烂皮病菌侵染对新疆杨光合特性及碳水代谢的影响

[目的]研究烂皮病菌侵染对新疆杨叶片光合响应以及水分代谢特征的影响,探讨病菌侵染下杨树光合作用与水分代谢之间的相关性,为杨树烂皮病的发生及控制提供理论及实验依据。[方法]以1年生新疆杨为植物材料,采用枝干表皮微环割方法接种烂皮病菌,研究烂皮病菌侵染10~30天新疆杨的叶片气体交换、叶绿素荧光、根部非结构性碳水化合物以及叶片正午水势等指标,分析蒸腾速率、正午水势分别与气孔导度以及水汽压亏缺之间的关系。[结果]与环割对照相比,烂皮病菌侵染显著降低新疆杨叶片的净光合速率(62.45%~91.05%)、气孔导度(64.19%~87.43%)、光系统Ⅱ的最大光化学效率(19.13%~42.79%)、实际光化学效率(46.04%~69.93%)、电子传递速率(52.58%~68.03%)等参数;显著抑制新疆杨叶片最大净光合速率(76.94%)、光饱和点(40.40%)及表观量子效率(46.09%),并显著升高暗呼吸速率(82.14%)及光补偿点(242.42%)。烂皮病菌侵染显著降低根部可溶性糖(35.06%~44.50%,20~30天)及淀粉含量(35.77%~58.39%,10~30天)。烂皮病菌侵染显著抑制叶片的蒸腾速率(57.36%~80.49%)、水分利用效率(24.92%~70.55%)以及升高水汽压亏缺(13.59%~33.65%)和叶片正午水势(39.74%,20天)。相关性分析结果表明蒸腾速率与气孔导度呈正相关,与水汽压亏缺呈负相关;叶片正午水势与气孔导度及水汽压亏缺均无线性关系,烂皮病菌侵染导致的气孔关闭与叶片水分状况无关。[结论]烂皮病菌侵染下新疆杨叶片净光合速率降低的主要原因是叶片光能转化、光合电子传递及光能利用受阻。烂皮病菌侵染并未造成新疆杨叶部水分胁迫,甚至有一定的改善作用;同时,影响寄主根系的碳积累,导致根部非结构性碳水化合物含量始终在胁迫初期时的水平。