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HCO₃^-、K⁺和HSO₃^-对大豆幼苗rbcL与rbcS表达及光合作用的影响

作　者: 陈嫚
导　师: 郝建军
学　校: 沈阳农业大学
专　业: 植物学
关键词: KHCO3 NaHSO3 大豆幼苗叶片 RT-PCR 光合作用 Rubisco
分类号: S565.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本研究是以“铁丰31号”大豆幼苗为试材,在大豆幼苗叶片完全展开时以一定浓度的KHCO3和NaHSO3喷施于叶片的正反两面,测定光合速率、可溶性糖、光合色素、光合电子传递、Rubisco含量和活性等生理指标,并检测rbcL、rbcS的表达,以探讨HCO3-、K+和HS03-促进光合作用的机理。试验结果表明：1.叶面喷施KHCO3和NaHSO3后大豆幼苗叶片中Rubisco rbcL的mRNA含量增加,据此我们认为HCO3-、K+和HS03-可以在转录水平上影响rbcL基因的表达,并且HC03-和K+的促进作用大于HSO3-。HCO3-、K+和HS03-在一定程度上促进了rbcS基因的表达,表达量基本相同。2.叶面喷施KHCO3和NaHSO3促进了大豆幼苗的光合速率,其中HC03-和HS03-起主要作用。3.叶面喷施KHCO3和NaHSO3提高了大豆幼苗叶片可溶性糖含量、鲜重、干重,说明KHCO3和NaHSO3都能够使光合产物增加。增大了大豆幼苗叶片叶面积,从而增大了大豆的光合面积,促进了大豆光合光合产物的输出。4.C03-、k+及HS03-提高了叶绿素a含量、叶绿素b含量和叶绿素总含量,同时降低叶绿素a与叶绿素b的比值,增加叶绿素b在总叶绿素中的比例,其中HC03-对叶绿素b合成的促进效果更为显著；5.叶面喷施KHCO3和NaHSO3对大豆幼苗光合作用的促进作用是通过促进光反应的电子传递为暗反应碳固定提供更多的同化力。HC03-和HS03-能明显提高全链光合电子传递速率。6.叶面喷施KHCO3和NaHSO3使大豆幼苗叶片的ATP合酶活性提高,光合磷酸化活性提高。7.叶面喷施KHCO3和NaHSO3使大豆幼苗叶片加快了光合作用暗反应的进程,促进了CO2的固定与还原。HCO3-、K+及HS03-都明显提高Rubisco羧化活性及含量。8.叶面喷施KHCO3和NaHSO3提高了大豆叶片的可溶性蛋白的含量,HCO3-,、K+和HS03-可促进可溶性蛋白的含量的提高。9.叶面喷施KHCO3和NaHSO3使大豆幼苗叶片PEPC活力和PEPC比活力增加,并且提高了PEPC含量。

全文目录

摘要 10-11Abstract 11-12前言 12-14第一章文献综述 14-30 1.1 大豆生物学概述 14-16 1.1.1 大豆的生物学特性 14 1.1.2 大豆对环境条件的要求 14-15 1.1.3 种子萌发及幼苗生长的特点 15-16 1.2 Rubisco概述 16-18 1.2.1 Rubisco的结构 16 1.2.2 Rubisco的功能 16-17 1.2.3 Rubisco的基本性质 17 1.2.4 Rubisco的活性及调节因素 17-18 1.3 RT-PCR概述 18-19 1.3.1 RT-PCR技术说明 18-19 1.3.2 运用RT-PCR检测基因转录水平应注意的问题 19 1.4 提高C_3作物光合作用的途径 19-25 1.4.1 影响作物光合作用的因素 19-20 1.4.2 提高光合速率的方法 20-22 1.4.3 C_3植物光合碳同化的研究进展 22-25 1.5 钾元素对光合作用的影响 25-27 1.5.1 钾的生理作用 25-26 1.5.2 钾元素与光合作用的关系 26-27 1.6 KHCO_3对光合作用的影响 27 1.7 NaHSO_3对植物光合作用影响的研究概述 27-30 1.7.1 硫是植物的必需的矿质元素 27-28 1.7.2 NaHSO_3对光合作用的影响 28 1.7.3 NaHSO_3对光呼吸的影响 28-29 1.7.4 NaHSO_3对光合磷酸化和电子传递的影响 29-30第二章 HCO_3~-、K~+和HSO_3~-对大豆幼苗rbcL与rbcS表达的影响 30-38 2.1 材料与方法 30-35 2.1.1 试验材料 30 2.1.2 试剂及处理方法 30 2.1.3 试验方法 30-35 2.2 结果与分析 35-38 2.2.1 总RNA的质量检测 35-36 2.2.2 模板加入量的确定 36 2.2.3 HCO_3~-、K~+和HSO_3~-对rbcL表达的影响 36-37 2.2.4 HCO_3~-、K~+和HSO_3~-对rbcS表达的影响 37-38第三章 HCO_3~-、K~+和HSO_3~-对大豆幼苗光合作用的影响 38-53 3.1 材料与方法 38-42 3.1.1 试验材料和试剂 38 3.1.2 处理方法 38 3.1.3 试验方法 38-42 3.1.4 数据统计分析 42 3.2 结果与分析 42-53 3.2.1 HCO_3~-、K~+和HCO_3~-对大豆幼苗叶片光合速率的影响 42-43 3.2.2 HCO_3~-、K~+和HCO_3~-对大豆幼苗叶片可溶性糖含量的影响 43-44 3.2.3 HCO_3~-、K~+和HCO_3~-对大豆幼苗叶片干重、鲜重和叶面积的影响 44-45 3.2.4 HCO_3~-、K~+和HCO_3~-对大豆幼苗叶片光和色素含量的影响 45-47 3.2.5 HCO_3~-、K~+和HCO_3~-对大豆幼苗叶片光合电子传递速率的影响 47 3.2.6 HCO_3~-、K~+和HCO_3~-对大豆幼苗叶片ATP合酶活性的影响 47-48 3.2.7 HCO_3~-、K~+和HCO_3~-对大豆幼苗叶片Rubisco含量及活性的影响 48-50 3.2.8 HCO_3~-、K~+和HCO_3~-对大豆幼苗叶片可溶性蛋白含量的影响 50-51 3.2.9 HCO_3~-、K~+和HCO_3~-对大豆幼苗叶片PEPC酶含量及活性的影响 51-53第四章讨论与结论 53-61 4.1 讨论 53-59 4.1.1 HCO_3~-、K~+和HSO_~3-对大豆幼苗叶片rbcL和rbcS表达的影响 53 4.1.2 HCO_3~-对大豆幼苗叶片光合作用的影响 53-56 4.1.3 K~+对大豆幼苗叶片光合作用的影响 56-58 4.1.4 HSO_3~-对大豆幼苗叶片光合作用的影响 58-59 4.2 结论 59-61 4.2.1 KHCO_3对大豆幼苗叶片光合作用具有促进作用 59-60 4.2.2 NaHSO_3对大豆幼苗叶片光合作用的促进作用 60 4.2.3 溶液中的Na~+和Cl~-对大豆幼苗叶片光合作用的影响 60-61参考文献 61-65附录本文所用缩略语 65-66致谢 66-67攻读学位论文期间发表文章 67

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