论文部分内容阅读
水稻是世界上一半人口的粮食来源，也是我国的主要粮食作物。水稻的产量有90％来自光合作用，其中40-60％来自剑叶的光合作用。因此，水稻剑叶对于水稻产量的提高具有重要作用。然而在杂交水稻中普遍存在叶片早衰，而导致的空瘪率高，籽粒充实度低的情况，其制约了水稻产量的提高。因而，水稻剑叶衰老的生理分子机理的研究具有重要的应用价值。本文是以水稻抗坏血酸合成关键基因GLDH突变体为材料，即GLDH超表达株系(GO-2)，野生型中花(WT)和GLDH干涉型(GI-2)，测定了三者叶片在光氧化条件下的活性氧积累、叶绿素荧光指标等变化和在遮光处理条件下三者叶片衰老相关生理分子指标，探究三者的光氧化特性和遮光处理对衰老的影响。主要结果如下: 1、GLDH超表达水稻的耐光氧化特性 GLDH超表达水稻的GLDH基因表达量和抗坏血酸含量最高，其在MV+高光氧化过程中，其活性氧积累最少，膜脂损伤程度最轻，Fv/Fm和ETR下降最慢，热耗散能力最强，而GLDH干涉型水稻与之表现出相反的变化。因此可看出GO-2的更耐光氧化，WT次之，GI-2最不耐光氧化。由此可推断GO-2耐光氧化，是由于其提高了抗坏血酸含量减少了ROS的积累，及间接增加NPQ，改善水稻剑叶的抗氧化，从而减缓膜脂损伤，减慢PSⅡ活性的丧失。 2、遮光处理对水稻剑叶衰老及产量的影响 与自然光相比，遮光处理下GI-2的叶绿素、光合速率、叶绿素荧光、可溶性蛋白及光合暗反应关键酶Rubisco含量下降速度减缓，且剑叶黄化程度减轻，衰老相关基因OsNAP和Osh36表达量下调，而总抗氧化能力显著提高。同时拷种结果显示，遮光处理显著提高了GI-2的单穗重、单株产量及千粒重，而对其结实率有所降低但并未达到显著差异;WT在遮光处理下的生理分子变化与之相同，而对其单穗重、单株产量及千粒重有提高，但并没有显著差异;GO-2在遮光处理下，剑叶黄化程度略有减轻，衰老相关基因下调，叶绿素、光合速率及叶绿素荧光却下降加快，而对单株产量、单穗重及千粒重影响与WT相同，但结实率有所提高然而并未达到显著差异。因此可推断，遮光可以减少剑叶衰老过程中的光能获得，从而减轻衰老过程中光抑制，减少活性氧的积累，进而改善了“光碳失衡”，延缓了衰老，提高了水稻籽粒的充实度，增加了产量。