水稻葉色突變體的光合和生理生化特性研究.pdf

1、葉色突變體是研究光合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能、葉綠素生物合成及其調(diào)控機(jī)制的理想材料，作為標(biāo)記性狀，在雜交水稻中也有很高的應(yīng)用價(jià)值。研究其光合機(jī)制和生理生化特性具有重要的理論意義和潛在應(yīng)用價(jià)值?？N恢10號(hào)是由西南大學(xué)水稻研究所選育的優(yōu)良三系雜交水稻恢復(fù)系，對(duì)其進(jìn)行EMS誘變處理，獲得兩個(gè)缺綠突變體，分別為ygl5和pygl1。ygl5全生育期所有葉片表現(xiàn)為黃色，pygl1全生育期所有葉片表現(xiàn)為淡綠色，兩個(gè)突變性狀均能穩(wěn)定遺傳，和野生型相比，株高略有

2、降低。本研究以野生型縉恢10號(hào)為對(duì)照，對(duì)ygl5和pygl1的葉綠素前體物質(zhì)合成、光合特性及生理生化進(jìn)行了研究。主要結(jié)果如下：
　　 ⑴ygl5和pygl1的葉綠素前體物質(zhì)合成均受阻于由膽色素原(PBG)合成尿卟啉原Ⅲ(UrogenⅢ)這一步，推測(cè)與膽色素原脫氨基酶和尿卟啉原Ⅲ合成酶這兩個(gè)關(guān)鍵酶活性異常存在一定關(guān)系。多重分析結(jié)果表明，兩個(gè)突變體的原脫植基葉綠素(Pchlide)不存在顯著差異，但Pchlide的光轉(zhuǎn)化效率表明，突

3、變體ygl5產(chǎn)生的Chlide最少，且Chlide用于葉綠素a合成的消耗量最少，消耗速度也最低，這可能是其葉綠素含量最低的重要原因之一；和ygl5相比，pygl1具有較高的Pchlide光轉(zhuǎn)化效率，合成的葉綠素a含量也較高，導(dǎo)致其葉綠素b含量嚴(yán)重缺乏的主要原因可能與葉綠素酸酯a氧化酶(CAO)活性異常有關(guān)。
　　 ⑵和野生型縉恢10號(hào)相比，兩個(gè)突變體均表現(xiàn)為葉綠素缺乏，葉綠素總含量分別為野生型的33.49％和48.93％，其中p

4、ygl1的葉綠素b的含量?jī)H為野生型的1.03％，表現(xiàn)為葉綠素b嚴(yán)重缺乏，而ygl5表現(xiàn)為葉綠素總體缺乏。
　　 ⑶葉綠體超微結(jié)構(gòu)顯示：和野生型相比，在兩個(gè)突變體的葉綠體結(jié)構(gòu)中，基粒數(shù)量減少，基粒的垛疊排列比較松散，基粒片層減少，電子透明度較大。
　　 ⑷和野生型縉恢10號(hào)相比，兩個(gè)突變體具有較高的凈光合速率、光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)、表觀量子效率以及羧化效率；較低的CO2補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)；光合日變化表明兩個(gè)突變體對(duì)強(qiáng)光的耐受性好

5、，受到的光抑制小;在弱光條件下，光合速率低于野生型，這與光響應(yīng)曲線的擬合結(jié)果相一致。
　　 ⑸葉綠素?zé)晒鈪?shù)表明，兩個(gè)突變體具有較強(qiáng)的PSII活性、較高的原初光能轉(zhuǎn)換效率和實(shí)際光化學(xué)量子產(chǎn)量。
　　 ⑹隨著生育進(jìn)程的進(jìn)行，兩個(gè)突變體和野生型的MDA含量和相對(duì)電導(dǎo)率不斷增長(zhǎng)，其中以pygl1的增長(zhǎng)幅度最大，可溶性糖和可溶性蛋白含量均處于較低水平，表明其增加的SOD和POD活性不足以清除產(chǎn)生的活性氧和自由基，細(xì)胞膜受到的傷害