最低，第2和第3个叶片净光合速率值最高，随着叶龄的增长，叶片净光合速率逐渐降低，除顶端第1个叶片和基部的第8个叶片净光合速率较低外，同一小枝上的叶片净光合速率差异不显著（图1A）。

同一竹节上的丛生枝条之间，两端边缘的小枝叶片净光合速率较高，而中间小枝叶片的净光合速率较低（图1B），但总的来说6个小枝的叶片净光合速率差异不显著（p>0.05）。此外，长节箬竹顶端叶片以及不同竹节之间叶片净光合速率差异不显著（p>0.05，图1C）。

A：同一小枝中的不同葉片;B：同一节的不同丛生小枝的叶片;C：主枝顶端和不同竹节的叶片。不同小写字母表示叶片间净光合速率差异显著（p<0.05，Duncan）。

2.2 长节箬竹不同部位叶片的叶绿素含量

长节箬竹不同部位叶片之间叶绿素含量差异显著（p<0.05）。叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量间呈极显著正相关性（p<0.01）。叶绿素含量在同一小枝的不同叶片中，按照从顶端到基部的顺序大致呈先升后降的趋势，第1个完全展开的叶片叶绿素含量最低，而第4个叶片的叶绿素含量最高，除第1和第8叶片外，其余叶片叶绿素含量差异不显著（图2A）。同一节上伸展在两边边缘的1号和6号枝条叶绿素含量较高，中间4个枝条上叶片叶绿素含量较低（图2B）。主枝顶端和第1节的叶片叶绿素含量较高，往基部方向的其他节上叶片叶绿素含量有所下降（图2C）。叶绿素含量最高的第1节的叶片比含量最低的第3节叶片总叶绿素含量多约18%。

A：同一小枝中的不同叶片;B：同一节的不同丛生小枝的叶片;C：主枝顶端和不同竹节的叶片。不同小写字母表示叶片之间叶绿素含量差异显著（p<0.05，Duncan），同一部位叶片3个字母相同统一标注1次，否则在每个柱上单独标注。

2.3 长节箬竹不同部位叶片的可溶性糖含量

长节箬竹同不同部位叶片的可溶性糖含量差异显著（p<0.05）。在同一小枝中，可溶性糖含量大致随着叶龄的增加而升高（图3A）。在同一节的小枝之间，边缘的小枝的叶片可溶性糖含量较低，而中间小枝的叶片可溶性糖含量较高（图3B）。主枝顶端和前3个竹节上的叶片可溶性糖含量较高，且相互间无显著差异，而靠近中部的第4-7节的叶片可溶性糖含量比顶部叶片显著降低（图3C）。

A：同一小枝从顶端到基部的第1-8个叶片;B：同一节的不同丛生小枝的叶片;C：从顶端到竹竿中部第1-7个节的小枝的叶片。不同小写字母表示叶片之间可溶性糖含量差异显著（p<0.05，Duncan）。

3 讨论

在同一小枝上，第一个完全展开的叶片叶色较浅，光合效率最低，与叶绿素含量检测结果一致，说明幼嫩的叶片净光合速率受到叶绿素含量的影响较大。叶绿素是绿色植物叶片捕获和转化光能的核心，其含量是影响叶片光合效率的重要因素。然而，本研究中同一小枝上不同叶片的净光合速率和叶绿素含量虽呈正相关关系，但相关性不显著，说明除叶绿素含量外的其他因素对叶片光合效率的影响同样重要。

在同一竹节丛生的小枝中，两端边缘枝条的叶片叶绿素含量最高，而中间枝条的叶片叶绿素含量较低（图2B），可能是端头枝条的边缘效应造成的，边缘的叶片无遮光，更易受到阳光直射。光照强度对植物叶片叶绿素含量有着显著的影响，赵平（1999）对垂枝桦、欧洲水青冈和欧洲白栎的研究中发现全光下三种树木叶片叶绿素含量比20%光照下分别多5%、42%和12%[15]。

可溶性糖含量在主枝顶端和前3节的叶片中较高，而在第4-7节的叶片中均处于较低的水平（图3C）。作为高等植物的主要光合产物和植物碳水化合物代谢和暂时储存的主要形式，可溶性糖含量高表示叶片代谢旺盛[16]。在同一小枝中，叶片可溶性糖含量随着叶龄的升高呈大致上升的趋势（图3A），这与净光合速率的变化趋势相反（图1A）;在同一节中，边缘小枝的叶片可溶性糖含量较低，而中间小枝的叶片可溶性糖含量较高（图3B），这与叶绿素含量的变化趋势相反（图2B）。这中情况与于岩等（2011）对桃树叶片的研究的结果相似[17]。这种光合速率和叶绿素含量与可溶性糖含量呈负相关（p>0.05）的现象可能是由糖积累反馈抑制光合作用造成的[18]。

