多倍化对青钱柳叶形态、光合性能和次生代谢产物积累的影响

【目的】比较分析青钱柳二倍体和四倍体的叶形态、光合性能和次生代谢物积累的差异,以期为青钱柳叶用林良种选育提供理论参考。【方法】以鹤峰和清凉峰2个种源的成年植株为试验材料,分别测定二倍体和四倍体的叶形态指标、解剖结构、气孔参数,比较光合生理的相关参数,监测叶次生代谢产物含量的季节动态及差异。【结果】1)四倍体叶长、叶宽、叶面积分别为10.94 cm、4.57 cm、118.84 cm^(2),比二倍体分别高出19.5%、61.4%、94.2%,而比叶质量无显著差异;四倍体叶解剖结构各部分、气孔形态均显著大于二倍体,气孔密度为158.36个·mm^(−2),比二倍体少43.8%。2)四倍体叶类胡萝卜素含量显著高于二倍体,叶绿素a、叶绿素b无显著差异;通过对光响应曲线拟合得到二倍体和四倍体的最大净光合速率(Pnmax)、暗呼吸速率(Rd)、光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)分别为8.367、0.997、25.905、1527.96μmol·m^(−2)s^(−1)和13.797、1.573、32.905、1311.36μmol·m^(−2)s^(−1);瞬时光合测定发现四倍体净光合速率、胞间CO_(2)、蒸腾速率均显著大于二倍体;气孔导度、蒸气压亏缺则差异不显著。3)二种倍性植株叶内主要活性物质的积累高峰均出现在5月和9月;三萜化合物和黄酮含量在主要的收获季节(5月和9月)倍性间均无显著差异;四倍体多酚含量(13.64 mg·g^(−1))仅于5月显著高于二倍体(13.29 mg·g^(−1)),但四倍体多糖含量在整个生长季节均显著高于二倍体,5月和9月的含量分别达6.80和8.58 mg·g^(−1)。【结论】青钱柳四倍体叶形态、叶解剖结构和光合生理特性均显著优于二倍体,促进了四倍体叶生物量积累;四倍体在5月份的多酚含量和叶多糖含量全生长季显著高于二倍体,黄酮、三萜含量倍性间在主要的收获季节均无显著差异。综合评价认为,四倍体是低海拔地区叶用青钱柳人工林生产的主要栽培材料,可获得更高的生物活性物质产量。