外源C_4二羧酸对转玉米PEPC基因水稻C_4光合途径的促进作用

以转PEPC基因水稻和野生型水稻Kitaake为材料 ,研究了不同基因型水稻叶片中的C4 光合微循环及其功能。通过测定与光合C4 途径有关的关键酶 ,如磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 (PEPC)、NADP 苹果酸酶 (NADP ME)、NADP 苹果酸脱氢酶 (NADP MDH)和丙酮酸磷酸双激酶 (PPDK) ,说明野生型水稻叶片中具有完整的C4 光合酶体系 ;用外源草酰乙酸 (OAA)或苹果酸 (MA)饲喂叶切片或叶绿体后明显增加光合速率 ,证明野生型水稻中具有一个有限的光合C4 微循环。将玉米的PEPC基因导入原种水稻后 ,可大幅度提高光合C4 微循环的速率。测定不同基因型的CO2 交换速率 ,看出水稻中C4 光合微循环的增强有提高净光合速率 (Pn)和降低Pr/Pn 比值的作用。叶绿素荧光特性分析表明 ,C4 光合微循环的增强伴随着PSⅡ电子传递效率 (Fv/Fm)和光化学猝灭 (qp)的增加 ,以及非光化学猝灭 (qN)