在对叶片生理活性测定时，应选取生理活性强的功能叶为试材。在长节箬竹的不同竹节中，主枝顶端和第1个节上的叶片叶绿素含量和可溶性糖含量均较高，此两个部位的叶片可优先选为样品;在同一竹节的多个丛生枝条中，中间枝条的叶片多有互相遮光的现象，不宜选作样品，而边缘的枝条叶片几乎无遮光，是取样的首选;同一枝条上的不同叶片中，最顶端的叶片大多尚未成熟，而从顶端往下数第2-6号叶片其净光合速率、叶绿素含量和可溶性糖含量差异均较小，皆可选作样品。参考以上结果，建议在竹叶片生理指标测定中选取主枝顶端以及第1节边缘小枝上的第2-6号叶片。

参 考 文 献

[1]吴平.中国发展竹产业的优势、问题与对策[J].世界竹藤通讯，2010（06）：35-38.

[2]章建斌，张家来，王定济，等.湖北竹业资源现状及发展对策[J].湖北林业科技，2006（5）：39-43.

[3]Wang T，Yang W，Xie Y，et al.Effects of exogenous nitric oxide on the photosynthetic characteristics of bamboo （Indocalamus barbatusMcClure） seedlings under acid rain stress[J].Plant Growth Regulation，2017，82（1）：69-78.

[4]Cirtain M C，Pezeshki S B F R.Effect of Light Intensity on Arundinaria gigantea Growth and Physiology[J].Castanea，2009，74（3）：236-246.

[5]張蕾，金松恒，方伟.4种珍稀观赏竹光合作用特性研究[J].浙江大学学报：农业与生命科学版，2009（02）：165-172.

[6]Yanjie Peng，Yuanmei Dong，Bingkun Tu et al.Roots play a vital role in flood-tolerance of poplar demonstrated by reciprocal grafting[J].Flora，2013，208（8-9）：479-487.

[7]Peng，YanJie，Zhou，ZhiXiang，Tong，RuiGuan，et al.Anatomy and ultrastructure adaptations to soil flooding of two full-sib poplar clones differing in flood-tolerance[J].Flora，233：90-98.

[8]Yanjie P，Zhixiang Z，Zhe Z，et al.Molecular and physiological responses in roots of two full-sib poplars uncover mechanisms that contribute to differences in partial submergence tolerance[J].Scientific Reports，2018，8（1）：12829.

[9]李博，陶功胜，谢寅峰，等.纳米TiO-2对髯毛箬竹光合作用日变化的影响[J].西北林学院学报，2012（01）：40-44.

[10]张蕾，金松恒，方伟.4种珍稀观赏竹光合作用特性研究[J].浙江大学学报（农业与生命科学版），2009（02）：51-58.

[11]黄真娟，江洪.太湖源雷竹光合作用日变化规律研究[J].北方园艺，2013（19）：95-98.

[12]黄滔.4个观赏竹光合特性评价[D].长沙：中南林业科技大学，2015.

[13]吴莹.五种中国特有观赏竹生态效应及园林应用研究[D].福州：福建农林大学，2014.

[14]王学奎.植物生理生化实验原理和技术[M].北京：高等教育出版社，2006.

[15]赵平，张志权.欧洲3种常见乔木幼苗在两种光环境下叶片的气体交换、叶绿素含量和氮素含量[J].热带亚热带植物学报，1999（2）：133-139.

[16]徐惠风，张春祥.向日葵叶片可溶性糖含量的研究[J].吉林农业大学学报，2000（1）：23-25.

[17]于岩，孙秀波，车远远，等.去果、枝条环剥和新梢套袋后桃树叶片可溶性糖含量的变化对光合作用的影响[J].西北农业学报，2011（3）：168-174.

[18]Domingo J.Iglesias，Ignacio Lliso，Francisco R.Tadeo et al.Regulation of photosynthesis through source：Sink imbalance in citrus is mediated by carbohydrate content in leaves[J].Physiologia Plantarum，2002，116（4）：563-572.

（责任编辑：唐 岚）