粉玉草莓与淡雪和雪兔草莓光合特性的比较

赵博，柳爱春，肖文斐，余红

(杭州市农业科学研究院，浙江 杭州 310024)

草莓(FragariaananassaDuchesne) 属于蔷薇科(Rosaceae) 蔷薇亚科(Rosoideae) 草莓属(Fragaria) 多年生草本植物。草莓是果品中上市最早、周期最短的水果，素有“水果之王”和“水果皇后”的美称[1]。粉玉1号、粉玉2号是杭州市农业科学院选育的粉果草莓新品种。粉玉1号和粉玉2号都是以早熟、大果、品质优异、抗白粉病的草莓品种香野为母本，抗炭疽病、抗灰霉病较强、果实白色的育种材料2012-W-02为父本,杂交选育而成。粉玉1号属早熟品种，叶片黄绿色，连续开花能力强，不断果，果实风味佳、口感好。粉玉2号长势强，叶片深绿色，果实品质好且硬度高。粉玉系列草莓新品种综合性状优良，具有广阔的发展前景。

光合作用是植物最重要的生理功能，是植物合成有机物质、获得能量的根本源泉[2]。叶片光合产物的形成由光合能力决定，并在不同品种间存在差异[3]。本试验以杭州市农业科学研究院培育的草莓新品种粉玉1号和粉玉2号以及栽培草莓淡雪和雪兔为对照，分析粉玉系列草莓叶片的光合指标、叶绿素含量等生理指标，以期为粉玉系列草莓的光合生理研究提供理论依据，探讨粉玉系列草莓新品种的优势，对科学栽培管理、提高产量和品质具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验在杭州市农业科学研究院的基地进行，供试材料为粉玉1号、粉玉2号、淡雪和雪兔4个草莓品种。每个品种定植30株，株距30 cm，行距40 cm，常规田间管理，选取叶位、叶龄一致的叶片进行各项指标的测定，3次重复。

1.2 试验方法

1.2.1 光合参数的测定

在结果期,每个品种选取长势一致、无病虫害的草莓3株,于晴朗9：00 用Li-6 400 光合仪对功能叶进行光合参数指标测定。测定时光合有效辐射(PAR)采用仪器自控系统控制。在温度25±1 ℃、相对湿度 50% 的条件下，光强从 0～1 200 μmol·m-2·s-1分15个梯度(1 200、1 000、800、600、400、300、200、150、100、60、50、30、20、10、0)进行光合(Pn-PAR) 响应曲线测定。每一光强下适应 2 min 后记录数值。

1.2.2 光合色素含量的测定

采用95%乙醇浸提法测定[4]。称取新鲜草莓幼叶约0.2 g，擦净组织表面污物，剪碎(去掉中脉)，研磨成匀浆、过滤，随即浸入盛有95%乙醇的10 mL具塞试管中，叶片发白后，将叶绿素提取液倒入光径1 cm的比色皿中，以95%乙醇为空白，分别用紫外分光光度计在665、649、470 nm 波长下测定吸光度值，计算叶绿素a、叶绿素b以及类胡萝卜素的浓度。

1.2.3 数据分析

采用植物光合作用对光响应的直角双曲线修正模型[5]，采用 Excel 2010、SPSS软件对试验数据进行统计分析及图表制作。计算得到暗呼吸速率(Rd)、最大净光合速率(Pnmax)、光饱和点(LSP)和光补偿点(LCP)。实验各项指标均为3个重复，对结果存在的差异进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 4个草莓品种光响应曲线及光合参数比较

光响应曲线描述的是光强与植物净光合速率间的关系，通过光响应曲线可以求出各种光合生理参数，从而比较不同草莓品种之间光合作用能力的大小。对其光响应曲线进行拟合发现，4个草莓品种光补偿点为6.6～13.6 μmol·m-2·s-1，光饱和点为 525～1 006 μmol·m-2·s-1，最大光合速率为3.1～14.1 μmol·m-2·s-1，暗呼吸速率为0.4～1.1 μmol·m-2·s-1(图1和表1)。粉玉1号草莓的光补偿点、暗呼吸速率、光饱和点、最大净光合速率分别为6.6、0.4、902、12.4 μmol·m-2·s-1，粉玉2号草莓的光补偿点、暗呼吸速率、光饱和点、最大净光合速率分别为13.6、0.8、1 006、14.1 μmol·m-2·s-1，淡雪草莓的光补偿点、暗呼吸速率、光饱和点、最大净光合速率分别为11.8、0.9、555、3.1 μmol·m-2·s-1，雪兔草莓的光补偿点、暗呼吸速率、光饱和点、最大净光合速率分别为13.0、1.1、525.0、4.3 μmol·m-2·s-1。结果表明粉玉系列草莓新品种的光饱和点、最大净光合速率均高于日系品种淡雪、雪兔，其中粉玉1号的暗呼吸速率在4个草莓品种中最小,粉玉2号光饱和点、最大净光合速率在4个草莓品种中数值最大，表明粉玉2号对太阳光的利用能力较强，光合生产力强，这也与粉玉2号植株生长旺盛的表型一致。

图1 草莓粉玉1号、粉玉2号、淡雪和雪兔的Pn-PAR响应曲线

表1 草莓粉玉1号、粉玉2号、淡雪和雪兔的光饱和点、光补偿点暗呼吸速率和最大净光合速率

2.2 4个草莓品种光合色素含量的比较

光合色素含量的高低是反映植物光合能力的重要指标之一[6]。由表2可知，粉玉1号和粉玉2号草莓叶片的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量均显著高于日系白草莓品种淡雪和雪兔，其中粉玉2号的叶绿素含量在4个品种中最高，总含量在1.70 mg·g-1。结果表明，粉玉系列草莓光合作用较强，能够生产更多的光合产物。

表2 草莓粉玉1号、粉玉2号、淡雪和雪兔的光合色素含量

3 讨论

光合作用是植物最基本的生命活动，是植物合成有机物质、获得能量的根本源泉[7-8]。LSP、LCP分别代表植物可利用的光合有效辐射的上限与下限，体现植物对强光和弱光的利用能力和对光照条件的要求[9-11]，LCP、LSP 较高的植物对光环境的适应性相对较强。本研究中粉玉1号和粉玉2号的LSP均高于淡雪和雪兔，表明粉玉系列草莓能更好的适应强光环境；粉玉1号的LCP显著低于其他3个草莓品种，表明粉玉1号叶片利用弱光的能力较差。Rd反映植物消耗有机物的能力[8]，在本研究中粉玉1号草莓的Rd明显低于其他3个品种(表1)，表明粉玉1号的呼吸消耗较少，从而能够积累更多的光合产物。

叶绿素是植物进行光合作用的主要色素,也是影响着光合作用的直接因素，从而影响产量[12-13]。叶绿素a是参与光合作用的主要色素，叶绿素b和类胡萝卜素是辅助色素[2]。在本研究中，粉玉1号和粉玉2号草莓叶片的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量均显著高于日系白草莓品种淡雪和雪兔(表2)，反映出粉玉系列草莓的光合能力较强。

综上，粉玉1号草莓的暗呼吸速率在4个草莓品种中最小,光饱和点、最大净光合速率及总叶绿素含量均高于日系品种淡雪和雪兔。产生的光合产物多，消耗的光合产物少，从而积累的光合产物较多，这使得粉玉1号果实比较香甜。粉玉2号草莓光饱和点、最大净光合速率及总叶绿素含量在4个草莓品种中最大，产生的光合产物最多，使得粉玉2号草莓长势强、果实较大，在生长过程中有更强的活力。