干旱胁迫对结缕草叶绿素荧光和光合关键酶活性的影响

在对中国结缕草属(Zoysia Willd.)植物53份种源水分利用效率评价的基础上,以高水分利用效率种源Z110和低水分利用效率种源Z132作为试验材料,对其干旱胁迫过程中叶绿素荧光特征、光合关键酶核酮糖二磷酸(RuBP)羧化酶和磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)羧化酶的活性进行了研究。结果表明,在干旱胁迫过程中,两份结缕草种源的叶绿素初始荧光(Fo)、非光化学猝灭系数(qN)逐渐增加;叶绿素最大荧光(Fm),PSⅡ实际光化学效率Yield,叶片表观光合电子传递速率ETR,PSⅡ光化学猝灭系数(qP),RuBP羧化酶和PEP羧化酶活性逐渐降低。在干旱胁迫过程中,除种源Z110叶绿素Fo小于Z132的叶绿素Fo外,其他参数均大于Z132,说明干旱胁迫对Z132的光合作用影响较大,Z110对干旱胁迫表现出较强的的适应能力。

PEG胁迫对抗旱性不同的小麦幼苗光合关键酶活性的影响

为了解小麦幼苗叶片C4途径酶对干旱胁迫的响应,以小麦节水耐旱品种西农1043和水地品种陕253为材料,通过水培实验,分析了20%PEG胁迫后小麦幼苗叶片的叶绿素含量、相对含水量及C3、C4光合途径酶活性的变化。结果表明,随着PEG胁迫时间的延长,小麦叶片叶绿素含量、相对含水量和C3途径关键酶Rubisco活性均下降,且陕253的降幅相对较大,而C4途径关键酶活性均呈先升后降趋势。PEG胁迫下,C4途径酶CA、PEPC、NADP-MDH、NADP-ME、NAD-ME和PPDK活性最大增幅分别达到19.3%(P<0.05)、34.7%(P<0.05)、52.3%(P<0.01)、93.7%(P<0.01)、56.6%(P<0.01)和91.3%(P<0.01),且西农1043的C4途径关键酶活性较陕253增加明显。说明干旱胁迫下小麦幼苗叶片高活性的C4途径相关酶可能在光合固碳及耐旱生理机制中起着重要作用。

水稻抽穗后剑叶衰老过程中光合关键酶的基因表达

协优 930 8、培矮 6 4s/ 9311和汕优 6 3三个超级高产水稻品种抽穗后 ,剑叶中光合速率减小、叶绿素含量下降、SOD活力降低和MDA含量上升的幅度不同 ,显示它们开花结实过程中叶片衰老的速度不同 ,以汕优 6 3衰老最快 ,协优 930 8最慢 ,培矮 6 4s/ 9311居中。Northern杂交和免疫定量研究表明 ,汕优 6 3和培矮6 4s/ 9311剑叶rbcS(Rubisco小亚基基因 )和rca(Ru bisco活化酶基因 )mRNA的表达随抽穗后天数的增加而下降 ,而协优 930 8在抽穗后第 10天才开始下降 ;Rubisco和Rubisco活化酶蛋白含量的下降趋势与rbcS和rcamRNA的变化趋势相似。因此 ,水稻抽穗后剑叶衰老过程中光合能力的下降与光合关键酶基因(rbcS和rca)

C_4光合关键酶基因转化C_3植物

文章介绍C_4光合关键酶和转运蛋白基因转化C_3植物的研究进展。

AHLs对小球藻PSⅡ光化学活性与光合作用关键酶的影响

采用批次培养的方法,研究了100、200和300 nmol/LC_(10)-HSL(N-癸酰-L-高丝氨酸内酯)对普通海水小球藻(Chlorella vulgaris)PSⅡ光化学活性与光合作用关键酶的影响。结果显示:在C_(10)-HSL作用下,小球藻生长受到促进,细胞密度显著升高,而且存在着随C_(10)-HSL浓度上升促进作用增强的剂量-效应关系;小球藻PSⅡ光化学活性指标——最大光能转化效率F_v/F_m、实际光能转化效率Yeild及表观光合电子传递效率ETR明显提高,而且C_(10)-HSL对Yeild的作用强于对F_v/F_m的影响;小球藻光合作用关键限速酶——核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶Rubisco、磷酸丙糖异构酶TPI、焦磷酸:果糖-6-磷酸-1-磷酸转移酶PFP、果糖-1,6-二磷酸醛缩酶FDA活性均不同程度上升,表明小球藻光合固碳及合成糖类的能力有所增强。

