摘要：为了揭示高表达转玉米C4-磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC,EC4.1.1.31)基因水稻(PC)在耐旱中光合与花青素调节途径的内在联系,本研究以PC和未转基因野生型原种(WT)的水培苗为试验材料,在4~5叶期,通过50μmol·L.1光合抑制剂DCMU[3-(3’,4’-dich-lorophenyl)-1,1-dimethyl-urea]预处理1h,观察其在12%PEG-6000模拟干旱处理下的表现。结果表明,在模拟干旱条件下,DCMU预处理使两种供试材料相对含水量显著下降,且PC相对含量显著高于WT;干旱处理下,两种材料的花青素含量显著升高,DCMU和干旱处理使两种材料的花青素含量下调,且PC水稻中始终伴随着较高的花青素含量。光合数据表明,与单独12%PEG-6000处理相比,DCMU联合12%PEG-6000处理显著抑制了两种水稻材料的净光合速率、气孔导度、胞间CO2含量及羧化效率,但PC的各指标显著高于WT。同时,DCMU联合12%PEG-6000处理显著下调两种供试材料的内源蔗糖含量,但PC中蔗糖含量显著高于WT。进一步研究发现PC中更高的蔗糖含量与花青素合成有关转录因子bHLH(OsB1,OsB2)、R2R3-MYB(OsC1)、COP1(constitutivelyphotomorphogenic1)、HY5(elongatedhypocotyl5)更高的转录水平同步,下游花青素合成相关基因OsPAL、OsCHI、OsCHS、OsF3H、OsF3’H、OsDFR、OsANS的表达量增加。PC水稻可能通过诱导NO和Ca2.感受干旱信号,参与转录因子的调节,进而参与花青素合成基因的调控,合成较多的花青素,增强PC水稻对干旱逆境的响应,增强保水能力,最终表现耐旱。

关键词：磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 蔗糖 花青素 dcmu 干旱 

单位：江苏省农业科学院粮食作物研究所; 江苏省优质水稻工程技术研究中心; 国家水稻改良中心南京分中心; 南京210014; 南京林业大学生物与环境学院; 南京210037; 南京晓庄学院; 南京211171