兩優(yōu)培九劍葉葉綠體衰退進(jìn)程中的細(xì)胞生物學(xué)特性初探.pdf

1、本實驗以高產(chǎn)雜交水稻兩優(yōu)培九劍葉完整葉綠體為研究對象，圍繞自然衰老動態(tài)變化這一事件進(jìn)行細(xì)胞器水平的探索和分析，第一、二、三章分別對其衰退進(jìn)程中光能轉(zhuǎn)化、抗氧化特性和超微結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行了研究。 試驗結(jié)果如下： 一、兩優(yōu)培九劍葉全展后葉綠素含量呈現(xiàn)先上升后逐漸下降的變化趨勢，光通量密度1500 μ mol/(m2·s)下光合速率平穩(wěn)下降。葉綠體PSI的耗氧活性、PSII放氧活性以及葉綠體放氧活性呈現(xiàn)先上升后降低的趨勢，Ca2+

2、-ATP酶和Mg2+-ATP酶活性變化均呈現(xiàn)先下降后上升最后顯著下降的趨勢。由結(jié)果可知：相關(guān)性分析表明自然衰退進(jìn)程中凈光合速率與葉綠素含量變化具有高度一致性，且衰退進(jìn)程中凈光合速率的下降受O2-的產(chǎn)生影響明顯；衰老后期電子鏈之間的不協(xié)調(diào)可能打破電子鏈原有的平衡，增加超氧陰離子產(chǎn)生的機(jī)會，從而加速衰老進(jìn)程；在光合速率高值持續(xù)期，Ca2+- ATP酶和Mg2+-ATP酶活性、葉綠體室溫吸收光譜和室溫?zé)晒獍l(fā)射光譜基本保持在較高的水平，這可能是

3、兩優(yōu)培九能合成較多光合產(chǎn)物，實現(xiàn)高產(chǎn)的生理原因之一。 二、兩優(yōu)培九劍葉葉綠體衰退進(jìn)程中超氧陰離子產(chǎn)生速率、丙二醛含量均呈現(xiàn)上升的變化趨勢，超氧化物歧化酶(SOD)的活性呈逐漸降低的變化趨勢，ASA含量在劍葉葉綠體衰退進(jìn)程中變化不明顯，僅在葉綠體衰老后期有少量增加，GSH含量在兩優(yōu)培九劍葉全展后21天內(nèi)呈緩慢上升的變化趨勢，隨后其含量顯著上升。結(jié)果表明：葉綠體衰老早期SOD在清除O2-對葉綠體膜系統(tǒng)傷害方面發(fā)揮比較重要的作用，衰老

4、后期ASA-GSH循環(huán)在緩解超氧陰離子傷害上則發(fā)揮一定作用，但這種作用是有限的，衰老產(chǎn)生的活性氧傷害僅能部分地被抗壞血酸一谷胱甘肽循環(huán)所抵消。劍葉葉綠體內(nèi)O2-等氧化脅迫加劇和抗氧化防御能力不足可能是葉綠體衰退進(jìn)程中光合速率下降的一個原因。 三、通過葉綠體超微結(jié)構(gòu)的電鏡觀察發(fā)現(xiàn)劍葉全展前期葉綠體個體一般較小，形態(tài)以狹長的橢圓形為主，到全展中期，葉綠體數(shù)量增多，體積有所膨大呈梭形或橢圓形，劍葉內(nèi)葉綠體著生位置一般是細(xì)胞壁的邊緣處，

5、著生處往往有凹陷，到劍葉生育后期，隨著衰老的加劇，葉綠體體積膨大，被膜部分出現(xiàn)穿孔破裂，內(nèi)含物減少，相應(yīng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞。劍葉生育后期可觀察到膜脂受損的產(chǎn)物如嗜鋨滴的出現(xiàn)，其數(shù)目隨著衰老進(jìn)程的進(jìn)行增多，體積增大。從劍葉全展到衰老，均可以觀察到葉綠體中淀粉粒的存在，葉綠體衰退早期淀粉粒的數(shù)目少，且個體較小，到葉綠體衰退中后期淀粉粒數(shù)目增多，體積變大，導(dǎo)致淀粉粒擴(kuò)展，基粒類囊體膜散亂。本部分觀察結(jié)果表明，兩優(yōu)培九在光合能力上有一定的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，可