小麥?zhǔn)俏覈?guó)重要的糧食作物,干旱會(huì)影響其產(chǎn)量,科研人員對(duì)提高小麥水分利用效率進(jìn)行了相關(guān)研究。
(1)水在光反應(yīng)階段被分解產(chǎn)生
氧氣和NADPH
氧氣和NADPH
后者用于C3的還原。
(2)已知干旱會(huì)使植物體內(nèi)脫落酸(ABA)含量上升,科研人員推測(cè)小麥ABA受體過(guò)表達(dá)會(huì)增強(qiáng)其抗旱能力。為驗(yàn)證此推測(cè),實(shí)驗(yàn)利用ABA受體過(guò)表達(dá)的轉(zhuǎn)基因小麥L8品系開(kāi)展研究,結(jié)果如圖1所示。
由結(jié)果可知,在干旱條件下,L8品系的 生長(zhǎng)狀況和籽粒重量
生長(zhǎng)狀況和籽粒重量
均優(yōu)于野生型。
(3)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步探究L8品系抗干旱的原因,結(jié)果如圖2和圖3所示。
已知水分利用率=,依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可知;L8品系能夠抗干旱的原因是,通過(guò) 在較高CO2下增加凈光合,在不同光強(qiáng)下均能減少蒸騰作用
在較高CO2下增加凈光合,在不同光強(qiáng)下均能減少蒸騰作用
,增加水分利用率。
(4)有人推測(cè)“干旱條件下氣孔開(kāi)放度減小是由ABA直接引起的”。若為驗(yàn)證該推測(cè),則實(shí)驗(yàn)思路為利用 ABA基因沉默
ABA基因沉默
植株(請(qǐng)從普通植株,ABA基因過(guò)量表達(dá)植株、ABA基因沉默植株三種類(lèi)型中選取其中一種),作為材料開(kāi)展實(shí)驗(yàn),若 置于干旱條件下觀(guān)察氣孔開(kāi)放度的變化,結(jié)果氣孔開(kāi)放度未減小
置于干旱條件下觀(guān)察氣孔開(kāi)放度的變化,結(jié)果氣孔開(kāi)放度未減小
,則說(shuō)明推測(cè)合理。
(5)科研工作者研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)ABA 與受體結(jié)合后,通過(guò)關(guān)閉氣孔和抑制氣孔打開(kāi)兩條途徑協(xié)同作用(如圖4),即 促進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞肉Ca2+增加,促進(jìn)K+外流,同時(shí)抑制K+內(nèi)流
促進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞肉Ca2+增加,促進(jìn)K+外流,同時(shí)抑制K+內(nèi)流
,從而調(diào)節(jié)保衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)K+濃度,使氣孔維持關(guān)閉狀態(tài)。