热带作物学报

作者：杨为海, 郭善祥, 徐婷, 肖逸, 雷文君

单位：宜春学院生命科学与资源环境学院，江西宜春 336000

关键词：澳洲坚果,叶片黄化,光合作用,能量代谢,电子传递

基金：国家自然科学基金项目(32060652),江西省重点研发计划项目(20212BBF63019)

叶片光合作用是维持植物生命活动的能量来源，但在华南地区一些澳洲坚果品种的新梢叶片通常在夏季持续高温条件下发生黄化，严重影响了植株生长和果实生产。为了探究澳洲坚果黄化叶片的光合能量发生机制，本研究基于前期获得的HAES344澳洲坚果不同黄化时期叶片转录组测序数据，鉴定与筛选光合能量代谢相关基因，并通过qRT-PCR分析光合能量代谢中的关键基因在HAES344澳洲坚果叶片黄化过程中的表达变化。结果表明：通过KEGG功能注释和富集分析，在HAES344澳洲坚果叶片黄化期间共鉴定出96个差异表达基因与能量代谢相关，以氧化磷酸化路径富集的差异基因数量最多，其次是碳固定路径，而富集到天线蛋白的差异基因最少；经过筛选（RPKM>0.5），共获得43个基因与光合能量代谢相关，其中有27个基因的表达量在黄化叶片中明显降低，另有16个基因的表达量变化则相反。利用qRT-PCR分析光合能量代谢中重要功能基因的相对表达量发现，在HAES344澳洲坚果黄化叶片中有关光系统Ⅱ（PSⅡ）天线蛋白编码基因CAP10A、ATP合酶亚基蛋白编码基因（ATPC、ATPF）、碳同化酶基因（GAPA、GPD、At4g2652、rbcL）、硫氧还蛋白编码基因（Os05g0200100、CXXS1）及质体蛋白跨膜转运基因TIC32的转录水平均显著低于其正常叶片，而有关硫代谢基因（SIR、APR3）和环式电子传递介导基因（PGR5、ndhB、ndhD）的相对表达量则显著高于其正常叶片，表明澳洲坚果黄化叶片中光合能量代谢相关基因的表达模式发生了较大改变，进而影响了光合能量的产生。该研究结果为深入探讨光合能量代谢相关基因在澳洲坚果黄化叶片中的作用机制提供参考依据。

来源：2024年第6期

《热带作物学报》期刊编辑部

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