水稻镁原卟啉Ⅸ甲基转移酶突变对光系统Ⅱ的影响

摘要

镁原卟啉Ⅸ甲基转移酶(Chl M)是叶绿素合成途径中的关键限速酶之一,在植株生长发育过程中发挥着重要作用。为研究Chl M对植物光合特性的影响,以水稻突变体chlm及其野生型为材料,对叶片中的叶绿素含量、叶绿体超微结构、叶绿素荧光特性及光合系统相关基因的表达进行分析。结果表明,突变体chlm叶片中叶绿素a和叶绿素b的含量显著下降,基粒类囊体发育异常,叶绿素荧光强度降低,单位面积上PSⅡ的光能吸收、光能捕获、电子传递、热耗散等光合能量流减少,PSⅡ反应中心的数量和性能降低,以单位面积为基础的PSⅡ性能指数随之下降;但突变体chlm中PSⅡ相关的放氧复合体、电子传递链等有效光合机构未受到明显损伤,能量流的各量子产额也未受到明显影响,IP相最大幅度和基于吸收光能的PSⅡ性能指数均有所提升。此外,突变体chlm中PSⅡ相关基因的表达调控并无异常。综上,突变体chlm叶片中光合作用的能量流降低了,但其光系统Ⅱ机构仍能较高效地将所吸收的光能用于光合作用。本研究结果为突变体chlm的进一步应用提供了一定的理论依据。