从光合作用和有机酸积累角度探索转GsPPCK1和GsPPCK3基因苜蓿耐碱性增强的生理机制

• 作者: 任永晶 孙娜 宋婷婷 才华 杨圣秋 许慧慧
• 来源期刊: 草业学报
• 关键词: GsPPCKs 耐碱性 转基因苜蓿 光合效率 有机酸
• 年，卷（期）: 2018,（8）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 107-117
• 页数: 11页
• 字数: 7392字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11686/cyxb2017391

摘要

光合作用影响着植物的生长发育及产量,并在盐碱胁迫响应中起到积极作用.前期研究将光合途径中野生大豆来源的GsPPCK1和GsPPCK3基因转入苜蓿,所获得转基因苜蓿耐碱性提高.从光合作用和有机酸积累角度探索转GsPPCK1和GsPPCK3基因苜蓿耐碱性增强的生理机制.结果表明,碱胁迫9d后,叶绿素的相对含量下降,转基因株系P1-5、P3-8与未处理相比变化并不显著,分别下降了11.27％、13.30％,而非转基因株系的叶绿素含量下降了39.11％.转基因株系P1-5、P3-8光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)及胞间CO2浓度(Ci)在胁迫处理后也有下降趋势,但下降的幅度仅为非转基因植株下降幅度的1/2.光合途径中NADP-苹果酸脱氢酶、NADP-苹果酸酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶、丙酮酸正磷酸二激酶、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶等关键酶的酶活及有机酸(苹果酸、柠檬酸、草酰乙酸、磷酸烯醇式丙酮酸)含量在碱胁迫处理后均呈上升趋势,而转基因株系P1-5、P3-8的光合酶活和4种有机酸含量与非转基因对照相比上升极显著(P＜0.01).PEPC(Medtr49079860.1)、NADP-ME(Medtr8g014390.1)、NADP-MDH(Medtr1g043040.1)、PPDK(Medtr49118350.1)及Rubisco(Medtr4g021210.1)基因的表达呈先上升后下降趋势,转基因株系中基因的表达变化较非转基因对照更为显著(P＜0.01).由此表明,在正常情况下,GsPPCK1和GsPPCK3基因的超量表达并未影响植物的光合作用,但是在碱胁迫下,转基因苜蓿的光合作用受碱胁迫的抑制较小,这一过程可能与PEPC酶的激活有关.另外,光合中间产物有机酸含量的显著上升对维持细胞内pH值的稳定也起到重要作用.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	才华	东北农业大学生命科学学院	63	619	14.0	22.0
2	孙娜	东北农业大学生命科学学院	6	12	2.0	3.0
3	宋婷婷	东北农业大学生命科学学院	12	14	3.0	3.0
4	杨圣秋	东北农业大学生命科学学院	5	7	2.0	2.0
5	许慧慧	东北农业大学生命科学学院	5	7	2.0	2.0
6	任永晶	东北农业大学生命科学学院	2	3	1.0	1.0