高海拔地区马铃薯（solunum tuberosum L）光保护机制适应策略研究

Altitude is one of the important ecological factor limiting plant growth and development, material metabolism, structure and function. The mechanism of plant photoprotection has its external mechanism, also have internal physiological and biochemical protective measures. In a specific environment conditions, the role of some mechanism may be dominant. Under high light and low temperature conditions , photosynthetic center function, xanthophyll cycle and various enzyme system and antioxidant system, distribution of light energy are the main photoprotection mechanisms. Yunnan province is a mountain plateau province, is one of China's major potatoes. From an altitude of 1000 m to an altitude of 3000 m high mountain with all kinds of potato varieties. These varieties already are difficult to find in the mainland. In this project , based on the high mountain altitude low temperature, and high light conditions, we will investigate four different potato varieties photosynthetic capacity and photoprotection mechanism , expounds photoprotective mechanism of the potato varieties acclimate to the special environment. This project can provide the imfornation on improving the ability of photosynthesis and light energy utilization efficiency of plans, and can enrich the basic theory of high yield cultivation.

海拔是影响植物生长发育、物质代谢、结构和功能等重要的生态因素之一。植物光保护的机制有其形态上的外部机制，也有内部的生理生化保护措施。在特定的环境条件下，某些机制的作用可能是主导的，高光强、低温条件下光合中心功能下调、叶黄素循环以及各种酶系和非酶系的抗氧化系统和调节光能分配是植物的光保护机制的主要组成部分。云南省是高原山区省份,是中国的马铃薯主产区之一。从海拔1000m到海拔3000m的高山区各地保留着丰富多彩的、内地早已难见的地方品种。本项目以云南4个不同海拔区马铃薯品种为研究对象，基于高山海拔地区低温、强光等气候环境条件，研究马铃薯的光合能力及光保护机制，阐明高海拔区马铃薯品种适应特殊环境的光保护机制。本申请项目可为提高作物光合作用能力和光能利用效率提供科学参考依据，可丰富作物高产栽培的基础理论。

1. 高海拔地方品种都通过提高其净光合速率(Pn)、增大气孔导度(Gs)、蒸腾速率（Tr），提高最大光合速率值(Amax)、表观量子产额(AQY)以及CO2羧化速率(CE)，同时又增大了光饱和点(LSP) ，提高光呼吸呼吸速率(RL)来适应高海拔的环境，发挥较强的光合作用能力。.2. 高海拔地方品种提高了实际光化学效率（ΦPSII）和电子传递速率（ETR），提高光化学猝灭系数(qp)，从而增加PSII天线色素对光能的捕获效率，降低光能的热耗散，提高PSII的光化学效率，从而提高自身的光保护机制。.3.高海拔地方品种在高海拔地区都通过提高叶片的抗氧化酶活性来适应环境的。 .4.高海拔地方品种在高海拔地区都通过提高抗氧化物质的含量来适应高海拔环境的。 .5.本研究结果也发现，叶黄素的3个组分（紫黄质、单环氧玉米黄质和玉米黄质）的含量极低，几乎为零，故推测当海拔较高、光能过剩、跨膜质子梯度增高时，没有启动叶黄素循环来防御光的破坏。 .6.高海拔地方品种在高海拔地区株高、分枝高显著高于其它地方品种； .叶片解剖结构海绵组织、栅栏组织加厚，上、下表皮变薄。表明其叶片形态结构对高海拔高光强的环境做出了适应性的改变，提高了植物自身的生存能力。 ..7. 高海拔地区高海拔地方品种‘老家洋芋’产量高，品种间存在显著差异，在高海拔地区适应性强。 .综合所述，高海拔地方品种在高海拔地区，增加光合能力，维持一定光化学活性的同时增强光呼吸作用来防御光抑制，这些可能是高海拔马铃薯品种适应高海拔的主要的原因。.