【摘 要】
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设施蔬菜在北方冬春季栽培中极易受到夜间低温的伤害,导致自身受到光合损伤,低夜温对光合作用的影响是多方面的,如引起光合电子传递变慢、光抑制和叶绿体形态的改变等。光合作用主要发生在叶绿体上,叶绿体是植物体内重要的钙库,外施钙源会使番茄叶绿体形态规则整齐,缓解低夜温对叶绿体的伤害,提高光合作用能力,但是具体的缓解机制尚不清楚。在对定位在叶绿体上的细胞外钙受体（calcium-sensing recept
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设施蔬菜在北方冬春季栽培中极易受到夜间低温的伤害,导致自身受到光合损伤,低夜温对光合作用的影响是多方面的,如引起光合电子传递变慢、光抑制和叶绿体形态的改变等。光合作用主要发生在叶绿体上,叶绿体是植物体内重要的钙库,外施钙源会使番茄叶绿体形态规则整齐,缓解低夜温对叶绿体的伤害,提高光合作用能力,但是具体的缓解机制尚不清楚。在对定位在叶绿体上的细胞外钙受体（calcium-sensing receptor,CAS）的研究过程中发现其在植物光合作用过程中起着重要作用。本研究通过VIGS沉默番茄SlCAS,外源钙预处理后再进行低夜温（Low night temperature,LNT）处理,通过测定植株CAS表达量、相关光合指标并进行SlCAS互作蛋白筛选与验证,以期明确SlCAS在介导外源钙缓解低夜温对番茄叶片的光合损伤中的作用。主要结果如下:1.SlCAS的生物信息学分析与亚细胞定位。该基因编码蛋白由392个氨基酸组成,理论等电点（p I）为9.26,蛋白的不稳定指数为45.01,是不稳定蛋白;该蛋白具有Rhodanese＿3结构域,二级结构中最多的是α-螺旋结构,包含一个跨膜结构域,不存在信号肽,存在多个不同程度的磷酸化位点;亚细胞定位预测该蛋白定位于叶绿体,进一步构建了p CAMBIA1300-35S-GFP-CAS亚细胞定位载体,在烟草中表达,之后在激光共聚焦显微镜下观察其定位,结果表明该蛋白确实定位于叶绿体。2.SlCAS介导Ca2+缓解低夜温对番茄叶片光合损伤。外源钙预处理后的正常番茄植株再进行低夜温处理诱导了SlCAS强烈表达;p TRV2-CAS植株经外源钙预处理后再进行低夜温处理,结果植株中CAS的表达量没有明显变化,而p TRV2-CK+Ca的表达量变化明显;与p TRV2-CK相比,p TRV2-CAS的Pn、Tr和Gs极显著降低,低夜温处理后,Pn、Tr和Gs进一步降低,Ci变化与Pn、Tr和Gs变化相反,外源钙预处理虽然极显著缓解了常温（Room temperature,RT）和LNT条件下Pn、Tr和Gs降低以及Ci升高,但是没有恢复到p TRV2-CK水平;p TRV2-CAS的Fv/Fm、Y（Ⅱ）、NPQ、q P、ETR（Ⅰ）、ETR（Ⅱ）和CEF与p TRV2-CK相比降低,低夜温处理后,这些指标进一步降低;1-q P和（1-q P）/NPQ与CK相比升高。施加外源钙后虽然可以缓解,但是没有恢复到CK的水平。以上说明SlCAS在介导Ca2+缓解低夜温对番茄叶片PSⅡ损伤中发挥重要作用。3.SlCAS互作蛋白的筛选及验证。酵母双杂发现SlCAS与SlCP24A互作;通过Bi FC和LCI进一步验证了SlCAS与SlCP24A是互作的。4.SlCP24A沉默加重了低夜温对番茄叶片光合损伤。在RT条件下,p TRV2-SlCP24A的Pn、Fv/Fm、ETR（Ⅰ）、ETR（Ⅱ）和CEF与CK相比均降低;LNT处理后,Pn、Fv/Fm、ETR（Ⅰ）和ETR（Ⅱ）进一步降低,但是CEF升高。说明SlCP24A在响应低夜温胁迫中有着重要作用,而且可能与SlCAS共同缓解了低夜温对番茄叶片的PSⅡ的损伤。
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