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光合作用是指绿色植物吸收光能，将CO2和水转化成有机物，贮存能量并释放O2的生化过程，是植物碳同化和生物量积累的重要途径。光合作用根据碳同化途径不同主要分为C3、C4和景天酸代谢(CAM)三种类型，其中，C4植物具有CO2同化速率高，光呼吸弱等优点，在高温、干旱等逆境条件下，其生物产量显著高于C3植物。
在C4植物，如玉米中，光合作用需要通过花环结构的两种细胞:叶肉细胞(MC)和维管束鞘细胞(BSC)的协调合作来完成。两种细胞的叶绿体及细胞膜上存在各种转运蛋白，保证各种代谢物在两种细胞间的正常转运从而维持C4光合的正常进行。在玉米中，二羧酸转运蛋白(DCT2，Dicarboxylic acid transporter2)定位于BSC叶绿体膜上，将胞质中的苹果酸转运到BSC叶绿体中，从而完成苹果酸(Mal)在胞质与叶绿体之间的转运。在玉米DCT2功能缺突变体中，C4光合作用不能正常进行，植株不能正常生长发育，因此，二羧酸转运蛋白DCT2在玉米C4光合作用中发挥着重要作用。
本实验室在收集玉米叶色变异突变体来研究玉米光合作用调控机制的过程中发现一个叶片黄化突变体，通过图位克隆的方法确定该突变体叶片黄化表型是由一号染色体上编码DCT2的基因发生单碱基缺失，从而导致蛋白序列改变所致。为了更加深入了解DCT2基因的生理功能，本研究以dct2突变体为实验材料，采用RNA-Seq转录组分析的方法初步揭示了DCT2基因的功能。主要研究结果如下:
(1)测定了dct2突变体光合相关的生理指标，发现该突变体净光合速率下降，胞间CO2浓度上升，叶绿体含量下降，证明了dct2是一个光合能力下降的突变体。
(2)分析野生型和dct2突变体转录组测序结果，发现在dct2突变体中，叶绿素合成相关基因的表达量下降;C4光合作用CO2固定与还原过程相关基因表达量下降，光呼吸相关基因表达量上升;淀粉及蔗糖合成相关基因表达量下降，而降解相关基因表达量显著上升。
(3)通过酵母单杂交，筛选到四个可能参与调控DCT2基因表达的转录因子，分别是GATA家族转录因子Zm00001d018421、MYB家族转录因子Zm00001d02996和Zm00001d048623、转录终止相关转录因子Zm00001d034784。这几个转录因子是否真正参与DTC2基因的调控表达需要进一步的实验验证。
在C4植物，如玉米中，光合作用需要通过花环结构的两种细胞:叶肉细胞(MC)和维管束鞘细胞(BSC)的协调合作来完成。两种细胞的叶绿体及细胞膜上存在各种转运蛋白，保证各种代谢物在两种细胞间的正常转运从而维持C4光合的正常进行。在玉米中，二羧酸转运蛋白(DCT2，Dicarboxylic acid transporter2)定位于BSC叶绿体膜上，将胞质中的苹果酸转运到BSC叶绿体中，从而完成苹果酸(Mal)在胞质与叶绿体之间的转运。在玉米DCT2功能缺突变体中，C4光合作用不能正常进行，植株不能正常生长发育，因此，二羧酸转运蛋白DCT2在玉米C4光合作用中发挥着重要作用。
本实验室在收集玉米叶色变异突变体来研究玉米光合作用调控机制的过程中发现一个叶片黄化突变体，通过图位克隆的方法确定该突变体叶片黄化表型是由一号染色体上编码DCT2的基因发生单碱基缺失，从而导致蛋白序列改变所致。为了更加深入了解DCT2基因的生理功能，本研究以dct2突变体为实验材料，采用RNA-Seq转录组分析的方法初步揭示了DCT2基因的功能。主要研究结果如下:
(1)测定了dct2突变体光合相关的生理指标，发现该突变体净光合速率下降，胞间CO2浓度上升，叶绿体含量下降，证明了dct2是一个光合能力下降的突变体。
(2)分析野生型和dct2突变体转录组测序结果，发现在dct2突变体中，叶绿素合成相关基因的表达量下降;C4光合作用CO2固定与还原过程相关基因表达量下降，光呼吸相关基因表达量上升;淀粉及蔗糖合成相关基因表达量下降，而降解相关基因表达量显著上升。
(3)通过酵母单杂交，筛选到四个可能参与调控DCT2基因表达的转录因子，分别是GATA家族转录因子Zm00001d018421、MYB家族转录因子Zm00001d02996和Zm00001d048623、转录终止相关转录因子Zm00001d034784。这几个转录因子是否真正参与DTC2基因的调控表达需要进一步的实验验证。