高温胁迫下无柄小叶榕Rubisco活化酶超量合成的机制和作用

高温是制约植物生长和发育的主要环境因子,也给农林安全生产带来极大隐患。申请人前期开展了城市森林树种无柄小叶榕的耐高温研究, 发现高温下Rubisco活化酶（RCA）活力迅速下降,但含量却大量上升的现象,且大量RCA和类囊体膜结合,这是一个不同于现有的草本植物的抗高温机制。本项目拟获得RCA两个亚基的cDNA序列和单克隆抗体,从RCA两个亚基的不同水平清晰RCA总含量上升的可能机制。并利用免疫金标记跟踪高温下RCA两个亚基的转运和积累的时空变化，明确两个亚基在高温胁迫下是如何结合到类囊体膜上的。同时用RCA专一性抑制剂处理，使RCA大量减少后，研究高温下类囊体膜组分和超微结构的变化，分析高温下结合到类囊体膜上的RCA的量与类囊体膜稳定性及高温抗性的相关性，明确RCA含量上升和定位变化的可能作用。

高温是制约植物生长和发育的主要环境因子，也给农林安全生产带来极大隐患，因此，开展城市绿化树种的耐高温研究对促进林业稳步、持续发展具有重要意义。申请人前期开展了城市森林树种无柄小叶榕的耐高温研究，发现Rubisco活化酶（RCA）在调节植物高温抗性方面可能具有重要作用。本项目在从RCA两个亚基入手研究了RCA在植物高温抗性的作用，发现在高温胁迫下RCA大亚基升高幅度大于小亚基。当RCA活力在高温大幅度下降的同时，PSI循环电子流速率却显著升高。同时，RCA两个亚基在定位上并没有明显的差异，高温胁迫下RCA大小亚基均有较多定位在类囊体膜上。研究也发现轻度高温胁迫下类囊体膜的结构和成分无明显的变化，我们推测此时RCA含量升高可能在保护类囊体膜的稳定性中具有一定的作用。同时也发现油菜素内酯在缓解高温下RCA活力和光合作用方面具有一定的作用。本项目相关结果在《Forest Science》、《Tree Physiology》等杂志上发表SCI论文4篇，EI论文2篇，培养硕士研究生2名。初步完成了RCA对植物高温抗性中作用，为木本植物的引种驯化、植物的迁地保护和植物良种的选育提供一定的资料。