两种生态型芦苇叶绿体的光合电子传递和抗氧保护体系

分布于甘肃省河西走廊的两种不同生态型芦苇-水生芦苇(水芦,生长在深约1m的水滩里)和沙丘芦苇(沙芦,生长在高约5m的沙丘上)在其离体叶绿体的光化学活性上表现为前者高于后者。其中,沙芦全链电子传递速率及光系统Ⅱ(PSⅡ)电子传递速率明显低于水芦,而光系统Ⅰ(PSⅠ)电子传递速率却与水芦接近。沙芦叶片和叶绿体中抗氧化酶活性及叶片抗坏血酸含量均高于水芦。综合结果表明,喜水植物芦苇登陆后,在自然选择压力下,为适应长期的自然干旱胁迫环境,其抗氧保护系统在保护PSⅠ免受水分胁迫诱导的氧化伤害中可能发挥着重要作用。     

水分胁迫对2种生态型芦苇（Phragmites communis）的可溶性蛋白含量、SOD、POD、CAT活性的影响

研究利用2种抗旱性迥异的芦苇为材料,用PEG6000进行水分胁迫处理,结果表明,抗旱性强的沙丘芦苇（沙芦）的可溶性蛋白含量明显低于沼泽芦苇（水芦）,约为水芦的1／5。但是,在受到20％PEG胁迫时,沙芦的可溶性蛋白含量有所上升,水芦的则稍微下降,在30％PEG胁迫时,水芦的可溶性蛋白含量显著下降,而沙芦则先升后降。沙芦的3种自由基清除酶（SOD、POD、CAT）的活性显著高于水芦。受到水分胁迫后,2种芦苇的SOD、POD、CAT活性或升或降。但是,无论在20％还是30％PEG胁迫条件下,相对水芦而言,沙芦都保持较高的自由其清除酶活性,从而保证其较强的自由基清除能力,减轻自由基对植物细胞生物大分子如DNA、蛋白质、脂肪酸的伤害,维持细胞正常的生命活动,这是沙芦抗旱性强的基础。     

脂氧合酶对黄瓜叶片光合电子传递活性的影响

黄瓜（Ｃｕｃｕｍ ｉｓｓａｔｉｖｕｓＬ．）叶片的光合作用与电子传递活性随叶片衰老而降低,脂氧合酶（Ｌｏｘ）活性则相应增高。大豆Ｌｏｘ－１ 抑制黄瓜子叶分离的叶绿体ＰＳⅡ电子传递活性,没食子酸丙酯（ＰＧ）或槲皮酮（ＰＦ）能消除这种抑制作用。二氯苯二甲脲（ＤＣＭＵ）或２,３－二溴百里香醌（ＤＢＭＩＢ）存在时,大豆Ｌｏｘ－１ 对ＰＳⅡ电子传递活性有抑制作用,加入ＰＧ 使活性恢复到接近原有水平。二苯卡巴肼（ＤＰＣ）对经Ｌｏｘ－１ 处理的叶绿体ＰＳⅡ电子传递活性有明显恢复作用。Ｌｏｘ－１ 使Ｃｈｌａ室温荧光Ｆｍ 降低,ＤＰＣ则能轻微恢复Ｆｍ 。可见,ＰＳⅡ氧化侧、Ｑ与ＰＱ 位点都对Ｌｏｘ－１ 的作用敏感。Ｌｏｘ－１ 对叶绿体色素的漂白作用,以及活性氧对ＰＳⅡ电子传递活性的抑制,可能是Ｌｏｘ 影响光合膜功能的重要原因之一     

叶绿素缺乏的大麦突变体的光合作用和叶绿素荧光

和早熟３号大麦（野生型）（ＤＧ）相比,黄化大麦（突变体）（ＬＧ）叶片Ｃｈｌ含量低,而Ｃｈｌａ／ｂ较高;光合速率低,表现量子效率低,而饱和光强较高,气孔导度较高;荧光参数Ｆｏ低,而ＰＳⅡ的光化学效率（Ｆｖ／Ｆｍ）以及Ｔ１／２、Ｆｍ／Ｆｏ、Φｅ均高。以单位叶绿素计算,黄化大麦的ＰＳⅡ电子传递活性和全链电子传递活性较高,而ＰＳⅠ电子传递活性较低。推测黄化大麦ＰＳⅡ的光化学效率增高可能是由于其ＰＳⅡ向ＰＳⅠ传递的激发能较少,是对Ｃｈｌ含量低的一种补偿。     

