【摘 要】
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CO2浓度和温度升高是全球气候变化的主要特征,高温胁迫不利于植物的生长发育和生命活动,而CO2浓度升高对植物逆境胁迫具有一定的缓解作用。关于高浓度CO2对C4暖季型草坪草狗
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CO2浓度和温度升高是全球气候变化的主要特征,高温胁迫不利于植物的生长发育和生命活动,而CO2浓度升高对植物逆境胁迫具有一定的缓解作用。关于高浓度CO2对C4暖季型草坪草狗牙根(Cynodon dactylon)热胁迫的缓解机制尚不明确。本试验以杂交狗牙根(C.transvaalensis×C.dactylon cv.’Tifway’)为研究材料,设置两个温度(正常温度30/25℃和高温胁迫45/40℃)和两个CO2浓度(正常的CO2浓度400 μmol·mol-1和倍增的CO2浓度800μmol·mol-1)共四个处理,从生理、代谢产物和蛋白表达三个水平,探究CO2浓度升高缓解狗牙根热胁迫的生理生化机制。研究结果如下:1.在高温胁迫条件下,CO2浓度升高显著降低了狗牙根叶片的电解质渗透率(EL),提高了叶绿素含量(Chl)、净光合速率(Pn)和光化学效率(Fv/Fm),表明高浓度CO2通过维持细胞膜的稳定性和光合作用能力,缓解热胁迫对狗牙根的伤害。2.基于GS-MS平台,研究高温胁迫28天狗牙根叶片中代谢产物的变化情况,结果发现高浓度CO2能够使热胁迫下狗牙根叶片中有机酸、氨基酸、糖类和糖醇维持在较高的含量,说明CO2通过促进呼吸作用中糖酵解和三羧酸循环,并调控氨基酸代谢和伽马氨基丁酸代谢途径,增强狗牙根对热胁迫的耐受性。3.利用双向电泳技术,研究高温胁迫28天狗牙根叶片中蛋白表达水平的差异,结果发现高浓度CO2促进了热胁迫下狗牙根叶片光反应和碳水化合物固定过程中相关蛋白的上调表达,同时促进了糖酵解和TCA循环过程中相关酶的表达,提高了热胁迫下叶片的光合作用和呼吸作用,进而增强狗牙根的耐热性。
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