水生植物黑藻C4光合途徑誘導(dǎo)的分子機(jī)制.pdf

1、人口的增長與環(huán)境的惡化是導(dǎo)致現(xiàn)今糧食短缺的主要原因,對于C3植物的改造使其具備C4植物高光合效率的特性是現(xiàn)今研究的熱點(diǎn)。自上世紀(jì)70年代以來，C4工程尚沒有取得突破性的進(jìn)展。C4功能基因?qū)隒3植物中等工作并沒有達(dá)到預(yù)期的效果，所以闡釋C3植物到C4植物的轉(zhuǎn)化機(jī)理成為了我們不可回避的問題。
　　黑藻(Hydrilla verticillata)是水鱉科(Hydrocharitaceae)的沉水植物，在外界CO2濃度降低時會引起其光

2、合途徑由C3型向C4型的改變，這種轉(zhuǎn)化不需要植物產(chǎn)生新的葉片，而是在原有的背景下轉(zhuǎn)化。同時黑藻的C4光合作用是不依賴Kranz結(jié)構(gòu)的單細(xì)胞型C4，這為我們提供了一個非常好的研究材料。因此，黑藻的單細(xì)胞C4光合作用機(jī)理可能會成為我們將C3植物改造為C4植物的一個理論基礎(chǔ)。
　　本文通過設(shè)計黑藻光合途徑轉(zhuǎn)化方案，在處理過程中通過選取不同的時間點(diǎn)取材進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組的分析，研究黑藻在C3型光合途徑向C4型光合途徑轉(zhuǎn)化過程中的分子機(jī)制。本文的結(jié)

3、果為C3植物的改造提供了一些有價值的數(shù)據(jù)，具體結(jié)果如下：
　?。?）成功建立黑藻培養(yǎng)體系；
　　（2）成功完成了黑藻C3途徑向C4途徑的轉(zhuǎn)化；
　?。?）測量了轉(zhuǎn)化前后黑藻的δ13C值；
　?。?）進(jìn)行了轉(zhuǎn)化前后的RNA-seq分析，發(fā)現(xiàn)了899個差異表達(dá)基因，并且發(fā)現(xiàn)了72個與轉(zhuǎn)化相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子；
　?。?）通過KEGG分析發(fā)現(xiàn)，光系統(tǒng)I中psaD呈現(xiàn)下調(diào)趨勢。在光系統(tǒng)II中psbA，PsbR，psbU，