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新疆生地所揭示藜科中新的C3-C4中间型植物及其碳同化机制

时间:2015-03-10

  C3-C4中间型植物一直受到研究学者的关注,与C3植物相比,C3-C4中间型植物在叶片解剖结构和光合生理上具有很多中间型的性状,研究它们有助于了解C4植物的进化以及光呼吸减少的机制。 

  中科院干旱区生物地理与生物资源重点实验室闻志彬博士,在前期的研究中发现藜科猪毛菜属中松叶猪毛菜具有类似C3-C4中间型的解剖结构,但其δ13C值为-22.062,处于C3植物δ13C的范围(-21‰~-30),它是C3植物还是C3-C4中间型植物值得深入研究。进一步的研究表明,它的叶片解剖结构具有类似C3-Sympegmoid型的2-3层叶肉细胞,但是与C3-Sympegmoid型相比,具有更加明显并且类似于C4-Kranz结构的维管束鞘细胞,低的叶肉细胞和维管束鞘细胞的比值,更多的维管束鞘叶绿体细胞,并且维管束鞘细胞中更多、更大的线粒体沿着靠近维管束的壁分布。松叶猪毛菜的CO2补偿点为30.4μmol mol-1,表明它具有较低程度的光合呼吸。松叶猪毛菜类似于C3植物的δ13C值(-22.4),低的PEPC酶活性(61.5μmol mg-1chlorophyll-1h-1)和P-GDC酶专一的在维管束鞘细胞中表达,表明松叶猪毛菜属于type I C3-C4中间型植物。与藜科猪毛菜族已经报道的C3-C4中间型植物相比,虽然具有不同的叶片结构,但是它们却具有相近生理生化特性。 

    以上研究成果以Salsola laricifolia, another C3-C4 intermediate species in tribe Salsoleae s.l. (Chenopodiaceae)为题发表于Photosynthesis Research (2015) 123: 33-43. DOI: 10.1007/s11120-014-0037-1

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