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干旱胁迫对转C4基因（PEPC&PPDK）水稻叶片光合生理及抗氧化特性的影响

作　者: 宋涛
导　师: 陈国祥
学　校: 南京师范大学
专　业: 植物学
关键词: R2P R299 干旱胁迫光合生理抗氧化系统
分类号: S511
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本文主要研究了干旱对转C4基因(PEPC&PPDK)水稻R2P的光合生理和抗氧化系统的影响,得出的出要结论如下：1在苗期,用20%PEG6000(聚乙二醇6000)模拟严重干旱条件下：R2P的叶绿素含量和净光合速率均发生下降,但下降幅度小于其野生型R299；叶绿素荧光参数方面,R2P的Fo升高幅度、Fv/Fm和PIabs下降幅度均小于R299;R2P的电子传递链活性和光合磷酸化水平均下降,下降幅度小于R299;抗氧化方面,在干旱诱导下,R2P的SOD活性和脯氨酸含量上升,上升幅度大于R299,O2-和MDA含量上升幅度小于R299；在电镜下观察叶绿体超微结构后发现,干旱4天后,R2P的叶绿体结构发生了变化,叶绿体膜和类囊体膜发生了部分破损,叶绿体片层结构开始变得松散,但整体结构相对较完整,而R299叶绿体膜结构破损严重,基粒类囊体和基质类囊体结构模糊,基粒类囊体和基质类囊体的排列方向与叶绿体长轴不再平行,叶绿体基质片层大部分溶解,叶绿体基质中出现较大的透明腔。2在生殖生长期模拟大田干旱试验,于剑叶全展后进行断水处理,控制土壤水势在-10kPa(轻度干旱),经过20天模拟干旱,R2P和R299的叶绿素含量、净光合速率、光合磷酸化水平变化趋势相近,都是先上升后下降的趋势,分别低于其对照组,但R2P比R299下降幅度小；干旱10天和20天后,R2P的PEPC活性比其对照分别提高了176%和60%,而R299比其对照上升了35.6%和42.8%。R2P的RuBisCO初始活力下降幅度也低于R299；抗氧化系统方面,R2P的SOD上升幅度大于R299,而02-和MDA的上升幅度低于R299。综合起来看,R2P在苗期和生殖生长期经受干旱胁迫后光合性能下降幅度比其原种R299小,这得益于R2P更高效的SOD活性,使之更好地保持细胞结构的稳定性,从而保障了光合作用的进行。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章绪论  8-18
  1.1 光合作用的C3、C4途径研究进展  8-12
    1.1.1 C4植物光合优势的结构与生理基础  9
    1.1.2 C3植物中的“C4途径”  9-10
    1.1.3 C3植物中的“C4途径”表达的限制性因素  10-11
    1.1.4 转C4基因的生物学意义  11-12
  1.2 转C4基因水稻生理生化研究进展  12-13
    1.2.1 转C4基因水稻光合特征及产量特征相关研究  12-13
    1.2.2 转C4基因水稻抗逆性研究进展  13
  1.3 干旱胁迫对作物的伤害机制  13-17
    1.3.1 干旱胁迫对作物光合作用的影响  14-15
    1.3.2 干旱胁迫对叶绿素荧光的影响  15-16
    1.3.3 干旱胁迫对膜系统的影响  16
    1.3.4 干旱胁迫对抗氧化系统的影响  16
    1.3.5 干旱胁迫对渗透调节系统的影响  16-17
  1.4 本研究的意义  17-18
第2章苗期干旱对转C4基因水稻叶片光合生理及抗氧化特性影响的研究  18-36
  2.1 材料与方法  18-22
    2.1.1 材料及处理  18
    2.1.2 方法  18-22
      2.1.2.1 叶绿素含量的测定  18
      2.1.2.2 净光合速率的测定  18
      2.1.2.3 荧光动力学参数的测定  18-19
      2.1.2.4 内囊体膜的制备  19
      2.1.2.5 PSⅡ电子传递链活性的测定  19
      2.1.2.6 叶绿体的制备  19-20
      2.1.2.7 非循环式光合磷酸化  20
      2.1.2.8 粗酶液的提取  20
      2.1.2.9 抗氧化系统相关参数测定  20-21
      2.1.2.10 叶绿体超微结构的观察  21-22
  2.2 结果与分析  22-34
    2.2.1 苗期干旱对转基因水稻叶片叶绿素含量的影响  22-23
    2.2.2 苗期干旱对转基因水稻叶片净光合速率的影响  23-24
    2.2.3 苗期干旱对转基因水稻叶片叶绿素荧光参数的影响  24-27
    2.2.4 苗期干旱对转基因水稻叶片非循环式电子传递链和光合磷酸化的影响  27-29
    2.2.5 苗期干旱对转基因水稻叶片抗氧化系统的影响  29-33
    2.2.6 苗期干旱对转基因水稻叶片叶绿体超微结构的影响  33-34
  2.3 本章讨论  34-36
第3章生殖生长期模拟大田干旱对转基因水稻叶片光合生理及抗氧化特性的影响  36-46
  3.1 材料与方法  36-38
    3.1.2 材料及处理  36-38
      3.1.2.1 叶绿素含量的测定  36
      3.1.2.2 净光合速率的测定  36
      3.1.2.3 光合磷酸化水平的测定  36
      3.1.2.4 PEPC活性的测定  36-37
      3.1.2.5 RuBisCO初始活力的测定  37
      3.1.2.6 抗氧化系统相关参数的测定  37-38
  3.2 结果与分析  38-44
    3.2.1 生殖生长期干旱对转基因水稻剑叶叶绿素含量的影响  38-39
    3.2.2 生殖生长期干旱对转基因水稻剑叶净光合速率的影响  39-40
    3.2.3 生殖生长期干旱对转基因水稻剑叶非循环式光合磷酸化的影响  40
    3.2.4 生殖生长期干旱对转基因水稻剑叶暗反应关键酶的影响  40-42
    3.2.5 生殖生长期干旱对转基因水稻剑叶抗氧化系统的影响  42-44
  3.3 本章讨论  44-46
结论  46-47
参考文献  47-55
在读期间发表的学术论文及研究成果  55-56
致谢  56

干旱胁迫对转C4基因（PEPC&PPDK）水稻叶片光合生理及抗氧化特性的影响

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