盐胁迫下Rubisco活化酶转基因水稻光合特性

论文摘要

盐是限制作物产量的重要的非生物因子之一,光合作用与作物产量的关系密切,所以研究盐胁迫对植物光合作用的影响机制就显得十分重要。本实验以中花11野生型水稻、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶活化酶（RCA）大小亚基过表达突变体和RCA干涉突变体为材料,研究了盐胁迫对它们的气体交换参数、叶绿素荧光、环式电子流活性、Rubisco活性和RCA大小亚基含量的影响。结果表明盐胁迫下4个株系气孔导度（gs）下降,胞间C02浓度（Ci）没有显著下降,而光合速率（PN）在100mM NaCl处理下没有显著下降,在200mM NaCl处理下呈显著下降。PN的降低不伴随Ci的降低,表明是非气孔因素引起光合值的降低。叶绿素荧光在盐胁迫下四个株系变化不一,但没有在统计学上检测出显著差异,这表明盐胁迫处理1天在PN下降时对光系统I和光系统Ⅱ以及电子传递影响很小。同时,对作用光关闭后叶绿素荧光的瞬间上升和远红光条件下P700+的重还原速率的测定表明盐胁迫1天没有增加环式电子流的活性。CO2响应曲线的分析表明200mM NaCl处理下Rubisco羧化活力下降,通过对Rubisco的活性检测发现盐胁迫降低了四个株系的Rubisco初始活力,但是对Rubisco总活力没有影响。这表明Rubisco初始活力的下降是导致光合降低的非气孔因素。各株系在盐处理下上述指标变化相近,因此RCA转基因不改变水稻对盐的耐性。

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• 致谢
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• 摘要
• Abstract
• 1. 文献综述
• 1.1 盐胁迫与植物盐胁迫对农业和植物的危害
• 1.1.1 盐胁迫对农业和植物的危害
• 1.1.2 盐胁迫对光合作用的影响
• 1.1.2.1 盐胁迫与光合的气孔因素和非气孔因素的限制
• 1.1.2.2 盐胁迫对光合色素的影响
• 1.1.2.3 盐胁迫对PSⅠ、PSⅡ和电子传递的影响
• 1.1.2.4 盐胁迫对碳同化反应的影响
• 1.2 Rubisco活化酶与逆境胁迫的关系
• 1.2.1 RCA与高温胁迫
• 1.2.1.1 高温抑制RCA
• 1.2.1.2 高温下RCA的热聚合
• 1.2.1.3 RCA与植物的耐热性
• 1.2.2 RCA与营养元素
• 2和臭氧的关系'>1.2.3 RCA与大气CO₂和臭氧的关系
• 1.2.4 RCA与干旱胁迫和盐胁迫的关系
• 1.2.5 RCA在叶色突变体中的表达
• 1.2.6 疾病侵染对RCA表达的影响
• 2 盐胁迫下Rubisco活化酶转基因水稻光合特性
• 2.1 材料和方法
• 2.1.1 材料的培养和处理方法
• 2.1.2 叶片气体交换参数的测定
• 2.1.3 叶片相对含水量测定
• 2.1.4 叶绿素荧光和P700参数及相关响应曲线的测量
• 2.1.4.1 叶绿素荧光和P700参数的测定
• 2.1.4.2 P700氧化还原状态的测定
• 2.1.4.3 叶绿素荧光瞬时上升（毫秒延时荧光）的测量
• 2响应曲线的测定'>2.1.5 CO₂响应曲线的测定
• 2.1.6 Rubisco羧化活力测定
• 2.1.7 RCA含量测定
• 2.1.8 统计分析
• 2.2 结果
• 2.2.1 盐胁迫对气体交换参数和叶片相对含水量的影响
• 2.2.2 盐胁迫对叶绿素荧光参数和P700参数的影响
• 2.2.3 盐胁迫对作用光关闭后叶绿素荧光的瞬间上升的影响
• +的重还原速率'>2.2.4 远红光条件下P700⁺的重还原速率
• 2响应曲线'>2.2.5 盐胁迫下水稻四个株系的CO₂响应曲线
• 2.2.6 盐胁迫对Rubisco活性的影响
• 2.2.7 盐胁迫对RCA含量的影响
• 2.3 讨论
• 2.3.1 RCA不同亚基转基因没有改变抗盐性,盐胁迫下光合下降的原因是非气孔因素
• 2.3.2 光合电子传递不是限制光合的非气孔因素
• 2.3.3 Rubisco初始活力的降低是盐胁迫下水稻光合下降的起始位点
• 2.4 结论
• 3. 参考文献