文献类型： 中文期刊

作者： 方宇辉 ¹ ; 齐学礼 ¹ ; 李艳 ¹ ; 张煜 ¹ ; 彭超军 ¹ ; 华夏 ¹ ; 陈艳艳 ¹ ; 郭瑞 ¹ ; 胡琳 ¹ ; 许为钢 ¹ ;

作者机构： 1.河南省作物分子育种研究院/河南省小麦生物学重点实验室/神农种业实验室

关键词： 小麦;玉米C_(4)光合基因;强光胁迫;光合;生理特性

期刊名称： 作物学报

ISSN： 0496-3490

年卷期： 2024 年 007 期

页码： 1647-1657

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 为研究转玉米C₄型PEPC(磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因)和PPDK(丙酮酸磷酸双激酶基因)双基因小麦对强光胁迫的光合和生理响应,以转ZmPEPC+ZmPPDK基因小麦株系PCK30和PCK60及其野生型对照材料(WT)为试验材料,鉴定了外源基因在转基因小麦中的表达量,在抽穗期和灌浆期测定正常光强(NL)和强光胁迫(HL)处理下转基因小麦的光合酶活性、叶绿素含量、气体交换参数、叶绿素荧光参数、活性氧物质含量和抗氧化酶活性.结果表明,2个转基因株系在转录水平上高效表达了PEPC和PPDK基因.在不同时期NL和HL处理下,转基因小麦的PEPC、PPDK、NADP-ME和Rubisco的酶活均显著高于WT,且HL处理下高出WT的幅度更明显.与NL处理相比,转基因小麦和WT的叶绿素含量在HL处理下显著降低,但转基因株系的下降幅度更小,且HL处理下转基因株系的叶绿素含量显著高于WT.两种水平处理下,转基因小麦PCK30、PCK60的净光合速率(P_n)均显著高于WT,且HL处理下高出幅度更明显,抽穗期增幅分别为15.26%和17.57%,灌浆期为13.41%和15.82%.气孔导度、F_v/F_m、q_p的变化趋势与P_n一致,胞间二氧化碳浓度的变化趋势与P_n相反.转基因株系在HL处理下产生的活性氧物质和丙二醛含量显著低于WT,而抗氧化酶变化趋势与之相反.连续2年田间小区产量试验,转基因小麦PCK30和PCK60平均比WT高8.37%和10.16%.PEPC和PPDK在小麦中的过表达增强了小麦内源的光合酶、光化学效率和抗氧化酶活性,增强了强光下的叶片细胞膜的稳定性,保护了光合机构,维持了较高的光合效率,从而提高了转基因小麦的耐强光胁迫能力.