转pepc基因水稻光呼吸特性及其在强光和盐害中的保护作用

转pepc基因水稻光呼吸特性及其在强光和盐害中的保护作用

作者:师大云端图书馆 时间:2018-07-19 分类:硕士论文 喜欢:1777
师大云端图书馆

【摘要】由于环境的破坏,对于植物抗胁迫能力的研究越来越受关注,而许多研究发现存在于C3植物中光呼吸对于植物体的抗性有着重要的作用,关闭光呼吸途径的植物体在受到外界胁迫时,更容易受到破坏。水稻作为我国主要粮食作物之一,一直是人们关注的重点,特别是水稻的高产和抗性问题,现在人们通过构建具有C4光合途径的水稻来提高产量和水稻的抗逆性。而同时PEPC作为C4途径的一个关键酶,也是C3转C4的一个重点,而转入了pepc基因的水稻是否其光合的抗胁迫能力会增强呢?如果抗性增强了,这是否又与光呼吸有关呢?本实验以日本稻Kitaake(简称WT)和转pepc基因水稻(简称PC)两种水稻为材料,当水稻叶片第六叶全展时,分别测定其在正常状态下和受到外界胁迫时的光呼吸的差异。实验处理分为:一组在其第六叶全展时用强光(2000μmolm-2s-1)处理叶片2小时,另一组在正常的水稻培养液中加入160mM氯化钠,处理8小时,再在原处理的基础上再分别用异烟肼和NaHSO3两种光呼吸抑制剂处理30分钟,比较WT和PC两种水稻第六叶片的光合气体交换参数、叶绿素荧光参数、叶绿素含量,光呼吸的比例PEPCase,乙醇酸氧化酶,RuBPCase和RuBPOase活性的高低,Rubisco大亚基含量以及光呼吸途径的三种代谢产物的相对含量。最后认为,转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。实验结果发现:(1)无论在2000μmoolm-2S-1强光处理下,还是在160mM氯化钠处理下,PC的光合气体参数:光响应曲线,净光合速率(Pn)和CO2羧化效率都高于WT,处理后的PC的Pn为18μmolCO2m-2s-1和16μmolCO2m-2s-1,而WT只有15μmolCO2m-2s-1和13μmolCO2m-2s-1,但CO2补偿点却是WT(80.6μmolmol-1,89.3μmolmol-1)要高于PC(76.4μmolmol-1,82.6μmolmol-1),这也证明了PC水稻的抗高光强和抗盐胁迫要优于WT,用光呼吸抑制剂处理后,发现PC净光合速率(Pn)上升的要大于WT,由此推测PC的光呼吸要大于WT。(2)各种处理下的荧光参数显示,受到胁迫后的PC水稻的光合系统生理指标要优于WT,这也显示了PC水稻的抗性的确要优于WT。(3)处理后的WT和PC,测定其RuBPCase:舌性以及Rubisco大亚基含量,结果显示,PC总体要优于WT,这也证明了PC的抗性确实要优于WT。(4)在用高光强和盐处理后,测定光呼吸值,乙醇酸氧化酶和RuBPOase活性,结果显示,测定光呼吸值,受到损伤后的PC的光呼吸要高于WT,高达4%-5%左右,由此可以认为在受到外界胁迫后,PC的光呼吸要大于WT。(5)不同处理的水稻的光呼吸途径的代谢产物含量也不同,随着光呼吸的升高,光呼吸代谢产物(乙醇酸,丝氨酸,甘氨酸)的含量增加,且处理后的PC的含量要高于WT。由此结果表明,在受到胁迫后,PC通过提高光呼吸来消耗外界胁迫对其带来的损伤,以此来减少其光合作用途径受到的伤害。
【作者】朱静榕;
【导师】陆巍;
【作者基本信息】南京农业大学,细胞生物学,2013,硕士
【关键词】转pepc基因;水稻;光呼吸;高光强;盐胁迫;

【参考文献】
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