异源表达异子蓬SaPEPC2基因提高烟草抗旱性和光合特性

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)是C_(4)光合关键酶,有助于植物在非生物胁迫下抵御逆境。异子蓬(Suaeda aralo-caspica)是一种无须Kranz结构即可在单细胞中高效执行C_(4)光合作用的荒漠盐生植物,在C 3作物遗传改良方面具有天然优势。以转异子蓬SaPEPC2基因烟草(Nicotiana tabacum)为材料,探讨了其抗旱功能和光合性能。结果表明,过表达SaPEPC2提高了烟草叶片持水能力,可保持叶绿素稳定;积累更多的渗透调节物质,增强了抗氧化酶活性,进而降低了植株体内的活性氧水平,减轻膜损伤程度;同时还增强了烟草抗旱相关基因和内源光合基因的表达,提高了PEPC活性和净光合速率,可能是促进了烟草体内的“类C_(4)微循环”途径所致。研究结果为进一步利用异子蓬单细胞C_(4)途径PEPC基因培育高光效抗逆农作物品种奠定了基础。