角倍蚜虫瘿形成和生长对盐肤木光合生理的影响

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五倍子是瘿绵蚜科的一些蚜虫在盐肤木属寄主植物上取食形成的虫瘿,是中国传统的林特产品和出口创汇产品。角倍是五倍子的主要生产种,其产量占五倍子总产量的70%以上,由角倍蚜(Schlechtendalia chinensis(Bell))在盐肤木(Rhus chinensis Mill.)复叶叶翅或小叶上取食,刺激叶组织细胞增生膨大而形成。本文通过测定分析盐肤木被角倍蚜寄生后及虫瘿形成不同时期的光合生理指标,包括固定光强下有虫瘿复叶、无虫瘿复叶和对照复叶的光合指标、光响应曲线(Pn-PAR)和CO2响应曲线(Pn-Ci),结合不同复叶和虫瘿的总氮含量分析,研究角倍蚜虫瘿对盐肤木光合生理的影响。结果表明:(1)虫瘿的形成和生长导致盐肤木复叶的光合生理指标发生变化,并且这种变化与虫瘿及小叶的相对位置有关。位于虫瘿外侧小叶的净光合速率(Pn)、气孔导度(Cond)和蒸腾速率(Tr)显著低于内侧小叶,而胞间CO2浓度(Ci)高于内侧小叶,表明虫瘿的形成导致外侧小叶的光合生理指标降低。光合参数间相关性分析表明:虫瘿阻碍了水分由内侧向外侧的输导,从而引起外侧小叶的光合能力下降。同时,虫瘿还改变了盐肤木叶片氮含量分布,其中虫瘿外壁、有虫瘿复叶和无虫瘿复叶的总氮含量分别为1.13%、1.98%和2.14%,这种差异表明虫瘿的形成和生长改变了盐肤木各部位间的库源关系,导致营养物质从无虫瘿复叶流向有虫瘿复叶,并最终流向虫瘿,满足虫瘿和瘿内蚜虫的生长需求。总氮含量的差异也可能是导致外侧小叶光合能力下降的另一个原因。(2)虫瘿的形成和生长对盐肤木复叶的光合能力产生干扰。与对照植株相比较,有虫瘿植株上有虫瘿复叶的最大净光合速率(Amax(L))显著升高,其中虫瘿初期、中期和后期分别升高14.49%、32.17%和42.01%;同时邻近无虫瘿复叶的最大净光合速率(Amax(L))仅在虫瘿初期有一定的提高,中期以后下降到正常水平。表明虫瘿形成会对有虫瘿复叶的潜在光合能力有明显提升,而且这种提升随着虫瘿的生长而增强,但对邻近枝条上无虫瘿复叶的光合能力影响较小。同时,与对照植物相比,虫瘿生长中期的有虫瘿复叶的光饱和点(LSP)和光补偿点(LCP)均升高,但邻近无虫瘿复叶的光饱合点(LSP)和光补偿点(LCP)下降;虫瘿生长初期有虫瘿复叶及邻近的无虫瘿复叶暗呼吸速率(Rd)升高,但在中期和后期的改变不显著。表明虫瘿形成和生长会对盐肤木的潜在光合作用形成扰动,并且扰动与复叶的位置和虫瘿生长时期密切相关。(3)与对照植株相比较,有虫瘿复叶初期整体的初始羧化效率(α)、羧化效率(CE)、饱和CO2浓度下最大光合效率(Amax(C))和光呼吸速率(Rp)均显著升高,其中在虫瘿初期较为显著,而虫瘿中期和后期差异不明显,但无虫瘿复叶与对照差异不显著。表明虫瘿的形成和生长导致有虫瘿复叶的光合效率升高,并且在虫瘿形成的初期更为明显。进一步测定分析有虫瘿复叶内外侧小叶的光合参数的差异,虫瘿内侧小叶的初始羧化效率(α)、羧化效率(CE)、饱和CO2浓度下最大光合效率(Amax(C))、光呼吸速率(Rp)、CO2饱和点(CSP)和CO2补偿点(CCP)均高于虫瘿外侧小叶,并且在初期和中期差异显著,表明虫瘿的形成和生长使得有虫瘿复叶的内侧小叶对光能的利用、对CO2的固定和光合效率以及对环境的适应能力均高于外侧小叶。这与虫瘿对盐肤木的光合能力影响的研究结果相一致。(4)角倍蚜虫瘿导致叶片光合指标的差异与虫瘿与小叶的相对位置和虫瘿生长阶段密切相关。导致这种现象的原因可能是:①虫瘿和瘿内蚜虫的生长使虫瘿对周围叶片营养物质的需求增加,导致着生虫瘿的复叶的光合能力和光合效率加强;②虫瘿主要通过提升内侧小叶的光合能力和光合效率来提高复叶整体的光合能力;③外侧小叶可能由于水分和营养物质输导受阻,其光合能力和光合效率显著低于内侧小叶。
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