轉(zhuǎn)pepc基因水稻光呼吸特性及其在強(qiáng)光和鹽害中的保護(hù)作用.pdf

1、由于環(huán)境的破壞，對(duì)于植物抗脅迫能力的研究越來(lái)越受關(guān)注，而許多研究發(fā)現(xiàn)存在于C3植物中光呼吸對(duì)于植物體的抗性有著重要的作用，關(guān)閉光呼吸途徑的植物體在受到外界脅迫時(shí)，更容易受到破壞。水稻作為我國(guó)主要糧食作物之一，一直是人們關(guān)注的重點(diǎn),特別是水稻的高產(chǎn)和抗性問(wèn)題，現(xiàn)在人們通過(guò)構(gòu)建具有C4光合途徑的水稻來(lái)提高產(chǎn)量和水稻的抗逆性。而同時(shí)PEPC作為C4途徑的一個(gè)關(guān)鍵酶，也是C3轉(zhuǎn)C4的一個(gè)重點(diǎn)，而轉(zhuǎn)入了pepc基因的水稻是否其光合的抗脅迫能力會(huì)增

2、強(qiáng)呢？如果抗性增強(qiáng)了，這是否又與光呼吸有關(guān)呢？
　　本實(shí)驗(yàn)以日本稻Kitaake（簡(jiǎn)稱WT）和轉(zhuǎn)pepc基因水稻（簡(jiǎn)稱PC）兩種水稻為材料，當(dāng)水稻葉片第六葉全展時(shí)，分別測(cè)定其在正常狀態(tài)下和受到外界脅迫時(shí)的光呼吸的差異。實(shí)驗(yàn)處理分為:一組在其第六葉全展時(shí)用強(qiáng)光（2000μmolm-2s-1）處理葉片2小時(shí)，另一組在正常的水稻培養(yǎng)液中加入160mM氯化鈉，處理8小時(shí)，再在原處理的基礎(chǔ)上再分別用異煙肼和NaHSO3兩種光呼吸抑制劑處理3

3、0分鐘，比較WT和PC兩種水稻第六葉片的光合氣體交換參數(shù)、葉綠素?zé)晒鈪?shù)、葉綠素含量，光呼吸的比例，PEPCase，乙醇酸氧化酶，RuBPCase和RuBPOase活性的高低，Rubisco大亞基含量以及光呼吸途徑的三種代謝產(chǎn)物的相對(duì)含量。最后認(rèn)為，轉(zhuǎn)pepc基因水稻的抗性高于野生型(WT)，而光呼吸在其中具有一定的作用。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn):(1)無(wú)論在2000μmolm-2s-1強(qiáng)光處理下，還是在160mM氯化鈉處理下，PC的光

4、合氣體參數(shù):光響應(yīng)曲線，凈光合速率(Pn)和CO2羧化效率都高于WT，處理后的PC的Pn為18μmolCO2m-2s-1和16μmolCO2m2s-1，而WT只有15μmolCO2m-2s-1和13μmolCO2m-2s-1，但CO2補(bǔ)償點(diǎn)卻是WT（80.6μmolmol-1，89.3μmolmol-1）要高于PC（76.4μmolmol-1，82.6μmolmol-1），這也證明了PC水稻的抗高光強(qiáng)和抗鹽脅迫要優(yōu)于WT，用光呼吸抑制劑

5、處理后，發(fā)現(xiàn)PC凈光合速率(Pn)上升的要大于WT，由此推測(cè)PC的光呼吸要大于WT。(2)各種處理下的熒光參數(shù)顯示，受到脅迫后的PC水稻的光合系統(tǒng)生理指標(biāo)要優(yōu)于WT，這也顯示了PC水稻的抗性的確要優(yōu)于WT。(3)處理后的WT和PC，測(cè)定其RuBPCase活性以及Rubisco大亞基含量，結(jié)果顯示，PC總體要優(yōu)于WT，這也證明了PC的抗性確實(shí)要優(yōu)于WT。(4)在用高光強(qiáng)和鹽處理后，測(cè)定光呼吸值，乙醇酸氧化酶和RuBPOase活性，結(jié)果顯示