转PEPC基因水稻具有初级CO_2浓缩机制的生理特点

以原种粳稻Kitaake为对照,研究了转玉米PEPC基因水稻的PEPC的高表达和碳同化特性的关系.结果显示:与原种相比,转PEPC基因水稻气孔导度和光合速率显著增加,经统计分析,气孔导度的增加与光合速率的增加并无相关性.而在高光强下,与CO2浓缩有关的PEPC,CA酶蛋白的表达显著增加.因此在大气CO2浓度下可显著增加光合能力(50％);无CO2条件下,可减少叶内CO2释放量,从而降低了CO2补偿点.用专一的抑制剂DCDP处理,证明转PEPC基因水稻叶内PEPC的高表达与碳同化能力的提高和Fv/Fm的稳定性有关.用14C示踪20 s,转PEPC基因水稻14C较多的分配在C4光合原初产物天冬氨酸中,意味着叶内存在着一定的C4光合代谢途径.上述结果说明,用代谢工程可以在叶内构建初级的CO2浓缩机制,为转基因的高光效育种技术提供了生理依据.