14674.類胡蘿卜素異構酶在光合機構運轉中的功能研究

1、密級：中國科學院大學Un耋versi每ofChineseAcademyofSc差enees博士學位論文培養(yǎng)單位：2013年05月摘要摘要類胡蘿卜素異構酶(CRTISO)是植物類胡蘿卜素合成的重要調控位點，盡管CRTIS0在類胡蘿卜合成途徑中的作用比較清楚，然而，它在光合作用中的功能還有待于深入研究。本文以水稻類胡蘿卜素異構酶突變體zP，J『為材料，研究了水稻CIⅡIS0在基因表達、類囊體膜蛋白復合體組裝以及葉綠體光形態(tài)建成等方面的作用，

2、取得了如下結果：1對zP，J『突變體進行色素分析表明，暗培養(yǎng)的突變體葉片中積累了大量順式番茄紅素前體，而環(huán)式的胡蘿卜素和葉黃素不能正常合成。在光照條件下，類胡蘿卜素合成雖然得以繼續(xù)，但類胡蘿卜素合成效率降低，葉黃素含量減少了約70％，表明CIHISO是類胡蘿卜素合成途徑中的一個關鍵酶基因。2水稻表達譜芯片分析表明，突變體中許多光合作用相關基因在暗中表達上調，如葉綠素合成途徑基因、捕光復合體蛋白亞基以及受光誘導表達的基因。原葉綠素酸酯也在

3、突變體中大量積累。暗中積累的順式番茄紅素前體可能作為質體一細胞核信號參與了調節(jié)光合基因的表達。另外，植物激素赤霉素(GA)的生物合成，以及脫落酸(ABA)、生長素(auxin)和乙烯(ethvlene)信號傳遞途徑等眾多基因在突變體中表達下調。說明CRTISO對于調節(jié)黑暗中基因的表達以及暗形態(tài)建成具有重要作用。3透射電鏡觀察顯示黃化質體的原片層體(prolamellarbody，PLB)的晶格結構紊亂。進一步對暗培養(yǎng)的突變體苗葉片進行光

4、照處理顯示，PLB中的膜脂分子擴散延伸受抑制、不能垛疊形成基粒，而只能形成類似“同心圓”結構的類囊體膜，表明突變體葉綠體類囊體膜發(fā)育受到延滯。4藍綠膠電泳顯示光系統(tǒng)II捕光復合體(LHCII)的三體、光系統(tǒng)I(PSI)復合體和光系統(tǒng)II(PSII)超復合體的組裝受到影響。77K低溫熒光進一步檢測發(fā)現PSI發(fā)射峰(745nm)相對于PSII(689nm)在不同光照培養(yǎng)條件下都明顯低于野生型，顯示PSI相對于PSII組裝與發(fā)育受到更嚴重抑制