土壤干旱对转基因甘薯光合曲线的响应

采用盆栽试验的方法,设置适宜水分、中度干旱和重度干旱(土壤田间持水量的75%—80%、60%—65%和35%—40%)等3个土壤水分条件,以叶片同时转入Cu/Zn SOD和APX基因的甘薯和未转基因对照植株为材料,研究它们在不同水分条件下的光合响应特性。结果表明:在不同的土壤水分条件下,转基因(TS)和未转基因(NS)植株光响应曲线的变化趋势均基本一致,但转基因甘薯叶片的光合速率都高于未转基因植株,尤其是在严重的干旱胁迫下两者的差异最为显著,表明同时转入的Cu/Zn SOD和APX抗氧化酶基因有利于甘薯在干旱逆境下维持较高的光合能力。正常的水分水平及中度干旱胁迫下,TS和NS植株叶片的Pmax无明显差别,但在严重干旱条件下TS叶片的Pmax显著高于NS。在本试验中,与适宜水分处理相比,NS植株叶片的表观量子效率(φ)在中度干旱胁迫下就开始显著下降,而TS植株只是轻微下降,到严重干旱时,两者都显著下降,但是TS仍略高于NS植株。随着土壤干旱程度增加,甘薯叶片光补偿点(LCP)增高,光饱和点(LSP)、表观量子效率(φ)、暗呼吸速率(Rd)下降,表明干旱胁迫使气孔关闭,光能利用率降低,同时利用CO2的能力降低,光合产物消耗增加,不利于同化产物的积累,在干旱胁迫条件下,转基因甘薯叶片光补偿点(LCP)、光呼吸增高以及光饱和点下降的幅度均明显小于未转基因植株,这可能是因为转入的抗氧化酶基因提高干旱胁迫下叶片中酶促防御系统的活性,适度缓解了干旱逆境引起的膜脂过氧化伤害。