转C4光合酶基因水稻的CO2交换和荧光特性

用转PEPC、PPDK、NADP-ME、PEPC+PPDK酶基因水稻(Oryza sativa L.)及原种为材料 ,研究了光合作用对光照、温度、CO2的响应和光抑制条件下的叶绿素荧光特性,结果如下: 1.转C4光合酶基因水稻的饱和光合速率比原种高,其中转PEPC、PEPC+PPDK双基因水稻的光饱和点比原种高200 μmol*m-2*s-1,饱和光合速率比原种分别高51.6%和 58.5%;转PEPC基因水稻的羧化效率比原种高49.3%,CO2补偿点降低26.2%;在高温(35 ℃)下,转PEPC基因水稻的光合速率比原种高17.5%.2.经光抑制处理8 d后,转PEPC、PEPC +PPDK酶基因水稻的PSⅡ光化学效率(Fv/Fm)和光化学猝灭(qP)下降20%- 30%,非光化学猝灭(qN)增加了约30%;但原种的Fv/Fm和qP下降了5 0%多,qN变化不明显,表明转C4光合基因水稻耐光抑制能力增强.这些结果为用生物技术提高水稻光合效率研究提供了新的依据和途径.     

遮荫条件下草莓的光合特性变化

对宝交早生和硕丰两个草莓品种遮荫处理后测定其光合特性变化结果表明,遮荫处理使两个草莓品种叶片光合速率显著降低,分别下降了20%和47%,而表观量子效率分别提高了13%和8%.叶片中叶绿素含量升高而可溶性蛋白含量显著降低.光系统Ⅱ电子传递活性(PSⅡ活性)分别下降了22.5%和53.7%.1,5二磷酸核酮糖羧化酶(Rubisco)活性分别降低了19.6%和35.3%.进一步讨论了草莓光饱和速率下降的生理基础.     

转高粱C4型NADP-ME基因水稻植株的光合生理特征

NADP-苹果酸酶(NADP-ME)是C4型植物C4光合途径的一个分离得到了编码高梁(Sorghum vuklgare L.)C4型NADP-ME的全长cDNA.该cDNA全长为2 139 bp,其开放可读框为1 911bp,共编码636个氨基酸和一个终止密码子(GenBank登录号为AY274836).利用农杆菌介导的转化系统将其转入水稻品种"农垦58".经Southern杂交、Northern杂交和酶活性检测表明,高粱C4型NADP-ME可以在水稻中有效表达,酶活性可被提高1～7倍.对转基因水稻进行光合生理检测表明,转NADP-ME基因水稻CO2交换特征没有明显改变,但是在中午强光条件下光抑制加剧.     

转C4光合酶基因水稻的CO2交换和荧光特性

用转PEPC、PPDK、NADP_ME、PEPC PPDK酶基因水稻 (OryzasativaL .)及原种为材料 ,研究了光合作用对光照、温度、CO2 的响应和光抑制条件下的叶绿素荧光特性 ,结果如下 :1.转C4 光合酶基因水稻的饱和光合速率比原种高 ,其中转PEPC、PEPC PPDK双基因水稻的光饱和点比原种高 2 0 0 μmol·m-2 ·s-1,饱和光合速率比原种分别高5 1.6 %和 5 8.5 % ;转PEPC基因水稻的羧化效率比原种高 49.3% ,CO2 补偿点降低 2 6 .2 % ;在高温 (35℃ )下 ,转PEPC基因水稻的光合速率比原种高 17.5 %。 2 .经光抑制处理 8d后 ,转PEPC、PEPC PPDK酶基因水稻的PSⅡ光化学效率 (Fv/Fm)和光化学猝灭 (qP)下降 2 0 % - 30 % ,非光化学猝灭 (qN)增加了约 30 % ;但原种的Fv/Fm 和qP下降了 5 0 %多 ,qN变化不明显 ,表明转C4 光合基因水稻耐光抑制能力增强。这些结果为用生物技术提高水稻光合效率研究提供了新的依据和途径     

