绒毛白蜡不同无性系光合特性的研究
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摘要：以12个绒毛白蜡无性系4a生苗木为试材，进行光合特性研究。结果表明：12个绒毛白蜡无性系间光合特性差异较大，其中净光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度和水分利用效率差异达到显著水平。不同光合指标间的相关性也存在差异。净光合速率与蒸腾速率的正相关性较强，净光合速率、蒸腾速率与气孔导度的遗传和环境具备正相关性；水分利用效率与净光合速率存在一定正相关性，与蒸腾速率呈一定负相关性；细胞间隙CO2浓度与气孔导度存在正相关性，与净光合速率和蒸腾速率均呈一定负相关。树高、胸径和材积等生长指标与净光合速率和蒸腾速率均呈负相关。光合指标作为绒毛白蜡无性系良种早期选育指标是否适宜有待进一步研究。
关键词：绒毛白蜡；无性系；光合特性
绒毛白蜡（Fraxinus velutina Torr.）是白蜡属（Fraxinus L.）中在北方栽培最广的一种，原产美国西部，具有耐盐碱、耐水湿、耐干旱瘠薄、根系发达、生长速度快等优良性状，是比较优异的园林绿化、用材树种及生态公益林防护树种[1]。本文研究了12个绒毛白蜡无性系的光合特性及其光合与生长指标间的相关关系，旨为绒毛白蜡良种选育提供基础数据。
1材料与方法
11试验材料
供试材料为4a生绒毛白蜡嫁接无性系，接穗取自绒毛白蜡优树。优树选择分别在山东省的东营、潍坊、滨州和潍坊等地点进行[2]。2010年8～9月份采集优树上部1～2a生健壮徒长枝条作为接穗，9月初采用芽接法嫁接，正常田间管理，2013年8月进行光合特性测定。
12测定方法
采用英国产TPS-1便携式光合测定仪，选苗木树冠中部当年生新梢南面的功能叶片进行测定，测定时间在晴天的10∶00，每个无性系测定3个重复，每单株为1个重复，每株测定3次，取3次平均值。测定指标包括光合速率（Ph）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）等[3]。采用Microsoft Office Excel 2010和DPS统计分析软件进行数据处理和分析[4]。
2结果与分析
21绒毛白蜡无性系光合特性的差异
绒毛白蜡无性系光合特性的方差分析见表1，光合特性多重比较见表2。一般来说，树种的净光合速率（Pn）越大，那么在单位时间内生成的产物也就越多。绒毛白蜡无性系间的净光合速率差异达到显著水平，最高的为BX5，为1612μmol/m2・s，最小为BX15，值为459μmol/m2・s。12无性系中超过中值1053的有6个，分别为BX5、BX17、BX10、BX8、BX11、BX7。
水是植物进行光合作用的主要原料之一，而蒸腾是控制树木水分状况最主要的因素之一，蒸腾速率的大小直接影响着光合速率的大小。无性系间的蒸腾速率（Tr）差异达到显著水平，最大为BX17，值为347mol/m2・s，最小为BX15，值为148mol/m2・s。12个无性系中大于中值的有BX5、BX17、BX10、BX11、BX16、BX2。
气孔导度反映了气孔的开张程度，而气孔的开张程度直接影响到植物对大气中CO2的利用，进一步影响植物光合速率。由表1看无性系间的气孔导度的差异未达到显著水平。气孔导度以无性系BX17最大为18651mmol/m2・s，最小为无性系BX15，值为5320mmol/・m2・s。
无性系间的胞间CO2浓度差异达到显著水平，细胞间隙CO2浓度以无性系BX3最大，值为39171μl/L，最小为BX11，值为37613μl/L。大于中值的有BX5、BX4、BX16、BX2、BX3、BX15。
水分利用效率（WUE）高表明消耗等量的水分能够固定更多数量的CO2，即更有效地利用土壤水分。从表1可看出，无性系间水分利用效率差异达到了显著水平，由表2看出得出5个无性系的水分利用效率高于中值455，其中无性系BX8的水分利用效率最大值518，最小为BX15，值为314。
22光合指标间的相关性分析
绒毛白蜡无性系光合作用特性的相关分析表明（见表3），净光合速率与蒸腾速率的表型相关系数达到了0828，遗传相关系数达到了0881，环境系数达到了0700，表明3种类型的均具有较强的正相关性，蒸腾速率增大时，光合速率也有增大的趋势；叶片气孔是气体进出树体的主要通道，因此气孔导度的变化将对光合作用和蒸腾作用产生重要影响。通过表3可知各绒毛白蜡无性系的净光合速率与气孔导度的表型、遗传及环境相关系数为0686、0756、0643；蒸腾速率与气孔导度的表型、遗传及环境相关系数值分别为0885、0956、0673；这明气孔导度增加，气孔开启加大，有利于光合作用的进行。水分利用效率与净光合速率存在紧密的表型和遗传有着较大的正相关性分别为0778、0788，与蒸腾速率呈一定的负相关性相关系数值达到-03305、-0419、-0449。细胞间隙CO2浓度与气孔导度呈一定的正相关性，与净光合速率和蒸腾速率均呈一定负相关性不显著。
23光合指标与生长指标相关性分析
通过光合作用特性和生长指标的相关结果分析表明，白蜡无性系的树高、地径和材积等生长指标与净光合速率和蒸腾速率均表现出一定程度的负相关。陆钊华等人研究尾叶桉无性系苗期光合作用特性指标与生长指标存在一定程度的正相关关系。本研究中绒毛白蜡无性系进行4年生生长性状与光合特性指标呈一定的负相关性，这反应了光合作用的复杂性，亦可能受环境、树种等影响，因此利用光合作用指标是否能够指导绒毛白蜡无性系的选育尚需要进一步研究。
3结论
3112个绒毛白蜡无性系的光合指标差异较大，其中净光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度和水分利用效率差异均达到了显著水平。
32不同光合指标间的相关性也存在差异。净光合速率与蒸腾速率有较强的正相关性，净光合速率、蒸腾速率与气孔导度的遗传和环境正相关性较强；水分利用效率与净光合速率存在紧密的正相关性，与蒸腾速率呈一定的负相关性；细胞间隙CO2浓度与气孔导度呈一定的正相关性，与净光合速率和蒸腾速率均呈一定负相关性。
33树高、地径和材积等生长性状与净光合速率和蒸腾速率均呈负相关，因此利用光合作用指标是否能够指导绒毛白蜡无性系的选育尚需要进一步研究。
参考文献
[1]陈汉斌.山东植物志[M].青岛：青岛出版社，1990：898-902.
[2]赵世杰.植物生理学实验指导[M].北京：中国农业科学技术出版社，2002.
[3]唐启义，冯明光.实用统计分析及其DPS数据处理系统[M].北京：科学出版社，2002.
[4]陆钊华，徐建民，陈儒香，等.尾叶桉无性系苗期光合作用特性研究[J].安徽农业科学，2009，（27）：42-48.
作者简介：王振猛（1980-），男，硕士，工程师，研究方向：林木遗传育种；刘德玺（1960-），男，研究员，研究方向：林木遗传育种，盐碱地治理。