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运用小麦杂交株系挖掘环式光合电子传递调控基因并应用于作物高光效改造
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作者 范艳飞 叶露幻 +4 位作者 李雨桐 王钏跞 张瑞 罗建华 王鹏 《生物技术通报》 北大核心 2025年第10期72-86,共15页
【目的】在全球气候变暖以及粮食需求不断增长的背景下,粮食安全问题愈发严峻,要求作物在增产的同时提高环境胁迫适应能力。光合作用是作物产量形成的基础,其光反应阶段的环式光合电子传递途径偶联ATP合成并调节还原力积累,对植物的高... 【目的】在全球气候变暖以及粮食需求不断增长的背景下,粮食安全问题愈发严峻,要求作物在增产的同时提高环境胁迫适应能力。光合作用是作物产量形成的基础,其光反应阶段的环式光合电子传递途径偶联ATP合成并调节还原力积累,对植物的高温响应和高光效具有重要作用,因此本研究致力于相关遗传调控因子的发掘和应用。【方法】利用具有环式光合电子传递活性差异的代表性小麦品系为参照,结合光合参数测量、蛋白含量测定和转录组测序技术,从小麦小偃54和京411杂交培育的重组自交系后代中筛选获得了具有环式电子传递活性两极分离的株系及其差异表达基因。【结果】其中环式电子传递活性较高的株系同时表现出较高的线性电子传递活性和光合CO_(2)同化速率,并在光强升高条件下保持优势,可作为高光效育种材料加以应用。通过差异表达基因分析挖掘出一系列具有促进环式光合电子传递或整体光合活性潜力的功能基因和转录因子。将部分基因(包括TaPnsL2和TaNAC等)构建过量表达载体转化水稻栽培品种秀水134,T1代和T2代转基因材料在海南省和上海大田试验表现出光合速率升高的优势。【结论】针对环式电子传递活性的遗传筛选或改造,具有提高作物光合效率或强光适应性的潜力。 展开更多
关键词 环式电子传递 光合作用 NDH复合体 遗传调控 小麦 水稻
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