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毛竹快速生长期茎秆结构及光合酶活性研究
作 者: 王星星
导 师: 张汝民
学 校: 浙江农林大学
专 业: 生态学
关键词: 毛竹 茎秆 叶绿体 光合酶 光合色素
分类号: S795.7
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要
本研究以毛竹(Phyllostachys pubescens)为试材,对毛竹出笋后快速生长期内(4月13日至6月2日)茎秆进行取样,采用组织切片和电子显微镜技术对毛竹茎秆进行结构研究;并通过激光共聚焦显微镜对其叶绿体分布进行观察;同时测定了毛竹茎秆中光合色素含量以及光合酶活性的变化。结论如下:1.毛竹茎的组成包括表皮、下皮、基本组织、还有很多散生的维管束,每一维管束的周围有纤维构成的鞘;电镜观察发现,毛竹茎秆中有发育良好的叶绿体,且随着毛竹发育进程的推进,叶绿体的数量变多、体积变大,具有发达的基粒片层结构。2.毛竹茎杆中的叶绿体主要集中分布在表皮以下的基本组织中,此外维管束鞘周围的细胞内也有叶绿体的存在,此特征类似于C4植物的花环结构。同时,随着茎秆的不断生长,茎秆外层不同部位(顶部、中部、基部)叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均极显著(P <0.01)增加,而茎秆内层,叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均处于较低水平;同一时期,茎秆外层不同部位的叶绿素含量大小依次为基部>中部>顶部,茎秆内层不同部位叶绿素a和叶绿素b的含量没有显著差异。3.在毛竹出笋10d时,茎秆不同部位中核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)活性较高;随着毛竹生育进程的推进,Rubisco初始活性、Rubisco总活性和RCA均极显著下降(P <0.01);30d之后,茎秆外层Rubisco活性保持在相对较低水平,而茎秆内层Rubisco活性继续降低,生长至60d时,接近于零。在毛竹生长初期(10-30d),茎秆中磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性和NADP-苹果酸酶(NADP-ME)活性呈逐渐降低趋势,生长30d之后,茎秆外层不同部位的PEPC活性值相近,较稳定的保持在0.1466μmol·g-1·min-1附近。同时,茎秆外层不同部位的PEPC/Rubisco活性比值则随着茎秆的发育逐渐升高,生长至60d时,顶部、中部和基部的活性比值分别达到14.94、12.83、20.53,均明显高于C3植物叶片的比值。由上述结果可知,毛竹茎秆中具有重要的C4光合酶PEPC存在;结合毛竹茎秆内存在大量散生的维管束,且具类似于C4植物的花环结构,毛竹茎秆内可能存在C4光合途径,此途径可能是毛竹具有高效碳同化特性的原因之一。
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全文目录
摘要 4-5 ABSTRACT 5-8 插图清单 8-9 附表清单 9-10 缩略语表 10-11 前言 11-12 第一章 文献综述 12-21 1.1 植物叶片的光合作用 12-14 1.1.1 C3植物光合作用研究概况 12 1.1.2 C4植物光合作用研究概况 12-13 1.1.3 CAM 植物光合作用的发现及研究概况 13 1.1.4 兼性植物光合作用 13-14 1.2 植物非同化器官同化功能研究进展 14-19 1.2.1 植物非同化器官光合过程对碳平衡的可能贡献 14-15 1.2.2 植物非同化器官色素含量和组成的特殊性 15-17 1.2.3 植物非同化器官 CO2的循环利用 17 1.2.4 植物非同化器官光的梯度传导 17-18 1.2.5 植物非同化器官光合酶的变化 18-19 1.3 毛竹的研究现状 19 1.4 本研究的目的和意义 19-20 1.5 本研究的总体思路 20-21 第二章 试验设计与试验方法 21-24 2.1 试验地概况 21 2.2 试验材料 21 2.3 试验设计 21 2.4 研究方法 21-23 2.4.1 石蜡切片的制备与观察 21 2.4.2 电镜样品的制备与观察 21-22 2.4.3 茎秆叶绿素的荧光定位 22 2.4.4 叶绿素和类胡萝卜素含量的测定 22 2.4.5 光合酶活性的测定 22-23 2.5 数据处理 23-24 第三章 结果与分析 24-37 3.1 毛竹茎秆的结构观察 24 3.2 毛竹茎杆叶绿体的超微结构 24-27 3.3 毛竹茎秆中叶绿体的分布 27-28 3.4 毛竹出笋后快速生长期茎秆光合色素含量 28-31 3.4.1 茎秆外层不同部位光合色素含量 28-30 3.4.2 茎秆内层不同部位光合色素含量 30-31 3.5 毛竹出笋后快速生长期茎秆光合酶活性 31-37 3.5.1 Rubisco 初始活性的变化 31-32 3.5.2 Rubisco 总活性的变化 32-33 3.5.3 RCA 活性的变化 33-34 3.5.4 PEPC 活性变化 34 3.5.5 NADP-ME 活性变化 34-35 3.5.6 毛竹出笋后快速生长期茎杆 PEPC/Rubisco 活性比值 35-37 第四章 讨论 37-42 4.1 毛竹茎秆发育的组织解剖特征 37 4.2 毛竹出笋后快速生长期茎秆中光合色素含量的变化特征 37-38 4.3 毛竹出笋后快速生长期茎秆中光合酶活性的变化特征 38-40 4.4 毛竹出笋后快速生长期茎秆光合特性 40-42 第五章 结论 42-44 参考文献 44-51 个人简介 51 科研成果 51-52 致谢 52
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中图分类: > 农业科学 > 林业 > 森林树种 > 竹 > 刚竹
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