花葉矢竹葉色復綠過程光合生理特性與相關基因表達分析.pdf

1、花葉矢竹(Pseudosasajaponicaf.akebonosuji H.Okamura)屬珍稀觀賞竹，稈型挺拔，葉色多變，具有重要的觀賞價值。本文以花葉矢竹花葉株白葉及不同程度復綠葉為研究對象，以綠葉株同位開展綠葉為對照，利用無損傷的葉綠素儀測得相對含量SPAD值，確定復綠程度分別為對照的0、10％、30％、50％、70％、90％，共六個階段，研究花葉矢竹花葉株白葉復綠模式、光合色素含量、葉綠體超微結構、光合特性和白化轉綠相關基因

2、表達等差異，探討花葉矢竹白葉復綠機理。
　　結果表明，(1)花葉矢竹花葉株與綠葉株相比，葉片小、稈低，但生長速度、抽葉時間差異不明顯;第1-3葉初展為白色，4-7葉初展綠色，3-7葉復綠程度能達到對照的90％。
　　(2)花葉矢竹白葉光合色素含量極低，復綠過程中葉片光合色素含量逐漸升高，完全復綠葉的葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素、類胡蘿卜素含量分別為正常綠葉的87.02％、98.20％、89.37％、85.02％，僅葉綠素b恢

3、復至綠葉水平，但葉綠素a未達到綠葉水平，屬于葉綠素a缺乏型突變。
　　(3)葉綠體超微結構變化顯著，白葉可見大量無類囊體片層結構的質體，綠葉葉綠體類囊體垛疊清晰均勻。復綠葉葉綠體膜結構逐漸恢復正常，葉綠體內膜系統(tǒng)變化為:先由葉綠體內膜內陷形成的囊泡狀小泡形成單片層，后逐漸垛疊成基粒，最后由基質類囊體將基粒類囊體相連，形成具有完整光合功能的類囊體膜系統(tǒng);復綠過程中還伴隨著嗜鋨顆粒逐漸縮小消失和淀粉粒在復綠中期出現(xiàn)并增大等現(xiàn)象;90％

4、復綠的葉片葉綠體數(shù)量僅為對照的51.38％。
　　(4)白葉無光合特性，復綠葉的凈光合速率顯著升高，蒸騰速率緩慢上升，胞間CO2濃度顯著降低，氣孔導度變化不大，表明光合速率變化受非氣孔因素影響;復綠過程中葉片的光飽和點升高，光補償點降低，復綠葉暗呼吸速率與綠葉無顯著差異，完全復綠葉表觀量子效率僅為綠葉的78.66％;復綠過程中Vcmax和Jmax逐漸增大，但Jmax/Vcmax變化不明顯，表明復綠葉的Rubisco含量及RuBP的

5、再生速率均在逐漸恢復，且恢復速度同步。PSⅡ中葉綠素熒光參數(shù)Fo、NPQ、Y(NPQ)先升后降，先上升后下降，F(xiàn)v/Fm、Y(Ⅱ)和ETR均顯著升高;復綠初期光能利用率低，葉片熱耗散能力較弱，容易造成光損傷，復綠后期光能利用率提高導致光能熱耗散部分減少。對PSⅠ活性研究，Pm和ETR(Ⅰ)在復綠過程中逐漸上升，Y(ND)逐漸下降，表明P700總量及處于氧化態(tài)的P700的百分比均逐漸增加，電子傳遞速率加快?；ㄈ~矢復綠過程中Y(Ⅰ)/Y(Ⅱ

6、)比值的降低反映了環(huán)式電子傳遞能力在逐漸恢復，PSⅡ和PSⅠ之間的協(xié)調性增強。完全復綠葉的Y(Ⅱ)、ETR與綠葉仍差異顯著，表明光合電子傳遞鏈中光化學反應差異導致固碳反映中電子傳遞部分仍與綠葉存在差異。
　　(5)花葉矢竹白葉復綠過程中，PjAL1、PjTCD10、PjELIP2、PjASL2、PjClpP5、PjV5B、jV1和PjWLP18個基因在復綠葉與綠葉中相對表達量差異在2倍以上，依據(jù)同源基因功能:PjELIP2參與類囊

7、體蛋白組裝、PjASL2、Pj WL P1參與葉綠體核糖體加工以及PjTCD10、PjAL1、jV1、PjV5B和PjCLpP5等對對葉綠體結構起到調控作用[140]，推測這些基因參與葉片復綠過程中葉綠體蛋白的合成和降解。另外，PjFtsH1、PjYSA、PjWP1、PjV3和PjV5A5個基因在復綠后與綠葉表達差異不顯著，這些基因與花葉矢竹的花葉維持無直接作用。
　　綜上所述，花葉矢竹花葉株主枝不同位置葉片或同一葉片復綠速度不一