[发明专利]一种利用生菜叶绿素荧光参数预测光合气体交换参数方法

说明书

本发明公开了一种利用生菜叶绿素荧光参数预测光合气体交换参数方法，属植物生理研究领域。叶绿素荧光参数与光合气体交换参数均为表征植物光合能力的独立指标体系。本技术通过同期分别测算生菜叶绿素荧光参数中最大表观光合电子传递速率及其光饱和点和光合气体交换参数中的最大净光合速率及其光饱和点，以叶绿素荧光参数为自变量X，光合气体交换参数为因变量Y，按Y＝aX^b方程分别构建最大表观光合电子传递速率‑最大净光合速率和最大表观光合电子传递速率时光饱和点‑最大净光合速率时光饱和点的拟合方程，求出各自回归系数a和b，从而得到基于叶绿素荧光的部分参数预测光合气体交换的部分参数的方程，从而揭示两指标体系间的内在统一。

技术领域

本技术公布一种利用生菜叶绿素荧光参数预测光合气体交换参数方法，以揭示叶绿素荧光参数和光合气体交换参数这两个均可表征植物光合能力大小的不同指标体系间的内在联系，属于探究植物生理特征内在统一性的技术领域。

背景技术

生菜因其食用方便、营养丰富，且具一定的医疗和保健功能，现已成为世界上最为普遍种植的蔬菜之一。因此，关于生菜高产栽培的研究一直在持续进行。鉴于光合作用是构建一切作物产量的基础，生菜光合特性的研究因而也成为生菜高产栽培研究的重点。目前，叶绿素荧光参数和光合气体交换参数分别是反映植物光合特性的两个重要的不同指标体系，在研究时需分别测算。其中，光合气体交换参数中的最大净光合速率及其相应光强即光饱和点既反映植物的光合潜力，又反映植物对光能的利用范围，在光合生理研究中尤为重要。目前，二者主要是通过Li-6400光合测定系统进行光响应(净光合速率Pn对光强PAR的响应，PAR-Pn)曲线测试，进而最大净光合速率及相应光强即光饱和点则根据拟合的PAR-Pn响应曲线方程(其中PAR为自变量，Pn为因变量)求得。因该方法测算精确，它已几乎成为当前近乎唯一的测算方法。但是，该方法对环境条件和测量时间要求较严，通常需在晴朗天气下的上午9：00-10：00进行，而每测量一个样本则需近25-30分钟，这样每天最多仅能测量3个样本。然而，很多研究常需设计多个处理，且每个处理还需设有3个以上重复，因此，不同处理的样本难以在短期内进行测定，即平行测定，最终影响研究结果的准确性。叶绿素荧光技术被称为研究植物光合功能的快速、无损伤探针，广泛应用在植物光合生理的研究中。它以体内叶绿素作为天然探针，研究和探测植物的光合生理状况，测量时间短，可在短时间内测定多个样本。该测试系统通常为德国产的调制荧光成像系统(Imaging-PAM系统)，它包括表观光合电子传递速率ETR对光强PAR的响应曲线及曲线方程拟合(PAR-ETR)，其中，表观光合电子传递速率表示单位时间内光合电子传递链中电子传递的速度，直接影响净光合速率的大小，二者相关性极强。而最大表观光合电子传递速率及相应光强即光饱和点则是根据拟合的PAR-ETR响应曲线方程(其中PAR为自变量，ETR为因变量)求得。那么，是否可以用简单易测的叶绿素荧光参数中的最大电子传递速率ETR及对应光强即光饱和点精确表征光合气体交换参数中最大净光合速率及对应光强即光饱和点，从而在克服以上光合气体交换参数不便测量的同时，也揭示两个不同指标体系间的内在联系。

本技术利用生菜作为研究对象，通过拟合的PAR-Pn和ETR-ETR响应曲线方程，分别测算同一生菜的最大净光合速率及相应光饱和点和最大表观光合电子传递速率及相应光饱和点，然后，利用选用适宜的拟合方程，分别构建最大净光合速率-最大表观光合电子传递速率、最大净光合速率时光饱和点-最大表观光合电子传递速率时光饱和点间的关系，从而揭示两个不同指标体系间的内在联系。

发明内容

本技术目的是提供一种方法，利用叶绿素荧光参数中的最大电子传递速率及相应光饱和点分别预测光合气体交换参数中的最大电子传递速率及相应光饱和点。

为实现以上目标，本发明主要采用以下技术方案，一种利用生菜叶绿素荧光参数预测光合气体交换参数方法，按照下述步骤进行：

(1)为更全面地构建两个不同指标体系的内在联系，本方法分别选择了生菜前期慢速生长阶段和中期快速生长阶段进行测试。其中，慢速生长阶段和快速生长阶段生菜的叶龄数分别为5-7片和11-13片。