低浓度CO2对黑藻和水车前光合特性的影响

• 作 者: 李兆波
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院研究生院 中国科学院大学
• 发表日期: 2010年期

本论文通过研究12种常见沉水植物在低浓度CO2诱导前后光合作用关键酶PEPC和Rubisco活性的变化,初步判定水鳖科植物水车前(Oteliaalismoides)的光合碳同化途径经诱导有可能从C3向C4途径转变。在此基础上,我们改进了低浓度CO2诱导培养系统,选择了代表性材料水车前与黑藻为研究对象,研究它们在低浓度CO2诱导培养下光合特性的变化。　　
研究结果表明,低浓度CO2诱导后,黑藻的PEPC酶活性提高了10倍,而Rubisco酶活性在诱导前后基本没有改变,从而,黑藻的PEPC/Rubisco酶活性比值由低浓度CO2诱导前的0.47上升至诱导后的4.17。与黑藻的研究结果相似,低浓度CO2诱导后,水车前的PEPC酶活性也提高了将近10倍,而Rubisco酶活性在诱导前后基本没有改变,水车前PEPC/Rubisco酶活性比值也由低浓度CO2诱导前的0.45上升至诱导后的4.17。同时,低浓度CO2诱导后,黑藻和水车前其他的C4途径关键光合酶NAD-ME、NAD-MDH、PPDK的酶活性也大幅升高。黑藻和水车前的其他光合特性如净光合速率、氧气对光合速率的抑制程度,以及部分叶绿素荧光参数,在诱导前后也存在显著差异:诱导后,黑藻和水车前的净光合速率加快,比对照组分别上升50.8％和74.1％；氧气对光合速率的抑制程度减弱,分别为对照组的35.0％和60.0％；同时检测到部分叶绿素荧光参数也发生相应变化。以上研究结果表明,黑藻和水车前的光合碳同化途径经低浓度CO2诱导,可能完成了由C3途径向C4途径的转变。另外,本研究在低浓度CO2诱导前后,对黑藻和水车前的显微结构进行了观察,均未发现Kranz“花环”结构的形成,叶片的横截面切片形态结构也没有发生明显的改变。这表明水车前也很有可能与黑藻一样是一种诱导型单细胞拟C4植物。