哈密瓜叶色黄绿突变体Cmygl-1的高光合生理特性分析

作者：韩宏伟; 刘会芳; 王强; 庄红梅; 王柏柯; 王浩^*; 刘慧英^*

来源：分子植物育种, 2021, 19(06): 2004-2012.

DOI：10.13271/j.mpb.019.002004

• 哈密瓜
• 叶色黄绿突变体
• 光合特性
• 酶活性

叶色突变体是研究植物光合系统的结构和功能、叶绿素生物合成及其调控机制的理想材料。为了探究哈密瓜叶色黄绿突变体Cmygl-1的光合生理特性,以突变体、野生型近等基因系及F2遗传群体为试材,对叶色表型、农艺性状指标分别进行调查统计,并采用分光光度计法和试剂盒法分别测定叶绿素含量和酶活性,利用LI-6400光合仪和透射电镜分别进行光合特性测定和叶绿体结构扫描。结果表明,突变体叶色黄绿性状能够稳定遗传,受1对隐性等位基因控制;突变体叶片中光合色素含量显著降低,叶绿体膜较模糊,类囊体片层数减少,排列松散;突变体的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)显著升高,胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)与野生型没有显著性差异,说明突变体的高净光合速率可能为非气孔因素;在低CO2浓度环境下,突变体净光合速率显著高于野生型,说明其具有较强的CO2固定能力;突变体遭受膜脂过氧化损伤,丙二醛(MDA)和过氧化氢(H2O2)含量显著升高;其过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性和GSH/GSSG值均显著高于野生型,表明其能够激活自身抗氧化酶系统,清除体内过量的活性氧物质;突变体丙酮酸磷酸双激酶(PPDK)、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)和核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)等光合碳同化关键酶活性均显著高于野生型,可能是突变体净光合速率升高的原因。本研究结果为突变体高光合特性的分子调控机制研究奠定了基础。

• 单位
  石河子大学; 新疆农业科学院