转高粱C4型NADP-ME基因水稻植株的光合生理特征

NADP-苹果酸酶(NADP-ME)是C4型植物C4光合途径的一个关键酶。利用RT-PCR结合筛选cDNA文库技术,分离得到了编码高粱(SorghumvulgareL.)C4型NADP-ME的全长cDNA。该cDNA全长为2139bp,其开放可读框为1911bp,共编码636个氨基酸和一个终止密码子(GenBank登陆号为AY274836)。利用农杆菌介导的转化系统将其转入水稻品种“农垦58”。经Southern杂交、Northern杂交和酶活性检测表明,高粱C4型NADP-ME可以在水稻中有效表达,酶活性可被提高1~7倍。对转基因水稻进行光合生理检测表明,转NADP-ME基因水稻CO2交换特征没有明显改变,但是在中午强光条件下光抑制加剧。     

遮荫条件下草莓的光合持性变化

对宝交早生和硕丰两个草莓品种遮荫处理后测定其光合特性变化结果表明,遮荫处理使两个草莓品种叶片光合速率显著降低,分别下降了20％和47％,而表观量子效率分别提高了13％和8％,叶片中叶绿素含量升高而可溶性蛋白含量显著降低,光系统II电子传递活笥（PSII活性）分别下降了22．5％和53．7％,1,5二磷酸核酮糖羧化酶（Rubisco)活性分别低了19．6％和35．3％,进一步讨论了草莓光饱和速率下降的生理基础。     

转PEPC基因水稻的光合生理特性

用转PEPC、PPDK、NADP－ME、PEPC＋PPKD双基因水稻（Oryza sativa L.）及原种为材料,以光合酶活性、饱和光合速率及PSⅡ光化学效率（Fv/Fm）为指标,研究了转PEPC基因水稻的光合生理特征。结果如下：转PEPC基因水稻EPC活性比原种提高20倍;饱和光合速率比原种高55％;用高光强或人工光氧化剂甲基紫精（MV）处理后,与原种相比,转PEPC基因水稻光化学效率下降较少,证明其耐光抑制、耐光氧化能力增强,测定其兴合日变化看出：在1d中不同时间,转PEPC基因水稻的光合速率均高于原种,且与PEPC活性的日变化有相似的趋势,上述结果为转PEPC基因水稻的生理机制和种研究提供了依据和途径。     

分裂泛素化酵母双杂交系统研究光合膜蛋白相互作用

光合类囊体膜主要由光系统Ⅱ、细胞色素b6f复合物、光系统Ⅰ以及ATP合酶4个超分子复合物组成.利用分裂泛素化酵母双杂交系统研究光合类囊体膜蛋白间的相互作用.将叶绿体psbA基因编码的D1蛋白作为诱饵蛋白,以叶绿体基因psbD编码的D2蛋白、petB编码的Cytb6蛋白作为靶蛋白,分别共转化酵母菌株后进行相互作用分析.实验结果表明,诱饵蛋白D1能与来源于同一复合物光系统Ⅱ的D2蛋白发生相互作用,而与来源于细胞色素b6f复合物的Cytb6蛋白没有互作.这一结果表明,分裂泛素化酵母双杂交系统可以用于检测光合膜蛋白间的相互作用,从而为研究光合膜蛋白生物发生的调控机理提供一个有效的工具.     

CURT1调控类囊体膜弯曲的研究进展

高等植物叶绿体中的基粒是由多个圆盘状类囊体堆叠在一起形成的特殊结构, 它的形成可以将光合蛋白复合体分配在类囊体膜的不同位置, 使类囊体膜具有横向异质性, 能有效进行光合作用。促进基粒形成的关键是使类囊体膜弯曲, 目前发现导致膜弯曲的关键因子是CURT1蛋白。该文对近年在拟南芥(Arabidopsis thaliana)和蓝藻(Cyanobacteria)中有关CURT1蛋白的研究进展进行综述, 并对未来类囊体膜结构与功能的动态调控研究进行展望。     

高等植物碳循环基因工程研究进展

高等植物根据其CO2同化方式的不同, 可分为C3植物、C4植物和CAM植物。由于C4植物特殊的光合作用方式, 其光合能力明显高于C3植物。然而, 大多数农作物都是C3植物。为了改善C3植物的光合能力, 人们试图通过转基因的方法来改造C3作物, 以提高主要农作物如水稻(Oryz a sativa)、小麦(Tri ticum aestivum)和大豆(Glycine max)等的光合生产力, 并在这些方面做了很多有益的尝试。该文主要综述了通过转基因方法改善碳循环能力的一些进展, 并对一些尚需深入研究的问题进行了探讨。