不同光质下大豆质体末端氧化酶及功能相关基因表达的研究

发布时间：2020-09-10 14:03

　　 本研究以南方玉米-大豆带状复合种植模式为背景,选择强耐荫“贡选1号”和弱耐荫“南032-4"两个大豆品种为试验材料,以日光灯和LED灯为光源。在白光、红光、蓝光、红光-远红光四种光质条件下,测定了大豆幼苗叶片中质体末端氧化酶(PTOX)及其功能相关基因(与环式电子传递相关基因PGR5、NDH-H,与类胡萝卜素合成相关基因PDS、ZDS,暗反应基因RbcS以及AOX相关基因AOX1、AOX2a、AOX2b)的表达水平的变化情况；在模拟大田套作光质(红光：蓝光：远红光比例为1：1：0.88)、模拟大田净作光质(红光：蓝光：远红光比例为1：1：0.68)两种光质处理下,测定了大豆幼苗叶片的质体末端氧化酶及其功能相关基因表达水平以及光合相关指标、荧光参数和光合色素水平。主要研究结果如下：1.避光后白光下贡选1号和南032-4的PTOX、PGR5、PDS、ZDS基因表达水平均受到诱导,呈逐渐增加趋势,120 min后达到最高,AOX1、AOX2a、AOX2b基因表达水平呈现先增加后降低的趋势,在30-60 min达到最高,NDH-H、RbcS基因表达水平没有发生变化；红光下除贡选1号PDS基因转录水平150min内未见变化以外,其他基因变化趋势与白光相同；红光照射后改用远红光照射,PTOX、PGR5、AOX1、 AOX2a、AOX2b、PDS、ZDS基因表达水平均显著降低,NDH-H、RbcS基因表达水平没有变化；蓝光下贡选1号PTOX、PGR5、AOX1、PDS、ZDS表达水平随时间逐渐升高,120 min后达到最高,AOX2a、AOX2b呈先增加后降低的趋势,在30-60 min达到最高,NDH-H、RbcS基因表达水平无变化,南032-4的PTOX、PGR5呈逐渐增加趋势,120 min后达到最高,其他基因NDH-H、AOX1、AOX2a、AOX2b、PDS、 ZDS、RbcS转录水平没有变化。两个品种大豆PTOX蛋白水平在白、红、蓝光下均升高,远红光下均降低。白光、红光、蓝光下贡选1号植株中PTOX基因水平变化均不同程度高于南032-4植株。2.与模拟净作光环境相比,模拟套作光条件下,两个品种大豆PTOX、PGR5基因表达水平降低,PDS、ZDS基因水平升高；贡选1号植株AOX1、AOX2a基因水平升高,AOX2b基因转录本水平不变,南032-4植株AOXl基因水平降低,A0X2a基因水平不变,AOX2b基因水平升高；两个品种大豆NDH-H、RbcS基因表达水平不变。在模拟套作光质下,两个品种大豆PTOX蛋白水平均略低于模拟净作光质下的蛋白水平。PTOX的基因相对表达水平贡选1号极显著高于南032-4。3.与模拟净作光环境相比,模拟套作光条件下,两个品种大豆植株气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)下降,胞间C02浓度(Ci)升高；初始荧光(Fo)、实际光化学效率(ΦPS Ⅱ)升高,PS Ⅱ最大光化学量子产量(Fv/Fm)、光化学淬灭系数(Qp)、非光化学淬灭系数(NPQ)、电子传递速率(ETR)下降；叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素上升,叶绿素a/b值、类胡萝卜素下降。贡选1号植株在模拟套作光环境下的各参数表现均略优于南032-4。通过对以上结果的分析发现,不同光环境下大豆通过对PTOX及功能相关基因的调节,改善了植物的光合作用。相比弱耐荫大豆032-4,强耐荫大豆贡选1号对光合电子传递的调解能力更强,其中PTOX参与并发挥了一定作用。
【学位单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：S565.1

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