番茄葉片葉黃素部分缺失下不同光保護途徑對干旱脅迫的響應(yīng).pdf

1、進入21世紀(jì)，中國很可能進入一個新的百年干旱期，農(nóng)業(yè)缺水問題將更加突出，種植業(yè)風(fēng)險進一步加大。干旱對農(nóng)作物造成的損失在所有的非生物脅迫中占首位。干旱災(zāi)害仍是我國經(jīng)濟社會尤其是農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要制約因素之一。深入研究蔬菜作物對干旱的適應(yīng)與抵抗機制，培育抗旱蔬菜品種，提高抗旱力，一直是人們關(guān)注的主要問題之一，也是當(dāng)前研究的熱點。本文以不同基因型番茄(Lycopersiconesculentum Mill.)為試材，首先研究了番茄葉片中不同光保護

2、途徑對不同光照下干旱脅迫的響應(yīng)；利用葉黃素(Xa)突變體來研究葉黃素在NPQ中的作用及葉黃素缺少時一些補償適應(yīng)的光保護機制；并進一步研究了缺少葉黃素(L)的Xa突變體對干旱脅迫的響應(yīng)。主要研究結(jié)果如下： 1．研究了番茄葉片不同光保護途徑在不同光照下干旱脅迫中的作用。結(jié)果表明，在高光下，干旱脅迫導(dǎo)致了用于光合碳還原電子流(J<,c>)顯著下降并伴隨著用于光呼吸碳氧化電子流(J<,o>)的下降和交替電子流(J<,a>)的增加。當(dāng)水一

3、水循環(huán)瞬間增加補償高光干旱脅脅迫下J<,c>的下降后，其隨后又開始逐漸的下降，這表明水-水循環(huán)的作剛是有限的。比較而言，在整個高光干旱脅迫期間非光化學(xué)猝滅(NPQ)顯著的增加，表明熱耗散是高光干旱脅迫期間重要的光保護機制。在低光下，干旱脅迫也導(dǎo)致了J<,c>和J<,o>的下降并伴隨J<,a>的增加，表明在低光干旱脅迫下依舊是水-水循環(huán)起作用。此外，低光干旱脅迫沒有導(dǎo)致NPQ顯著增加。無論高光干旱脅迫還是低光干旱脅迫都增加了SOD、APX

4、和CAT活力。 2．在對葉黃素在NPQ中的作用及其它光保護機制對葉黃素缺少的補償適應(yīng)研究中發(fā)現(xiàn)，葉黃素(L)和新黃質(zhì)(N)的缺少導(dǎo)致了Xa突變體花藥黃質(zhì)(A)顯著的積累及葉黃素循環(huán)脫環(huán)氧化狀態(tài)[(A十Z)/(V+A+Z)]顯著的提高，但Xa突變體NPQ卻顯著減少。與此同時，L和N的缺少也導(dǎo)致了Xa突變體葉綠素含量的減少及Chla/b的比率增加，從而降低了其捕光能力。然而，Xa突變體凈光合速率(Pn)沒有改變，且其有較高的氣孔導(dǎo)度

5、(Gs)。此外，L和N的缺少也導(dǎo)致了Xa突變體中用于光呼吸碳氧化電子流(J<,o>)和交替電子流(J<,a>)的下降，這就減少了活性氧對光合器官的傷害。L和N的缺少雖然降低了Xa突變體依賴于△pH和葉黃素的非結(jié)構(gòu)性熱耗散(J<,NPQ>)，但其總的吸收光能(J<,PSⅡ+J<,NPQ>+J<,f,D>)也降低。更重要的是，Xa突變體抗氧化能力也顯著地增加。這些結(jié)果表明，L和N可能參與NPQ的誘導(dǎo)，并且不同光保護途徑問存在一種交叉協(xié)調(diào)機制

6、以補償葉黃素和NPQ的缺少。 3．研究和探討了番茄Ailsa Craig及其葉黃素(Xa)突變體對干旱脅迫的響應(yīng)機制差異。結(jié)果表明，在干旱脅迫下，Xa突變體為補償自身葉黃素和NPQ的缺少增加了L和N的水平并伴隨NPO大幅度的增加，進。一步肯定了L和N在NPQ中的作用。與此同時，Xa突變體L和N水平的增加也引起了其捕光能力的增加。干旱脅迫下Xa突變體增加的捕光能力及其相對較高的Gs和ICi就導(dǎo)致了其碳同化能力較高。干旱脅迫下，伴隨