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莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)绿光响应的机制研究

王娇娇

莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)绿光响应的机制研究

王娇娇1
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作者信息

  • 1. 中国科学院大学
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摘要

光合作用是地球上最重要的化学反应,是绿色植物利用太阳光能将二氧化碳和水转化为氧气,并制造有机物的过程。太阳光由紫外线、红外线和可见光组成,可见光的光谱由七种颜色不一的光谱组成,包括红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,不同光质对植物的生长发育具有不同的影响。绿光是可见光中研究较少的一种光质,前人研究表明,绿光对植物的光形态建成具有调节作用,绿光会影响植物下胚轴的生长、气孔的开闭、叶片的生物量积累以及逆转植物对蓝光的响应等。绿光对植物的光合作用具有非常独特的贡献,植物对绿光的吸收与其他光质不同:与红光和蓝光相比,绿光可以到达植物叶片更深层次进行光合作用。 目前关于莱茵衣藻绿光响应的机制研究还未曾报道过,本研究主要探讨了莱茵衣藻在绿光环境下的生长和光合特征,表明:(1)莱茵衣藻在绿光下可以生长但生长较白光下缓慢,说明莱茵衣藻可以感知并利用绿光进行光合作用;(2)莱茵衣藻在绿光下的光合电子传递速率较白光低,放氧速率也较白光低,说明绿光可能通过影响莱茵衣藻PSⅡ的活性从而影响光合作用的进行;(3)绿光处理下莱茵衣藻的光合亚基PsaF和PsbB(CP47)蛋白表达量较白光高,捕光天线Lhca4和Lhcb4蛋白表达量较白光低,说明绿光对莱茵衣藻光合作用的影响可能是通过光合相关蛋白参与的通路实现的;(4)转录组学结果显示白光处理和绿光处理下的莱茵衣藻共有1328个差异下调表达基因,914个差异上调表达基因,这些差异表达基因主要参与了核糖体生物合成、RNA转运、DNA复制以及卟啉和叶绿素代谢等通路。 综合上述结果,单独使用绿光会减缓莱茵衣藻的生长并通过PSⅡ活性影响光合作用的进行,这为提高农业生产提供了新的切入点,未来还需进一步研究绿光对莱茵衣藻光合作用的调控机制,为绿光对农业生产中发挥的作用及其应用提供理论基础。

关键词

莱茵衣藻/绿光环境/光合作用/生理响应

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授予学位

硕士

学科专业

生物化学与分子生物学

导师

杨文强

学位年度

2022

学位授予单位

中国科学院大学

语种

中文

中图分类号

Q94
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