干旱胁迫对C3植物天山猪毛菜叶片C4光合酶和δ^13C值的影响

作者：闻志彬,夏春兰,王玉兰

摘要：以藜科猪毛菜属具有代表性的C3荒漠半灌木植物天山猪毛菜(Salsola junatovii Botsch.)为研究对象,采用盆栽控水试验设置正常水分与轻度、中度和重度3种胁迫处理,测定不同程度干旱胁迫下叶片含水量、4种C4光合酶[磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)、NADP-苹果酸酶(NADP-ME)、NAD-苹果酸酶(NAD-ME)和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)]的活性以及蛋白表达量、稳定碳同位素比值(δ^13C值);同时测定6个野外不同年平均降水量地区叶片的δ^13C值,明确不同干旱胁迫对天山猪毛菜C4光合酶和δ^13C值的影响;探讨天山猪毛菜是否会通过增强C4途径的表达来适应干旱胁迫。结果显示:(1)植物叶片含水量随干旱胁迫的加剧而降低;(2)4种光合酶,仅有PEPC和NAD-ME受到干旱胁迫的影响。这两种酶的活性和蛋白表达量变化趋势基本一致,它们均随着干旱胁迫程度的加剧先增加,并在中度干旱胁迫达到最大值,然后在重度干旱胁迫下急剧下降。NADP-ME活性、PEPCK活性及其蛋白表达量均不受干旱胁迫的影响;(3)尽管在轻度和中度干旱胁迫下天山猪毛菜叶片δ^13C值升高,并在中度干旱胁迫下δ^13C值最高,但在胁迫处理下δ^13C值仍处于C3植物范围内;野外样品叶片的δ^13C值表明,年降水量相对较少的3个地区样品δ^13C值高。

发文机构：中国科学院新疆生态与地理研究所 中国科学院大学

关键词：光合碳同化途径C3荒漠植物干旱胁迫C4光合酶天山猪毛菜photosynthetic carbon assimilation pathwayC3 desert plantsoil drought stressC4 photosynthetic enzymesSalsola junatovii

分类号： S51[农业科学—作物学]