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胡桃科(Juglandaceae)山核桃属(Carya Nutt.)有世界普遍栽培的两个树种:山核桃(Carya cathayensis Sarg.)与薄壳山核桃(C.illinoensis K.Koch)。用薄壳山核桃花粉对山核桃雌花进行授粉,当代果实明显变绿,并且单果重量明显提高,显现出明显的花粉直感现象。果实的大小与不仅取决于其运输至果实中光合产物的多少,还与其光合能力及抗光抑制能力有关。当光能超过植物所能利用的量时,剩余的光能若无其它电子受体,PSII将会电子传给O2,导致活性氧累积,然而植物体中具有一系列抗氧化酶体系及非酶物质的光保护机制。前人研究表明,授粉后65天,薄壳山核桃花粉授粉的山核桃假果皮中与卟啉、叶绿素代谢相关的基因明显上调,且光系统Ⅱ捕光蛋白(LHCII)及其光修复相关蛋白表达量显著上调,可能是薄壳山核桃花粉授粉的果实假果皮明显变绿及抗光抑制能力增强的原因。本研究通过测定果实发育关键期两种花粉授粉的山核桃果实(山核桃花粉授粉的山核桃果实,hp;薄壳山核桃花粉授粉的山核桃果实,pp)的光合速率、叶绿素含量及合成关键编码基因的变化,结合亚细胞定位的测定,初步揭示薄壳山核桃花粉授粉后山核桃果实假果皮变绿的分子机制;通过强光处理模拟夏季高光环境,分析两种花粉授粉的山核桃假果皮的叶绿素荧光参数、RuBPC、抗氧化酶活性及非酶物质的变化,进一步揭示花粉直感下山核桃假果皮抗光抑制能力差异的生理基础,为花粉直感提供理论依据,充分挖掘花粉直感的增产潜力,进一步提高山核桃产量。主要结果如下:1、以薄壳山核桃花粉授粉的山核桃(pp)假果皮要厚于山核桃花粉授粉处理的山核桃(hp)假果皮,且pp假果皮中的叶绿体个数多于hp果实假果皮,其叶绿体面积也较大;pp假果皮中CcHEMA1基因的表达量明显高于hp假果皮,且山核桃CcHEMA1基因的相对表达量与叶绿素含量明显相关,亚细胞定位表明CcHEMA1定位于叶绿体中。因此,叶绿体数量较多及叶绿体较大可能是pp光合作用较高的主要原因,CcHEMA1是参与合成山核桃果皮叶绿素的关键基因。2、强光(HL)处理后,hp和pp假果皮吸收的光能过剩,电子传递速率下降,均发生明显的光抑制。在果实发育后期(81DAP),无论HL处理与否,pp假果皮中的RuBPC酶活均显著高于hp;与hp相比,HL处理前后pp假果皮中的MDA、O2·-和H2O2含量较低,并且其假果皮中的抗氧化酶活性(POD、SOD、CAT)、ASA-GSH系统以及GR和DHAR酶活均显著高于hp假果皮。因此,在果实发育后期,pp假果皮在清除活性氧、抗膜脂过氧化等方面均强于hp假果皮,表现出更强的抗光抑制能力,是其果实增大的原因之一。