麦类作物学报

作者：魏爱丽，杨茂，黄琴，张英华，王志敏

单位：1.中国农业大学农学院,北京 100193；2.山西太原师范学院生物系,山西太原 030031

关键词：小麦,非叶器官,进化,PEP羧化酶， 稳定碳同位素（δ13C）,

基金：国家重点研发计划项目（2016YFD0300401）

为明确小麦进化过程中C4代谢酶活性的变化趋势，以二倍体小麦种（野生一粒小麦、栽培一粒小麦、拟斯卑尔脱山羊草、粗山羊草）、四倍体小麦种（野生二粒小麦、栽培二粒小麦、阿拉拉特、提莫菲维小麦）及六倍体小麦种（斯卑尔脱小麦、普通小麦）为试验材料，对不同染色体倍数小麦种不同绿色器官光合碳同化酶（PEPC、RuBPC、NADP-MDH、NADP-ME、NAD-ME）活性及稳定碳同位素（δ13C）值进行了比较分析。结果表明，在同一种内，非叶器官（叶鞘、穗下节间、芒、护颖、外颖）RuBPC活性显著低于旗叶，除六倍体小麦品种外，其余小麦材料的PEPC及其他C4途径酶活性均高于叶片。在小麦进化过程中，随着染色体倍数的增加，旗叶片的C3和C4同化酶活性均上升，且PEPC/RuBPC活性比值显著增加；非叶器官的RuBPC活性增加，但PEP羧化酶及其他C4途径酶活性下降，PEPC/RuBPC活性比值显著降低。旗叶和穗器官的δ13C值均在C3途径范围内，穗器官的δ13C值高于叶片；随染色体倍数的增加，旗叶δ13C值增高，而穗器官的δ13C值下降。综合来看，小麦非叶器官具有较强的C4光合酶活性，在进化过程中，其C4酶活性趋向减弱，而旗叶的C4酶活性则趋向增加。

来源：2021年第2期

《麦类作物学报》期刊编辑部

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