外源玉米pepc基因对小麦C3、C4途径相关基因表达的效应

为进一步探讨外源玉米pepc基因改良小麦光合性能的机制，以基因枪介导T4代的转玉米pepc基因小麦为试验材料，研究了抽穗期和灌浆期外源pepc基因对小麦内源光合相关酶基因表达的影响，并分析了转基因小麦的光合生理特性及其产量性状表现。结果表明，小麦抽穗期，pepc基因的表达上调了小麦C4微循环ppdk基因(丙酮酸磷酸双激酶基因)、nadp-me基因(NADP-苹果酸酶基因)、ca基因(碳酸酐酶基因)和C3循环rbcL基因(Rubisco大亚基基因)的表达；小麦灌浆期，pepc基因的表达仍显著上调C4微循环ppdk基因和nadp-me基因的表达，而ca基因和C3循环rbcL基因、rbcS基因(Rubisco小亚基基因)的表达量与对照差异不大。相应的酶活性在转基因植株中比对照有所提高，灌浆期增幅最大。两个测定时期的转基因小麦旗叶净光合速率(Pn)均比对照显著提高，在灌浆期增幅最大，比对照提高10.35%~22.77%。产量性状方面，转基因小麦的单穗粒数和收获指数均有所提高。上述研究结果表明，玉米C4型pepc基因导入小麦后，促进了小麦原有的C4循环，从而提高了小麦的光合效率和籽粒产量。