玉米C_4光合酶基因导入对拟南芥光合特性及抗旱性的影响

为了解玉米C_4型光合酶基因对C3植物拟南芥光合特性的影响及其对干旱胁迫的响应,分别以过表达ZmPEPC(磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶)、ZmPPDK(丙酮酸磷酸二激酶)和ZmNADP-ME(依赖于NADP的苹果酸酶)单个酶基因的拟南芥株系(分别简写为PC、PK、ME),以及过表达PEPC+PPDK和PPDK+NADP-ME两个酶基因的拟南芥株系(分别简写为PCK、PKM)为供试材料,在开花期停止浇水,并分别于干旱胁迫处理前1天、第5天、第10天和结束干旱胁迫复水处理5d时测定转基因拟南芥中目标基因的表达量、光合速率、水分利用效率和酶活性。结果表明,在正常生长条件下,PCK类型株系的PEPC酶活性、PPDK酶活性、净光合速率(Pn)以及水分利用效率(WUE)较野生型拟南芥分别高52%、20%、24%和55%,除PPDK酶活性外,PCK类型株系各指标测定值的增幅均高于其他转基因类型株系,综合表现最优。不同类型株系的上述测定指标总体表现为PCK>PC>PK、PKM>ME。干旱胁迫处理5d时,各类型株系中目标基因的表达量、光合酶活性、Pn和WUE均有所上升。干旱胁迫处理10d时,拟南芥受到严重损伤,上述指标的测定值均下降。复水5d时上述指标得到不同程度的恢复,不同类型转基因株系的各项测定指标在不同干旱胁迫处理中总体仍表现为PCK最优,PC次之。各转基因株系均优于受体非转基因拟南芥。

CO_(2)浓度升高条件下不同氮素供应对闽楠幼苗光合特性及生长的影响

【目的】研究不同CO_(2)浓度、不同氮素形态及供应量条件下闽楠幼苗光合特性及生长的表现,探索氮肥施用调控闽楠幼苗光合下调现象的方式。【方法】以1年生闽楠实生苗为试验材料,采用开顶式气室进行CO_(2)浓度处理[自然浓度(350±70)μmol·mol^(-1),升高浓度(700±10)μmol·mol^(-1)],施用不同量硝态氮及铵态氮(中等用量每株0.8 g,增加用量每株1.2 g)培育闽楠幼苗。【结果】与自然CO_(2)浓度处理相比,长时间高浓度CO_(2)处理(88天)后施用中等量硝态氮闽楠幼苗净光合速率降低26.93%(P<0.05),其核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)以及Rubisco活化酶(RCA)活性、可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白含量、苗高、地径净生长量均显著低于自然CO_(2)浓度处理(P<0.05),说明闽楠幼苗出现光合下调现象并最终影响生长是因为光合关键酶活性降低而非光合产物积累抑制;长时间CO_(2)浓度升高条件下增施硝态氮或施用铵态氮闽楠幼苗净光合速率无显著变化(P>0.05),其Rubisco以及RCA活性、可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白含量以及苗高、地径净生长量均提高或无显著变化,表明增施硝态氮或施用铵态氮可以缓解长期高浓度CO_(2)条件对闽楠幼苗光合及生长产生的不良表现。【结论】长期CO_(2)浓度升高条件下,增施硝态氮或铵态氮可提高闽楠幼苗光合关键酶活性,增加有机物含量,最终促进闽楠幼苗生长以缓解其对闽楠幼苗生长的负面影响。

柑橘光合作用研究进展

光合作用作为有机物合成的主要途径在柑橘的生长发育和成熟过程中具有重要的影响。通过对近年来国内外柑橘光合作用的研究进行分析,对柑橘光合作用的基本特性,种植条件、叶片特性、矿质营养、温度、叶绿素、光合关键酶等内外影响因素及光合作用相关转录因子等方面进行了论述,为研究柑橘光合作用的主要途径和探究控制柑橘成熟时期的机制提供依据,为柑橘种植、品种选育和品质优化提供理论基础。

干旱对沟叶结缕草光合作用的影响

以沟叶结缕草为材料,研究干旱胁迫对其光合特征、叶绿素荧光参数和光合关键酶活性的影响。结果表明,在干旱胁迫过程中,沟叶结缕草的净光合速率和胞间CO_2浓度先增加后降低,气孔导度和蒸腾速率逐渐降低。干旱处理的沟叶结缕草初始荧光逐渐上升,但最大荧光、实际光化学效率和光化学猝灭系数逐渐降低。随着干旱胁迫时间的延长,PEP和Ru BP羧化酶活性逐渐降低。干旱胁迫对沟叶结缕草的光反应和暗反应产生不同程度的影响。

异子蓬SabHLH169基因的克隆及抗旱功能分析

碱性螺旋-环-螺旋(basic belix-loop-helix,bHLH)转录因子是真核生物中最大的转录因子家族之一,其成员广泛参与植物生长、发育和胁迫响应。前期在异子蓬(Suaeda aralocaspica)光合作用关键酶PEPC-1的研究中筛选到一个可能与SaPEPC-1启动子相互作用的bHLH转录因子SabHLH169,探明该基因功能将为后期异子蓬bHLH基因的深入研究奠定基础。通过克隆获得该基因,采用生物信息学、实时荧光定量PCR等方法,初步探究SabHLH169基因的耐旱功能。结果显示,SabHLH169包含2 100 bp核苷酸,编码699个氨基酸,其蛋白质C末端具有典型的bHLH结构域,原核表达和Western blot分析表明,SabHLH169重组蛋白能够正确表达,其分子量大小与预测结果一致。过表达SabHLH169的拟南芥转基因株系在萌发期具有更高的耐旱性;干旱胁迫下,转基因拟南芥中3个干旱胁迫相关基因AtRD22、AtRD29A和AtDREB2A以及3个光合作用关键酶基因AtLhcb2、AtRubicso和AtPEPC的表达水平显著升高,且AtPEPC酶活性被显著增强。由此推测,SabHLH169基因可能在干旱胁迫响应中具有潜在功能。