Untitled - 中国植物生理与分子生物学学会

关 于 净 光 合 速 率 和 胞 间 CO 2 浓 度 关 系 的 思 考
陈 根 云 , 陈 娟 , 许 大 全
( 中 国 科 学 院 上 海 植 物 生 理 生 态 研 究 所 , 上 海 200032)
胞 间 CO 2 浓 度 (Ci) 是 光 合 生 理 生 态 研 究 中 经 常 用 到 的 一 个 重 要 参 数 。 特 别 是 在 光 合 作 用
的 气 孔 限 制 分 析 中 ,Ci 的 变 化 方 向 是 确 定 光 合 速 率 变 化 的 主 要 原 因 是 否 为 气 孔 因 素 的 必 不 可
少 的 判 断 依 据 。Ci 的 大 小 取 决 于 三 个 因 素 : 叶 片 周 围 空 气 的 CO 2 浓 度 、 气 孔 导 度 和 叶 肉 细 胞
的 光 合 活 性 。 空 气 中 的 CO 2 浓 度 增 高 、 气 孔 导 度 增 大 和 叶 肉 细 胞 的 光 合 活 性 降 低 都 可 以 导 致
Ci 的 增 高 。 相 反 , 空 气 中 的 CO 2 浓 度 降 低 、 气 孔 导 度 减 小 和 叶 肉 细 胞 的 光 合 活 性 提 高 都 可 以
导 致 Ci 的 降 低 。 因 此 , 当 空 气 中 的 CO 2 浓 度 恒 定 不 变 时 ,Ci 的 变 化 是 气 孔 导 度 变 化 和 叶 肉 细
胞 光 合 活 性 变 化 的 总 结 果 。
看 到 本 文 题 目 , 有 人 可 能 会 说 , 二 氧 化 碳 是 光 合 作 用 碳 同 化 的 底 物 , 它 的 浓 度 高 时 光 合
速 率 必 然 高 , 两 者 之 间 必 然 呈 正 相 关 , 还 有 什 么 好 思 考 的 。 然 而 , 问 题 并 没 有 这 样 简 单 。 在
研 究 实 践 中 , 可 能 会 遇 到 多 种 不 同 的 情 况 。
1 负 相 关
在 一 些 情 况 下 可 以 统 计 到 两 者 呈 负 相 关 。(1) 在 叶 片 净 光 合 速 率 随 光 强 变 化 而 变 化
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[3]
的 过 程
中 , 光 合 速 率 与 胞 间 CO 2 浓 度 之 间 呈 负 相 关 。 这 种 负 相 关 说 明 ,Ci 的 降 低 主 要 是 叶 肉 细 胞 的
光 合 活 性 随 光 强 增 高 而 增 大 的 结 果 , 而 不 是 其 原 因 。 所 以 , 决 不 能 由 这 种 负 相 关 得 出 Ci 越 低
光 合 速 率 会 越 高 的 错 误 结 论 。(2) 水 稻 剑 叶 上 中 下 不 同 部 位 的 光 合 速 率
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与 胞 间 CO 2 浓 度 之 间
呈 负 相 关 。 这 种 负 相 关 说 明 说 明 , 是 中 部 的 高 羧 化 活 性 导 致 了 低 Ci, 而 不 是 相 反 。(3) 一 株 水
稻 中 不 同 分 蘖 剑 叶 的 光 合 速 率
羧 化 活 性 不 同 的 反 映 , 高 羧 化 活 性 是 低 Ci 的 原 因 。
2 正 相 关
[4]
与 胞 间 CO 2 浓 度 之 间 呈 负 相 关 。 这 种 负 相 关 也 是 不 同 分 蘖 剑 叶
在 另 一 些 情 况 下 可 以 统 计 到 两 者 呈 正 相 关 。(1) 在 叶 片 净 光 合 速 率 随 空 气 中 CO 2 浓 度 变 化
而 变 化 的 过 程 中 , 光 合 速 率 与 胞 间 CO 2 浓 度 之 间 呈 正 相 关 。 这 种 正 相 关 说 明 , 光 合 速 率 的 增
高 是 Ci 增 高 的 结 果 , 是 规 律 性 的 反 映 。(2) 当 叶 片 暴 露 在 干 空 气 中 之 后 , 光 合 速 率 与 胞 间 CO 2
浓 度 之 间 呈 正 相 关 。 这 种 正 相 关 说 明 , 光 合 速 率 的 降 低 是 气 孔 导 度 降 低 引 起 的 Ci 降 低 的 结 果 ,
说 明 叶 片 光 合 速 率 的 降 低 应 当 主 要 地 归 因 于 气 孔 因 素 , 而 不 是 非 气 孔 因 素 ( 陈 娟 等 , 未 发 表 的
资 料 )。
3 无 相 关
有 的 时 候 可 能 会 遇 到 更 复 杂 的 情 况 。 例 如 , 在 对 光 合 速 率 日 变 化 资 料 ( 陈 根 云 等 , 未 发 表
的 资 料 ) 进 行 相 关 分 析 时 , 如 果 把 全 天 的 资 料 放 在 一 起 分 析 时 , 会 得 到 光 合 速 率 与 胞 间 CO 2 浓
度 之 间 基 本 无 相 关 的 结 果 ; 如 果 把 一 天 分 成 上 午 、 中 午 和 下 午 三 个 不 同 时 段 来 分 析 , 可 以 得
到 上 午 、 中 午 两 者 呈 负 相 关 而 下 午 两 者 却 无 相 关 的 结 果 。 上 午 的 负 相 关 说 明 ,Ci 的 降 低 主 要
是 叶 肉 细 胞 的 光 合 活 性 随 光 强 增 加 而 增 高 的 结 果 ; 中 午 的 负 相 关 说 明 ,Ci 的 降 低 可 能 主 要 是
气 孔 导 度 降 低 的 结 果 ; 而 下 午 和 全 天 的 无 相 关 可 能 说 明 , 决 定 叶 片 光 合 速 率 高 低 的 主 要 因 素
既 不 是 叶 肉 细 胞 的 光 合 活 性 , 也 不 是 气 孔 导 度 , 而 是 其 它 因 素 。
结 论
净 光 合 速 率 与 胞 间 二 氧 化 碳 浓 度 相 关 还 是 不 相 关 、 正 相 关 还 是 负 相 关 的 分 析 结 果 的 本 身
并 不 重 要 , 重 要 的 是 它 说 明 什 么 , 表 明 了 什 么 因 果 关 系 。 得 到 相 关 与 否 的 结 果 并 不 是 分 析 的
结 束 , 不 应 当 半 途 而 废 , 而 应 当 继 续 分 析 , 以 便 作 出 关 于 因 果 关 系 的 正 确 结 论 。
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