Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| 费尔干猪毛菜C_4光合作用随发育增强现象及其内在机制研究 | |
| 塔伊尔·买买提江 | |
| 出版年 | 2020 |
| 学位类型 | 硕士 |
| 学位授予单位 | 新疆大学 |
| 中文摘要 | 猪毛菜属(Salsola)是具有最丰富的光合途径类型的荒漠植物属,其中大多属于C_4植物种,少数属于C_3和C_3-C_4中间型物种,近年来对其光合途径类型的研究受到广泛关注。自从藜科(Chenopodiaceae)、白花菜科(Cleomaceae)等植物中发现了C_4光合作用随发育增强现象以来,此现象在许多C_4植物中被揭示和报道。然而猪毛菜属物种中C_4光合作用增强研究则鲜见报道。费尔干猪毛菜(S.ferganica)是藜科猪毛菜属一年生C_4植物,具有极强抗逆性。目前对其研究主要集中在叶片解剖结构以及生理生化特征。我们在前期的研究中发现费尔干猪毛菜的C_4解剖结构随发育改变的现象,因此在本论文中拟从叶片解剖结构、光合酶定位以及光合酶基因在转录和翻译水平的表达等方面深入探究费尔干猪毛菜C_4光合作用随叶片发育逐渐增强现象的内在机制,为其光合作用及碳同化途径的进化机制提供理论依据。本研究的主要结果如下:(1)分析了叶片C_4解剖结构随发育的变化规律。费尔干猪毛菜的幼嫩真叶和中间型真叶的不同部位之间的解剖结构呈现显著差异,主要体现在叶肉细胞(Mesophyll cells,MC)和维管束鞘细胞(Bundle sheath cells,BSC)的大小、排列及细胞器的分布等方面。随着叶片的发育,逐渐形成了完整的“类猪毛菜型”(Salsoloid)解剖结构。中间型叶片的纵向解剖结构显示,从叶基部到叶顶端MC和BSC逐渐从无显著差异,分化形成两种形态结构上显著区别的细胞类型,表明单个叶片的C_4光合解剖结构随发育呈现梯度变化特征。(2)进一步解析了C_4光合关键酶的定位随发育的变化情况。费尔干猪毛菜叶片发育过程中RUBPC的表达发生在早期,定位于BSC中;磷酸烯醇丙酮酸羧化酶(Phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPC)的表达则发生于1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(Ribulose-1,5 diphosphate carboxylase,RUBPC)之后,早期定位于MC和BSC中。随着叶片的发育,RUBPC特异性定位于BSC,PEPC则定位于MC中。这两种光合关键酶的定位随叶片发育呈现阶段性变化,并在成熟叶片中显著增强。(3)分析了C_4光合关键酶基因随发育在转录和翻译水平的表达特征。费尔干猪毛菜不同发育时期叶片中C_4光合关键酶RUBPC、PEPC、NAD依赖性苹果酸脱氢酶(NAD-malic enzyme,NAD-ME)、丙酮酸双激酶(Pyruvate,Pi dikinase,PPDK)基因在m RNA和蛋白质水平的表达量随发育呈现显著增强效应;中间型叶片从基部到顶部关键酶的表达量也逐渐增强,呈现纵向发育梯度增强的趋势。本研究对费尔干猪毛菜的叶片解剖结构、光合酶定位及关键酶的表达分析表明:费尔干猪毛菜C_4光合解剖结构随叶片发育逐渐形成并成熟,关键酶的定位及其表达也随叶片发育显著增强,最终发育形成完整的C_4光合作用体系。 |
| 中文关键词 | 费尔干猪毛菜 ; 发育增强 ; C_4光合途径 ; 光合关键酶 ; 解剖结构 |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| 中图法分类号 | Q945.11 |
| 来源机构 | 新疆大学 |
| 资源类型 | 学位论文 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/355475 |
| 作者单位 | 新疆大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 塔伊尔·买买提江. 费尔干猪毛菜C_4光合作用随发育增强现象及其内在机制研究[D]. 新疆大学,2020. |
| 条目包含的文件 | 条目无相关文件。 | |||||
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