干旱脅迫對C3植物天山豬毛菜葉片C4光合酶和δ^13C值的影響

作者：聞志彬,夏春蘭,王玉蘭

摘要：以藜科豬毛菜屬具有代表性的C3荒漠半灌木植物天山豬毛菜(Salsola junatovii Botsch.)為研究對象,采用盆栽控水試驗設置正常水分與輕度、中度和重度3種脅迫處理,測定不同程度干旱脅迫下葉片含水量、4種C4光合酶[磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)、NADP-蘋果酸酶(NADP-ME)、NAD-蘋果酸酶(NAD-ME)和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)]的活性以及蛋白表達量、穩定碳同位素比值(δ^13C值);同時測定6個野外不同年平均降水量地區葉片的δ^13C值,明確不同干旱脅迫對天山豬毛菜C4光合酶和δ^13C值的影響;探討天山豬毛菜是否會通過增強C4途徑的表達來適應干旱脅迫。結果顯示:(1)植物葉片含水量隨干旱脅迫的加劇而降低;(2)4種光合酶,僅有PEPC和NAD-ME受到干旱脅迫的影響。這兩種酶的活性和蛋白表達量變化趨勢基本一致,它們均隨著干旱脅迫程度的加劇先增加,并在中度干旱脅迫達到最大值,然后在重度干旱脅迫下急劇下降。NADP-ME活性、PEPCK活性及其蛋白表達量均不受干旱脅迫的影響;(3)盡管在輕度和中度干旱脅迫下天山豬毛菜葉片δ^13C值升高,并在中度干旱脅迫下δ^13C值最高,但在脅迫處理下δ^13C值仍處于C3植物范圍內;野外樣品葉片的δ^13C值表明,年降水量相對較少的3個地區樣品δ^13C值高。

發文機構：中國科學院新疆生態與地理研究所 中國科學院大學

關鍵詞：光合碳同化途徑C3荒漠植物干旱脅迫C4光合酶天山豬毛菜photosynthetic carbon assimilation pathwayC3 desert plantsoil drought stressC4 photosynthetic enzymesSalsola junatovii

分類號： S51[農業科學—作物學]