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转PEPC+PPDK双基因水稻的遗传生理特性

张边江  华春  周峰  周泉澄  陈全战  焦德茂  
【摘要】:【目的】为了系统的研究转PEPC+PPDK双基因水稻的遗传生理特性,C4基因的表达以及证明ATP是增强转C4基因水稻光合能力的关键因子。【方法】以原种和转PEPC+PPDK双基因水稻为材料,进行了PCR检测,C4光合酶活性的测定。通过ATP处理后,分析了光、温—光合曲线和活性氧代谢有关指标,统计分析了相关的产量构成因素。【结果】原种中虽有全套的C4光合酶,但活性很低。PCR检测证实了玉米C4型PEPC和PPDK基因已导入转基因水稻中,并有高表达,表明用PEPC和PPDK基因特征引物能够对转玉米C4型PEPC+PPDK基因水稻植株进行准确的筛选。转PEPC+PPDK双基因水稻高表达了C4光合酶活性。在高光和高温条件下,同未施ATP的相比,ATP处理后转PEPC+PPDK双基因水稻光合速率分别提高17%和12%。说明在高温、高光强下ATP处理后进一步增强了转C4基因水稻的光合能力。在光氧化条件下,耐光氧化能力进一步增强,转PEPC+PPDK双基因水稻比原种具有较强的光保护能力。转PEPC+PPDK双基因水稻与未用ATP处理的相比,在ATP处理后的每穗实粒数和千粒重,分别增加了7.7%和9.1%,因此单株产量相应的增加了15.2%。【结论】ATP处理后,转PEPC+PPDK双基因水稻增强了光合生产力,表明ATP是设计类似C4水稻的关键因子。

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