毛竹出笋后快速生长期内茎秆中光合色素和光合酶活性的变化 植物生态学报    2012, 36 (5): 456-462.   DOI: 10.3724/SP.J.1258.2012.00456

图1 毛竹茎秆中的叶绿体分布。A, 表皮下的基本组织。B, 维管束周围的基本组织。Chl, 叶绿体(红色); E, 表皮; F, 纤维; Gr, 基本组织; Va, 维管束。

正文中引用本图/表的段落

采用激光共聚焦显微镜扫描毛竹茎秆切片, 其叶绿体呈红色荧光, 主要集中分布在表皮以下的基本组织中(图1A), 此外维管束鞘周围的细胞内也存在大量的叶绿体(图1B), 此特征类似于C₄植物的花环结构。

株存在1wuianC₄植物在进行光合作用时, CO₂最初通过PEPC固定后生成苹果酸盐, 经转运后进入维管束鞘内为NADP-ME水解并释放CO₂, 此CO₂再通过Rubisco进行固定(Rosendahl et al., 1990; Lasa et al., 2002)。PEPC和NADP-ME不仅在C₄植物体内广泛存在, 同时也存在于多种植物茎中(Nilsen, 1995; Pfanz & Aschan, 2001; Berveiller & Damesin, 2008), 例如, 刺槐(Robinia pseudoacacia) (Holl, 1974)、马铃薯(Solanum tuberosum) (H?usler et al., 2001)和欧洲赤松(Ivanov et al., 2006)。虽然毛竹茎秆内这两种酶活性随茎秆生长逐渐降低(图3), 但是PEPC/Rubisco的活性比值逐渐升高, 在生长至30天时比值达到12.83 (图4), 明显高于C₃植物, 这与Berveiller和Damesin (2008)对不同树种枝条内PEPC/Rubisco活性比值的研究结果一致。结合毛竹茎秆内具有类似于C₄植物的花环结构(图1)进行推断, 毛竹茎秆内可能存在C₄光合途径。这与烟草、芹菜和薇甘菊茎中发现的类似于C₄植物的花环结构, 并推测其具有C₄光合途径的研究结果相类似(Hibberd & Quick, 2002; 祖元刚等, 2006; 王文杰等, 2009)。由于植物茎的光合能力是叶片光合作用的重要补充(Valenini et al., 2000; Aschan et al., 2005; Wang, 2006a, 2006b; 王文杰等, 2007; Berveiller & Dam- esin, 2008), 同时茎中的维管系统发达, 因此C₄途径的存在对提高其光合同化能力、促进植株生长具有重要作用。

本文的其它图/表

• 表1 毛竹出笋后快速生长期茎秆中色素含量的变化(平均值±标准偏差)
  
• 图2 毛竹茎秆中核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Ru- bisco)活性的变化(平均值±标准偏差)。
  
• 图3 毛竹茎秆中磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸-苹果酸酶(NADP-ME)活性的变化(平均值±标准偏差)。
  
• 图4 毛竹茎秆中磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶和核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶比值(PEPC/Rubisco) (平均值±标准偏差)。