番茄類(lèi)囊體膜不飽和脂肪酸增多緩解低溫下PSII的光抑制.pdf

1、低溫冷害是影響作物正常生長(zhǎng)發(fā)育的環(huán)境因素之一。細(xì)胞膜系統(tǒng)是植物遭受低溫冷害的首要部位，冷害的根本原因是細(xì)胞膜系統(tǒng)受損。植物類(lèi)囊體膜受到低溫傷害后，結(jié)構(gòu)和功能遭到破壞，導(dǎo)致光合功能下降，而類(lèi)囊體膜不飽和脂肪酸含量的上升則有利于光合功能的維持。番茄甘油-3-磷酸?；D(zhuǎn)移酶（LeGPAT）優(yōu)先選擇C18：1-ACP作為底物，使其轉(zhuǎn)移到葉綠體類(lèi)囊體膜中磷脂酰甘油（PG）的sn-1位上，導(dǎo)致PG含有較高比例的18:1脂肪酸，從而能夠決定葉綠體類(lèi)囊

2、體膜上磷脂酰甘油（PG）順式不飽和脂肪酸含量。因此，探討低溫脅迫下類(lèi)囊體膜PG順式不飽和脂肪酸含量維持光合功能的作用具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　 本實(shí)驗(yàn)以野生型（WT），轉(zhuǎn)正義番茄葉綠體LeGPAT基因株系T2-19(+)、T2-5(+)和轉(zhuǎn)反義LeGPAT基因株系T2-16(-)、T2-2(-)為試材，通過(guò)測(cè)定類(lèi)囊體膜脂脂肪酸組成、光合及葉綠素?zé)晒鈪?shù)、葉綠體活性氧的產(chǎn)生、葉綠體活性氧清除酶活性以及D1蛋白修復(fù)等，研究

3、了類(lèi)囊體膜脂PG脂肪酸不飽和程度與番茄耐冷性的關(guān)系。主要結(jié)果如下：
　　 （1）番茄類(lèi)囊體膜PG脂肪酸組成的分析。結(jié)果表明，和WT相比，轉(zhuǎn)基因植株類(lèi)囊體膜脂PG脂肪酸含量發(fā)生了明顯變化。轉(zhuǎn)正義基因番茄植株類(lèi)囊體膜脂PG的18：2和18：3含量明顯增加，脂肪酸不飽和程度升高，而轉(zhuǎn)反義基因番茄植株P(guān)G的18：2和18：3含量下降，脂肪酸不飽和度明顯下降。
　　 （2）長(zhǎng)期低溫脅迫下，野生型和轉(zhuǎn)基因株系的生長(zhǎng)量受到了不同程度的

4、抑制，其中轉(zhuǎn)反義基因植株的抑制程度最高，轉(zhuǎn)正義基因植株的抑制程度最低。對(duì)低溫下野生型和轉(zhuǎn)基因株系的光合放氧速率和PSII最大光化學(xué)效率（Fv/Fm）進(jìn)行測(cè)定后發(fā)現(xiàn)，植株生長(zhǎng)量受低溫抑制的程度與低溫下光合及Fv/Fm受抑制的趨勢(shì)相同。表明低溫下植株生長(zhǎng)量減少與光合受到抑制有關(guān)，而類(lèi)囊體膜脂PG不飽和度的提高有利于維持光合機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性，減輕對(duì)PSII的光抑制。經(jīng)過(guò)4d的低溫脅迫，T2-5、T2-19、WT、T2-2和T2-16的相對(duì)電導(dǎo)率分

5、別增加到46.72、49.11、67.07、73.21和79.96％。這表明在低溫脅迫條件下，各個(gè)株系的番茄葉片均遭到了明顯的傷害，與WT相比，轉(zhuǎn)正義基因株系的膜系統(tǒng)受到的傷害程度較輕，而轉(zhuǎn)反義基因株系番茄的膜系統(tǒng)受到的傷害程度較重。
　　 （3）與野生型相比，低溫脅迫下轉(zhuǎn)正義基因植株維持較高的葉綠體超氧化物歧化酶（SOD）和抗壞血酸過(guò)氧化物酶（APX）活性，產(chǎn)生較少的O2和H2O2；而轉(zhuǎn)反義基因植株葉綠體抗氧化酶SOD及APX

6、的活性較低，O2和H2O2的含量較高。與其它株系相比，轉(zhuǎn)正義基因株系葉綠體SOD和APX維持較高的活性，有利于清除活性氧，能夠降低由于活性氧的積累而造成的膜脂過(guò)氧化程度，維持細(xì)胞膜的完整性。
　　 （4)低溫脅迫對(duì)D1蛋白修復(fù)速率的影響。分離類(lèi)囊體膜，進(jìn)行SDS-PAGE和Western雜交，結(jié)果表明，低溫脅迫下野生型和轉(zhuǎn)基因番茄植株D1蛋白總含量均下降。與野生型相比，轉(zhuǎn)正義基因番茄植株能夠維持較高的D1蛋白含量，而轉(zhuǎn)反義基因植