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转玉米PEPC基因水稻中有限的C4光合微循环及其生理作用

文献类型： 中文期刊

作者： 季本华 1 ; 朱素琴 1 ; 焦德茂 2 ;

作者机构： 1.南通大学生命科学学院

2.江苏省农业科学院农业生物技术研究所

关键词： 转基因水稻;C4光合微循环;叶绿素的荧光特性;磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶;C4二羧酸

期刊名称： 植物学报

ISSN： 1672-9072

年卷期： 2004 年 005 期

页码： 542-551

收录情况： CSCD

摘要： 用转PEPC基因水稻(ORYZA SATIVA L. SUBSP.JAPONICA KITAAKE)和原种水稻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),说明原种水稻叶片中具有完整的C4光合酶体系;用外源OAA或MA饲喂叶切片或叶绿体后明显增加光合速率,证明原种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)和降低光呼吸速率/净光合速率(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)的降低;这些结果为通过基因工程手段提高作物光合效率的遗传育种提供了科学根据.

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