论文部分内容阅读
由于人类活动的频繁,大气中CO2浓度的变化使植物的光合作用受影响,CO2加富处理使植物碳素供应能力被改变,植物的光合能力也随之改变,对植物进行CO2加富处理可以促进植物体内光合同化物和生物量的积累。作为重要蔬菜作物之一的辣椒,在中国南北各省大量种植,具有非常高的经济效益,属于高产值蔬菜之一,受到广大种植者的喜爱。本试验研究CO2加富对5个辣椒品种光合特性的影响,并利用RNA-seq技术对CO2加富条件下和对照条件下辣椒叶片的表达谱进行分析,揭示CO2加富环境下辣椒叶片的分子应答机理,为设施辣椒优质高效生产提供理论依据。研究结果如下:(1)利用LI-6400光合仪测定了CO2加富条件下和对照条件下5个辣椒品种的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度等光合参数,得到结果如下:除‘皇朝’外,CO2加富后,其他4个辣椒品种的净光合速率均极显著增高。其中,‘美达108’的净光合速率增加最显著,增幅为85.67%。‘皇朝’和‘皇马’的气孔导度降低,其他3个辣椒品种的气孔导度升高。5个辣椒品种的胞间CO2浓度全部显著增高。其中‘美达108’的胞间CO2浓度增加最显著,增幅达到126.76%。除‘皇朝’外,其它4个辣椒品种的蒸腾速率均增高,其中‘寿龙1号’的蒸腾速率显著增高,增幅为86.61%。(2)利用特有的响应曲线模型对CO2加富条件下和对照条件下5个辣椒品种的光响应曲线和CO2响应曲线进行拟合,结果表明:不同CO2浓度下5个辣椒品种的光响应曲线和CO2响应曲线变化趋势几近相同,随着光照强度和CO2浓度增加,CO2加富处理后辣椒的最大净光合速率均有不同程度的增加。另外,直椒‘海丰长剑’和羊角椒‘皇朝’的光饱和点和CO2饱和点都有不同程度的增加,菜椒‘皇马’和螺丝椒‘美达108’的光饱和点和CO2饱和点都有不同程度的降低,所有辣椒品种的CO2补偿点都有不同程度的增加。(3)本研究以辣椒基因组为参考,以前期筛选出来的‘皇马’为试验材料,利用RNA-Seq技术对CO2加富条件下和对照条件下辣椒叶片的表达谱进行分析。转录组测序质量及所参照的参考基因组较好,可满足下一步分析的需要。对筛选出的149个差异基因进行GO注释和KEGG通路分析,找到10个差异基因被认为与辣椒光合作用有关,推测这些基因在糖代谢、抗氧化作用,叶绿素和脱落酸生物合成中发挥作用,从而影响光合作用。因此,上述差异基因被认为与光合作用和相关过程有关。这些结果为进一步研究辣椒对CO2加富反应的分子机制奠定了基础。