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文檔簡介
1、人口的增長與環(huán)境的惡化是導(dǎo)致現(xiàn)今糧食短缺的主要原因,對于C3植物的改造使其具備C4植物高光合效率的特性是現(xiàn)今研究的熱點。自上世紀70年代以來,C4工程尚沒有取得突破性的進展。C4功能基因?qū)隒3植物中等工作并沒有達到預(yù)期的效果,所以闡釋C3植物到C4植物的轉(zhuǎn)化機理成為了我們不可回避的問題。
黑藻(Hydrilla verticillata)是水鱉科(Hydrocharitaceae)的沉水植物,在外界CO2濃度降低時會引起其光
2、合途徑由C3型向C4型的改變,這種轉(zhuǎn)化不需要植物產(chǎn)生新的葉片,而是在原有的背景下轉(zhuǎn)化。同時黑藻的C4光合作用是不依賴Kranz結(jié)構(gòu)的單細胞型C4,這為我們提供了一個非常好的研究材料。因此,黑藻的單細胞C4光合作用機理可能會成為我們將C3植物改造為C4植物的一個理論基礎(chǔ)。
本文通過設(shè)計黑藻光合途徑轉(zhuǎn)化方案,在處理過程中通過選取不同的時間點取材進行轉(zhuǎn)錄組的分析,研究黑藻在C3型光合途徑向C4型光合途徑轉(zhuǎn)化過程中的分子機制。本文的結(jié)
3、果為C3植物的改造提供了一些有價值的數(shù)據(jù),具體結(jié)果如下:
?。?)成功建立黑藻培養(yǎng)體系;
?。?)成功完成了黑藻C3途徑向C4途徑的轉(zhuǎn)化;
?。?)測量了轉(zhuǎn)化前后黑藻的δ13C值;
?。?)進行了轉(zhuǎn)化前后的RNA-seq分析,發(fā)現(xiàn)了899個差異表達基因,并且發(fā)現(xiàn)了72個與轉(zhuǎn)化相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子;
(5)通過KEGG分析發(fā)現(xiàn),光系統(tǒng)I中psaD呈現(xiàn)下調(diào)趨勢。在光系統(tǒng)II中psbA,PsbR,psbU,
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