自然群体小叶杨叶绿素荧光表型变异分析

摘要

【目的】通过对我国小叶杨叶绿素荧光表型的分析，多角度展示小叶杨叶绿素荧光表型的多样性，为相关的光合遗传机制的探究奠定基础。【方法】针对我国小叶杨叶绿素荧光参数的表型数据，通过聚类分析、表型可塑性和变异系数计算、动态拟合等方法来探究其变化规律。【结果】（1）在静态光照强度下（同一光强）对小叶杨4类荧光表型进行k均值聚类，最优聚类数目受光照强度影响显著。不同类别下，所研究的经过光系统Ⅱ的电子传递速率（ETR）、PSⅡ实际的光量子产量（Yield）、光化学猝灭系数（qP）、非光化学猝灭系数（qN）4个叶绿素荧光参数具有显著差异。（2）4个小叶杨荧光参数的表型可塑性指数和变异系数的计算结果显示：所选小叶杨群体在可变环境下具有丰富的表型可塑性，随光照强度的逐渐增强，ETR、Yield、qP的表型可塑性呈现出先减后增再减的整体变化趋势，而qN的表型可塑性整体呈下降趋势，这可能与各表型内部的遗传控制有关，也反映了不同表型对梯度光强的不同响应程度；ETR、Yield、qP的变异系数随光照强度的增加呈现出先下降后上升的趋势。qN的变异系数随光照强度的增加而逐渐减小，当光照强度达最大值时，所有类别样本的变异系数均小于0.1。（3）梯度光照强度下，小叶杨叶绿素荧光表型经聚类后可划分为2个大类，经生长方程拟合后可发现，不同类别样本的表型变异速率和最大（最小）值差别明显。【结论】小叶杨叶绿素荧光表型变异丰富，受光照强度的影响显著。通过聚类分析、表型可塑性及变异系数计算和生长方程拟合等方法可以有效地探究小叶杨叶绿素荧光表型的变化规律，为小叶杨遗传分析、光合作用机制挖掘奠定了基础，对小叶杨的培育提供了科学指导。

关键词

小叶杨 / 叶绿素荧光表型 / 聚类分析 / 表型可塑性 / 变异系数 / 生长方程 / 拟合分析