玉蝉花绿白嵌合叶片形成的生理基础研究

摘要：

[目的]研究玉蝉花(Iris ensata Thunb.)绿白嵌合叶片形成的机理,为植物花叶形成的生理机制研究提供理论参考.[方法]以花叶玉蝉花为供试材料,分别测定并比较了玉蝉花绿白部分叶绿素含量、叶片细胞和叶绿体结构、叶绿体合成前体物质以及叶绿素合成步骤关键酶的酶活性浓度,分析嵌合叶片绿白部分的差异.[结果]①花叶玉蝉花绿色部分和白色部分的叶绿素a、叶绿素b含量存在显著差异,均表现为绿色部分大于白色部分.②通过光学显微镜观察发现:白色组织的叶片细胞层间的叶绿体分布与数量与绿色组织存在显著的差异,明显低于绿色组织;且通过透射电镜观察发现:绿色组织叶绿体中类囊体膜结构较完整,拥有大量的淀粉颗粒和嗜锇颗粒,且拥有少量的液泡,而白色组织刚好相反.③叶绿体合成产物的相对含量表明:白色部分中的氨基乙酰丙酸(ALA)、胆色素原(PBG)、尿卟啉Ⅲ(Urogen Ⅲ)、粪卟啉Ⅲ(Coprogen Ⅲ)、原卟啉Ⅸ(Proto Ⅸ)、镁原卟啉Ⅸ(Mg-Proto Ⅸ)、原叶绿素酸酯(Pchlide)相较于绿色部分分别下降了34.31%、62.11%、36.28%、54.13%、65.49%、81.88%、91.61%.在CoprogenⅢ→ Proto Ⅸ→ Mg-Proto Ⅸ→ Pchlide合成步骤中,白色部分相较于绿色部分前体物质含量下降的比例依次升高.④通过花叶玉蝉花叶绿素合成前体物质含量的分析后,进一步测定Coprogen Ⅲ→ Proto Ⅸ合成步骤中原卟啉原Ⅸ酶活性浓度,发现白色部分相对于绿色部分酶活性浓度下降了90.44%.[结论]叶绿素的含量、发育和生物合成过程影响花叶玉蝉花绿白嵌合叶片的形成,并且在叶绿素的生物合成过程中,Coprogen Ⅲ→ Proto Ⅸ合成可能是其主要的受阻位点,导致叶绿素降低,玉蝉花出现花叶.

关键词：花叶玉蝉花、叶绿素、叶绿体发育、酶活性

所属期刊栏目：42

分类号：Q945(植物学)

资助基金：四川省科技厅自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2024-09-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：871-878