小麦黄化转绿过程中的光合特性研究

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黄化转绿现象广泛存在于自然界中,其对植物的生长与发育有着重要的意义。黑暗条件下,植物幼苗无法合成叶绿素及进行光合作用,其叶片呈现黄色;而叶片见光后,开始合成叶绿素,叶片颜色转为绿色,同时开始进行光合作用,实现光合自养。为探究植物黄化转绿过程中的光合特性及光合能力的变化,本实验以普通小麦(Triticum aestivum L.)为材料,研究了小麦幼苗黄化转绿过程中叶绿素的合成、叶绿荧光参数、活性氧的积累及类囊体蛋白含量的变化等,主要结果如下:1、黄化转绿过程中,小麦的叶绿素合成前体物质显著改变。黄化小麦见光6小时后δ-氨基乙酰丙酸(ALA)和血红素(Heme)的相对含量显著增加,而原卟啉IX(Proto IX)和原叶绿素酸酯(Pchlide)的相对含量显著下降。见光24 h后黄化小麦中ALA的相对含量达到最大值,而见光过程中Pchlide的相对含量无显著改变。2、黄化转绿过程中,小麦的光合能力显著增加。黄化小麦见光6小时后其叶绿素含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、PSII最大光化学量子产量(Fv/Fm)、非光化学淬灭(NPQ)和光化学淬灭(q L)会随着见光时间的增加而显著增加。3、黄化转绿过程中,小麦体内活性氧(ROS)清除能力显著增加。结果显示,随着光照时间的增加,超氧阴离子(O2˙ˉ)含量逐渐下降,而过氧化氢(H2O2)含量显著增加。黄化小麦见光后其活性氧含量与抗氧化系统密切相关。黄化小麦见光后,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸酶(APX)活性显著增加,而过氧化物酶(POD)活性下降。此外,黄化小麦在转绿过程中抗坏血酸(As A/DHA)比值显著增加,而谷胱甘肽的含量无显著差异。4、黄化转绿过程中,小麦叶绿体结构逐渐完善,类囊体蛋白合成显著增加。黄化幼苗在见光后类囊体片层逐步增加,叶绿体同时增大。类囊体蛋白杂交显示,小麦体内几乎所有的类囊体蛋白含量在见光12 h后显著增加,其中D1蛋白含量在见光6h后增加。然而,未见光时Lhcb5和Psb F两种蛋白已在黄化小麦中部分存在。此外,黄化小麦在见光24 h后其类囊体膜复合物大量形成。
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