【摘 要】
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光合作用被称为地球上最重要的化学反应,它是地球上有机物和大多数能量的来源。而光呼吸却把光合作用固定的20%-40%的碳变为CO2放出,因此一度被认为光呼吸是一种严重的浪费,制约作物产量的提升。但是目前已经发现了绿色植物光呼吸是有其生物学意义的,光呼吸代谢与氮代谢、卡尔文循环的紧密联系,为其它代谢途径提供一碳单位。光呼吸的代谢产物参与其他代谢途径的循环,为植物生长发育补充必须的物质。本实验是在杨从美
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光合作用被称为地球上最重要的化学反应,它是地球上有机物和大多数能量的来源。而光呼吸却把光合作用固定的20%-40%的碳变为CO2放出,因此一度被认为光呼吸是一种严重的浪费,制约作物产量的提升。但是目前已经发现了绿色植物光呼吸是有其生物学意义的,光呼吸代谢与氮代谢、卡尔文循环的紧密联系,为其它代谢途径提供一碳单位。光呼吸的代谢产物参与其他代谢途径的循环,为植物生长发育补充必须的物质。本实验是在杨从美师姐研究的番茄黄叶突变体的基础上,继续深入研究叶色黄化机理。实验材料为yl（yellow leaf）T-DNA插入突变体,通过酵母双杂交技术用以获得与突变基因互作的蛋白,通过互作蛋白功能的分析,从生化、生理、分子水平上,揭示出yl突变体黄化机理。主要结果如下:1.yl突变体的遗传分析表明,yl突变体的黄叶表型是由单个核基因控制。2.yl突变体的生理分析表明,与野生型相比,yl突变体的光合作用下降,CO2利用率下降,气孔数目减少,光呼吸下降,总氮含量下降,活性氧含量未有明显变化。3.yl突变体的生化分析表明,yl突变体突变基因Cpn60并不与Rubisco大亚基互作,利用酵母双杂交技术,重新找到了3个互作蛋白,谷氧还蛋白GRX、分子伴侣Cpn10和丝氨酸羟甲基转移酶SHMT。4.yl突变体的功能分析,将Cpn60基因干涉,植株表型黄化,确定了yl突变体表型就是由于Cpn60基因突变引起的;将与Cpn60蛋白互作的SHMT基因干涉,通过表达量分析发现SHMT的表达影响Cpn60的表达,此外还发现SHMT基因的干涉效果与植株的表型密切相关。5.2-D电泳分析显示,与yl突变杂合体相比,yl突变纯合体内蛋白含量上升的有:Rubisco活化酶,该酶对Rubisco的活性具有催化作用;磷酸丙糖异构酶,该酶参与光合作用的暗反应;铁氧还蛋白和叶绿素A-B结合蛋白,参与光合作用的光反应;热激蛋白hsp90,参与蛋白质的折叠等。yl突变纯合体内蛋白含量下降的有,分子伴侣Cpn60,由于T-DNA插入导致;Rubisco大亚基,Rubisco的活性中心在大亚基上;过氧化物酶,谷氧还蛋白,过氧化物氧化还原酶,这些蛋白与植物体内的活性氧清除相关。
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