哈密瓜叶色黄绿突变体Cmygl-1快速叶绿素荧光诱导动力学特性

【目的】研究哈密瓜叶色黄绿突变体Cmygl-1的快速叶绿素荧光诱导动力学特性。【方法】以突变体Cmygl-1及其野生型近等基因系为试材,构建遗传分离群体,分析突变体的快速叶绿素荧光诱导动力学特性。【结果】突变体材料的O-J-I-P标准化曲线中J-I相抬高,且叶片ABS/RC增加而ABS/CSo降低,说明PSII数量减少。相对可变荧光ΔVt曲线和ΔWk曲线ΔL–band和ΔK–band均大于0,且叶片TRo/RC与野生型相同而ETo/RC降低,反应活性也大幅降低。反应中心虽能吸收较多能量,但能够捕获的很少,能够传递到电子传递链中的更少,其余均通过热耗散形式散失了。【结论】最终导致PSII最大光化学效率φRo和综合性能指数PI(abs)降低。

哈密瓜叶色黄绿突变体Cmygl-1的高光合生理特性分析

叶色突变体是研究植物光合系统的结构和功能、叶绿素生物合成及其调控机制的理想材料。为了探究哈密瓜叶色黄绿突变体Cmygl-1的光合生理特性,以突变体、野生型近等基因系及F2遗传群体为试材,对叶色表型、农艺性状指标分别进行调查统计,并采用分光光度计法和试剂盒法分别测定叶绿素含量和酶活性,利用LI-6400光合仪和透射电镜分别进行光合特性测定和叶绿体结构扫描。结果表明,突变体叶色黄绿性状能够稳定遗传,受1对隐性等位基因控制;突变体叶片中光合色素含量显著降低,叶绿体膜较模糊,类囊体片层数减少,排列松散;突变体的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)显著升高,胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)与野生型没有显著性差异,说明突变体的高净光合速率可能为非气孔因素;在低CO2浓度环境下,突变体净光合速率显著高于野生型,说明其具有较强的CO2固定能力;突变体遭受膜脂过氧化损伤,丙二醛(MDA)和过氧化氢(H2O2)含量显著升高;其过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性和GSH/GSSG值均显著高于野生型,表明其能够激活自身抗氧化酶系统,清除体内过量的活性氧物质;突变体丙酮酸磷酸双激酶(PPDK)、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)和核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)等光合碳同化关键酶活性均显著高于野生型,可能是突变体净光合速率升高的原因。本研究结果为突变体高光合特性的分子调控机制研究奠定了基础。