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JIA | 南京师范大学陈国祥教授、高志萍副教授课题组 高产杂交稻衰老期中脉和叶薄片的光能特性分析研究

高志萍 等 农业科学 JIA 2022-06-14
两优培九（LYP9）是江苏省农业科学院利用两系法培育的高产杂交稻，该品种根系发达，茎秆粗壮，具有高产、优质、多抗等优点。近来有研究发现单子叶C3植物水稻维管束周围的光合细胞中存在部分类似C4植物维管束鞘的光合特性。本研究以高产杂交稻两优培九为研究对象，探究其在衰老过程中叶片中脉周围光合细胞的叶绿体光能吸收、转化和能量传递的动态变化以及蛋白质水平差异分析，为进一步研究水稻维管束周围的光合细胞中是否存在部分类似C4植物维管束鞘的光合特性以及对在水稻中构建有实践价值的C4光合途径提供更好的实践和理论依据。

近期，南京师范大学生科院植物生理学陈国祥教授、高志萍副教授课题组完成的题为“Photosynthetic properties of the mid-vein and leaf lamina of field-grown, high-yield hybrid rice during senescence”的研究论文在Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文), JIA) 2022年7期正式出版。


该研究解析了高产杂交水稻两优培九在衰老过程中叶片中脉周围光合细胞的叶绿体光能吸收、转化和能量传递的动态变化以及蛋白质水平差异分析，发现两优培九叶片中脉中存在类C4光合结构，其特殊的光合能力为提高水稻光合作用，延缓衰老，改善水稻产量提供了一种新的途径和理论支持。



该研究通过光合效率和光能转化率的分析，发现衰老后期叶脉中的光合性能较叶薄片强；通过对衰老期叶薄片与中脉的叶黄素循环组分分析发现，衰老后期中脉光合系统产生的过多能量会通过叶黄素循环进行有效的耗散，从而减少自身损伤，这也是对水稻自身的一种保护策略；通过双向电泳和蛋白质质谱分析方法对衰老期叶薄片与中脉中的差异蛋白进行分析，结合亚细胞定位，表明中脉维管束周围的细胞具有相对完整的光合系统，在叶片衰老后期供给植物生命所需，延缓衰老。










南京师范大学生科院植物生理学课题组陈国祥教授为该文章的通讯作者，高志萍副教授和徐敏丽硕士为该文章的第一作者。该研究得到了国家自然基金项目（32101639）、江苏省优势学科项目（PAPD）和江苏省农业自主创新项目（JASTIF, CX181001）的资助。


点击链接阅读全文：
https://doi.o‍rg/10.1016/S2095-3119(21)63676-6

Cite the article:

GAO Zhi-ping, XU Min-li, ZHANG Hai-zi, LÜ Chuan-gen, CHEN Guo-xiang. 2022. Photosynthetic properties of the mid-vein and leaf lamina of fieldgrown, high-yield hybrid rice during senescence. Journal of Integrative Agriculture, 21(7): 1913–1926.


研究团队简介


南京师范大学生科院植物生理学课题组由陈国祥教授领衔，主要成员高志萍副教授，主要围绕模式植物水稻叶片叶绿体光合作用的细胞生物学特性和相关光合基因的调控机理进行探索，特别是针对功能叶叶绿体整个生长周期过程所呈现的特性变化，从细胞生物学、蛋白质组学等水平进行全面的分析研究，试图为调控叶绿体细胞发育进程、提高作物光合作用效率提供有用的实验结果和理论依据。课题组曾获得多个国家自然科学基金，国家重点研发计划，江苏省自然科学基金项目支持，在高产杂交稻光合性能研究领域取得重要成果。




Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文), JIA) 由中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院与中国农学会主办，中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊，月刊。创刊于2002年，主编为中国工程院院士、中国农业科学院副院长王汉中。JIA主要栏目有作物学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、资源环境、食品科学、农业经济与管理等，刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD)平台OA出版。最新SCI影响因子2.848，位于SCI-JCR农业综合学科Q1区，中科院分区农林类期刊二区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。

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