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本实验采用LI-6400便携式光合系统测定烟草近等基因品系(转Mn-SOD基因高表达品系—Mn-SOD高、转Mn-SOD反义基因低表达品系—Mn-SOD低、转Fe-SOD基因高表达品系—Fe-SOD高、转APX-POD基因高表达品系—POD高、非转基因的受体品系—CK)的光合作用,比较转SOD基因、POD基因烟草品系和非转基因烟草品系的光合特性,从而为转基因烟草应用价值的评价提供参考依据;通过对苎麻品种光合作用特性的研究,了解各品种的光合特性差异,以期为选育苎麻优良品种及不同品种的栽培管理提供依据。研究结果如下:
1.烟草品系的光合特性研究结果:Mn-SOD高和Fe-SOD高的净光合速率(Pn)日变化呈“双峰”,第一峰值出现在9:00,第二峰值较大,出现在16:30,中午的Pn略有降低。Mn-SOD低和Mn-SOD高的Pn-光强响应曲线总体趋势相同,曲线高低体现出品系间差异;Mn-SOD低的光补偿点、光饱和点以及表观量子效率(50μmolm-2s-1、900μmolm-2s-1、0.0448)较高,Mn-SOD高的相应参数(29μmolm-2s-1、600μmolm-2s-1、0.0415)较低。Mn-SOD低和Mn-SOD高的Pn-CO2响应曲线呈上升状态,品系间差异较大;它们的CO2补偿点较高,分别为80μmolmol-1、104μmolmol-1。羧化效率以Mn-SOD低(0.039)较高,Mn-SOD高(0.0245)较低。转基因烟草和非转基因烟草分别以自上而下第4~7叶的Pn和Tr最强。供试品系的Pn(μmolm-2s-1)依次为POD高(17.2)>Mn-SOD低(15.66)>Fe-SOD高(15.43)>Mn-SOD高(14.66)>CK(14.18)。
2.苎麻的光合特性研究结果:细叶青、宁都苎麻和SS370的Pn日变化曲线均呈单峰型,峰值出现在上午10~11时。这3个品种Pn的光强响应曲线的总体趋势相同,曲线高低体现了品种间光合能力的差异;它们的光补偿点较低,依次为(PARμmolm-2s-1)53、43和41,品种间差异不大,但光饱和点较高(≥1300μmolm-2s-1)。3个品种的表观量子效率依次为:SS370(0.0364)>细叶青(0.0313)>宁都苎麻(0.0268)。3个品种的Pn-CO2响应曲线基本一致,CO2补偿点较低(47-50μmolmol-1),品种间差异较小;它们的羧化效率依此为:SS370(0.0527)>细叶青(0.0347)>宁都苎麻(0.0336)。供试品种的Pn(μmolm-2s-1)有差异,以Gx14-1(14.99)最高,宁都苎麻、玉山麻、Gs13-x2(14.53~13.38)次之,SS370、细叶青、Gs13-x1(12.73~12.23)最小。
综合本实验结果可以看出:(1)转入外源SOD基因或POD基因并表达,提高了烟草的光合作用,其中Mn-SOD低比Mn-SOD高表现出更明显的光合作用优势;(2)苎麻品种对弱光、强光和低CO2浓度均有较好的适应性,而品种间的光合特性差异更主要体现在对强光的适应和光合效率上。