轉(zhuǎn)BADH基因煙草光合作用對干旱強光脅迫的響應.pdf

1、在干旱、低溫等脅迫環(huán)境下，植物細胞內(nèi)通常會積累一些相容性物質(zhì)(也稱滲透調(diào)節(jié)物質(zhì))，從而減輕環(huán)境脅迫對植物造成的傷害，甜菜堿是主要的相容性物質(zhì)之一。編碼甜菜堿醛脫氫酶(BADH，催化甜菜堿醛合成甜菜堿)的基因在甜菜堿的生物合成過程中處于關鍵地位。本實驗以轉(zhuǎn)甜菜堿醛脫氫酶(BADH)基因的煙草(Nicotianatabacum)K326和野生型K236兩種煙草為材料，采用干旱和強光兩種方式進行處理，研究轉(zhuǎn)BADH基因煙草光合作用對干旱和強光

2、脅迫的響應。主要結(jié)果如下：1.干旱脅迫對煙草葉片葉綠體超微結(jié)構(gòu)的影響：干旱脅迫導致煙草葉片的基粒片層腫脹解體，變得模糊不清，野生型煙草的葉綠體超微結(jié)構(gòu)受干旱脅迫的影響較轉(zhuǎn)BADH基因煙草明顯；BADH基因的導入對干旱脅迫煙草葉片的類囊體片層結(jié)構(gòu)具有一定的保護作用，可以減輕干旱脅迫對葉綠體的超微結(jié)構(gòu)的破壞。 2.轉(zhuǎn)基因煙草能維持干旱脅迫下類囊體膜類脂含量：干旱脅迫下煙草葉片類囊體膜中單半乳糖脂甘油二酯(MGDG)、雙半乳糖脂甘油二

3、酯(DGDG)、磷脂酰膽堿(PG)含量顯著降低。干旱脅迫下，轉(zhuǎn)基因煙草能夠維持葉片類囊體膜上的類脂含量，從而可能對類囊體膜上各種蛋白復合體的結(jié)構(gòu)和功能具有保護作用。轉(zhuǎn)基因煙草葉片中的DGDG和PG含量變化受干旱影響較小，而野生型煙草葉片中DGDG和PG含量在干旱脅迫下明顯降低。 3.干旱脅迫下轉(zhuǎn)基因煙草能維持葉片類囊體膜脂肪酸相對含量：干旱脅迫下煙草葉片類囊體膜MGDG中亞麻酸(18∶3)相對含量顯著降低。在干旱處理的第9天，與

4、正常澆水的植株相比轉(zhuǎn)基因煙草的MGDG中的18∶3相對含量下降了6.0％，而野生型煙草的MGDG中的18：3相對含量僅下降了0.7％，這不利于膜雙層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。轉(zhuǎn)基因煙草PG中16∶1(3t)含量明顯高于野生型煙草，干旱脅迫下煙草PG中的16∶1(3t)的相對含量均降低，在干旱脅迫處理9天后，轉(zhuǎn)基因煙草的PG中的16∶1(3t)的相對含量降低了35.2％，而野生型煙草PG中的16∶1(3t)的相對含量降低了76.1％。PG中較高的16

5、∶1(3t)的含量有利于維持聚光色素復合體的寡聚狀態(tài)以及狀態(tài)轉(zhuǎn)換的能力。 4.干旱脅迫下轉(zhuǎn)基因煙草能維持較高的光合能力：①干旱脅迫下，轉(zhuǎn)基因煙草表現(xiàn)出了較強抗性；轉(zhuǎn)基因煙草煙草葉片相對含水量(RWC)均高于野生型煙草，在干旱脅迫下能保持良好的水分狀況。②干旱脅迫下，煙草葉片光合速率下降，光化學效率降低。③干旱脅迫下轉(zhuǎn)基因煙草維持較高的凈光合速率(Pn)、最大光化學效率(Fv/Fm)和實際光化學效率(ФPSII)，耐光抑制能力較強