华北农学报

作者：陈华峰, 张家宁, 张晓, 袁月, 刘秀峰, 刘丹

单位：1 天津市农业科学院 农作物研究所,天津市农作物遗传育种重点实验室,天津 300384；2 天津中天大地科技有限公司,天津 300384；3 山东农业大学,山东 泰安 066000；4 河北科技师范学院,河北省作物逆境生物学重点实验室,河北 秦皇岛 066000

关键词：玉米,光合作用,苹果酸酶,光合系统Ⅰ,光合系统Ⅱ,

基金：天津市青年基金项目(23JCQNJC00640); 河北科技师范学院科学研究基金项目(2024YB020); 津甘双地科技特派员项目(24CXNL009); 2024年度中国博士后科学基金会与天津市联合资助项目(2024T023TJ)

为进一步了解光合作用关键基因的作用,获得了玉米光合作用暗反应限速酶编码基因ZmC4NADP-ME的功能缺失突变体(zmC4nadp-me)。通过构建不同物种同源基因的进化树,表明ZmC4NADP-ME及其同源基因在大多数植物中都是以多拷贝的形式存在,且不同同源基因间的表达模式不同。对zmC4nadp-me的表型分析发现,与野生型相比,zmC4nadp-me整株呈黄绿色,光照条件下,苗期叶片很快干枯死亡。对zmC4nadp-me叶片的叶绿素荧光分析发现,Y(Ⅱ)及电子传递速率ETR(Ⅱ)显著降低,Y(NPQ)变化较小;但Y(NO)值显著升高;对zmC4nadp-me的PS Ⅰ吸收能力(P700)进行测定后发现,zmC4nadp-me电子传递速率ETR(Ⅰ)和实际光电子效率Y(Ⅰ)均出现了大幅下降,并且伴随着光照强度的增强,差距越来越显著;光照强度小于870 μmol/(m2·s)时,zmC4nadp-me的Y(ND)大于对照,当光照强度大于227 μmol/(m2·s),zmC4nadp-me的Y(NA)也开始逐渐大于WT。以上结果表明,ZmC4NADP-ME对植物生长发育是必需的,当该基因被破坏后,PSⅡ遭到了严重胁迫,而且在任何光照强度下,植株都无法通过提高Y(NPQ)来缓解这种抑制。同时,说明当光照低于一定强度时,来自PSⅠ电子供体侧的抑制可能是造成PSⅠ抑制的原因之一,而随着光照的增强,PSⅠ电子受体侧的抑制逐渐成为抑制PSⅠ的重要因素。

来源：2025年第2期

《华北农学报》期刊编辑部

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