[發明專利]一種分析C4植物光合耐旱能力的方法

有效

• 申請號: 201910215459.6
• 申請日: 2019-03-21
• 公開（公告）號: CN109900669B
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: 劉文娟;雷紹榮;郭靈安;宋君;張富麗;常麗娟;王東;尹全
• 申請（專利權）人: 四川省農業科學院分析測試中心
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01N21/84;G01N1/28;G01N1/30
• 代理公司: 51239 成都眾恒智合專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 陳春華<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明公開了一種分析C4植物光合耐旱能力的方法，解決現有技術中只能分析完整葉片的葉綠素熒光和活性氧組化定位的問題。本發明的一種分析C4植物光合耐旱能力的方法，通過將暗適應后的C4植物葉片，切片觀察葉肉和維管束鞘細胞的葉綠素熒光并測定熒光參數；或/和將NBT和DAB染色完成的C4植物葉片，切片觀察葉肉和維管束鞘細胞的O₂·^?和H₂O₂組織化學定位。本發明設計科學，方法簡單，操作簡便。本發明以細胞為單位分析，對于研究C4植物光合機構對逆境的響應具有應用意義。

技術領域

本發明屬于農業技術領域，具體涉及一種分析C4植物光合耐旱能力的方法。

背景技術

干旱是抑制植物生長最主要的環境因素。光合機構是植物響應環境脅迫最敏感的部位之一，干旱導致的水分虧缺，通過氣孔和非氣孔限制，引起過剩光能對植物造成一定程度的光抑制，使光合機構受損，光合電子傳遞、光合磷酸化和CO₂同化等過程受到影響，因此光合作用已成為植物抗旱生理的重要研究指標。光合蛋白體系作為光合作用的基礎，是光合機構中應答環境脅迫最靈敏的組分，其中，光系統II(photosystem II,PSII)在高等植物對環境脅迫的響應中起著重要的作用，當外界環境和自身代謝狀態發生改變時，植物會通過光合機構，尤其是PSII的調整，保護光合元件免受損傷，以維持光合功能的穩定。其中，非光化學淬滅(non-photochemical chlorophyll fluorescence quenching，NPQ)是光合膜系統對過剩光能最快速的分子適應機制，過剩光能通過NPQ以熱能形式耗散，因此，NPQ又被稱為激發能熱耗散過程。光合色素吸收過剩光能后產生的過量電子會導致植物體內活性氧(reactive oxygen species,ROS)的產生，當干旱持續發生，ROS產生和清除的動態平衡被破壞，膜脂過氧化作用加劇，導致大分子的氧化損傷和信號傳遞功能紊亂，膜脂過氧化產物丙二醛(MDA)持續增加。研究發現，光能過剩時，至少部分NPQ機制為防止PSII中ROS的產生被調控。因此，分析干旱脅迫下植物葉片的熒光特性和膜脂過氧化作用，探究NPQ水平與膜脂過氧化程度的關系，是研究植物光合耐旱能力的重要手段之一。

葉綠素熒光動力學參數可快速、靈敏的反映PSII的光能轉換、光化學效率和熱耗散能力，常用于分析植物光合機構，尤其是PSII對逆境的響應。葉綠素熒光成像系統(kinetic imaging ofchlorophyll fluorometer)的發展，使葉綠素熒光參數的變化能更為直觀的反映在完整葉片上。

植物細胞葉綠體中的ROS主要包括O₂^.-、H₂O₂、·OH^-、¹O₂等，ROS具有很高的反應活性，可與許多不同的化合物發生反應。通過化學發光法、紫外-可見吸收分光光度法、熒光分光光度和熒光染色法及組化定位等方法，根據反應生成物或反應物變化程度，可間接對ROS進行定性或定量分析。其中，氮藍四唑(NBT)在O₂^.-作用下還原生成不溶于水的藍色甲臢染料，常用于分析O₂^.-的組織化學定位；二氨基聯苯胺(DAB)與H₂O₂聚合生成棕色物質，用于分析H₂O₂的組織化學定位。