不同光质对黄瓜叶片光合特性的影响

将黄瓜（ Ｃｕｃｕｍｉｓｓａｔｉｖｕｓ Ｌ．） 幼苗培养在相同辐照度（２０ μｍｏｌ·ｍ － ２·ｓ－１） 的白光、红光和蓝光下,研究了光质对黄瓜叶片的光合作用特性的影响。实验结果表明,生长在白光下的叶片,其叶绿素（Ｃｈｌ）含量分别比红光和蓝光下高７ ％ 和２２４％ ,在蓝光下的含量最低。生长在红光下的黄瓜叶片有较低的Ｃｈｌａ／ｂ 比值和较高的Ｃｈｌ ｂ 含量。低温（７７ Ｋ）荧光发射光谱和Ｃｈｌａ 荧光动力学诱导的实验结果表明,红光下的叶片具有较高的光系统Ⅱ（ＰＳⅡ） 活性和较低的光系统Ⅰ（ＰＳⅠ）活性,蓝光下的叶片具有较低的ＰＳⅡ活性和较高的ＰＳⅠ活性。红光下叶片的放Ｏ２ 速率比白光下叶片的放Ｏ２ 速率高４４９％ ,而蓝光下的叶片放Ｏ２ 速率略低于白光下的。表明光质对调节黄瓜叶片ＰＳⅠ和ＰＳⅡ的发育和光合活性以及光合放Ｏ２ 速率具有重要作用。     

CO2加富对紫花苜蓿光合作用原初光能转换的影响

研究了ＣＯ２ 加富对紫花苜蓿（Ｍｅｄｉｃａｇｏ ｓａｔｉｖａ Ｌ．） 光合作用原初光能转换的影响。研究结果表明,在ＣＯ２ 加富条件下生长的紫花苜蓿,其叶绿体对光有更强的吸收能力;ＣＯ２ 加富可促进紫花苜蓿叶片ＰＳⅡ原初光能转换效率、ＰＳⅡ潜在活性、ＰＳⅡ电子传递量子产量、以及ＰＳⅠ活化能力的提高;增加荧光光化学猝灭组分,降低非光化学猝灭组分     

叶绿素缺乏的大麦突变体的光合作用和叶绿素荧光

和早熟３号大麦（野生型）（ＤＧ）相比,黄化大麦（突变体）（ＬＧ）叶片Ｃｈｌ含量低,而Ｃｈｌ ａ／ｂ较高;光合速率低,表观量子效率低,而饱和光强较高,气孔导度较高;荧光参数Ｆｏ低,而ＰＳⅡ的光化学效率（Ｆｖ／Ｆｍ）以及Ｔ１／２、Ｆｍ／Ｆｏ、Φｅ均高。以单位叶绿素计算,黄化大麦的ＰＳⅡ电子传递活性和全链电子传递活性较高,而ＰＳＩ电子传递活性较低。推测黄化大麦ＰＳⅡ的光化学效率增高可能是由于其ＰＳⅡ向Ｐ     

脓青素对光抑制条件下菠菜叶绿体的保护作用

在有氧条件下,脓青素可以缓解强光对菠菜叶绿体电子传递的抑制作用。加入解联剂尼日利亚菌素消除跨膜质子梯度会加剧叶绿体的光抑制,但脓青素的保护作用并不消失。脓青素对光系统Ⅰ与光系统Ⅱ均表现出保护作用,但对ＰＳⅡ的保护在光抑制初期较明显;在厌氧条件下,脓青素加剧叶绿体的光抑制,引起ＤＣＩＰ光还原与水到ｐ－ＢＱ电子传递活力的降低。推测脓青素可能通过促进细胞色素ｂ５５９介导的ＰＳⅡ循环电子传递,减轻了叶绿体的光抑制。     

外源多氨基芳香族化合物对高温强光下芦苇离体叶绿体叶绿素降解的缓解作用

以甘肃省河西走廊临泽县境内荒漠地区2种生态型芦苇为主要研究材料,研究了在添加多氨基芳香族化合物(Mr856,PAAC)条件下,不同温度、光照强度处理及处理时间对沙芦和水芦离体叶绿体叶绿素相对含量的影响,以探究PAAC对高温强光条件下离体叶绿体可能的保护机理。结果表明:(1)外源PAAC对水芦和沙芦离体叶绿体叶绿素相对含量的影响因环境光照强度、温度和处理时间的不同而异;(2)光照强度对离体叶绿体叶绿素相对含量的影响与温度有关,且随着处理时间的延长而增强,在光照水平为1 000μmol.m-2.s-1下,沙芦叶绿素相对含量在不同温度下均高于水芦;(3)外源PAAC可明显减缓高温强光胁迫下水芦叶绿素相对含量的降低趋势,尤其对强光胁迫下叶绿素相对含量降低的效应更明显。研究结果说明,PAAC可能作为沙芦叶片中具独特分子结构特征的相容性溶质,可减缓高温强光下离体叶绿体叶绿素的降解,对离体叶绿体有一定的保护作用。     

叶片阶段性白化小麦的叶绿体激发能分配和荧光动力学特征

叶片阶段性白化小麦是一种非常特殊的色素突变体。本文对其白色、白绿相嵌及转绿叶片的叶绿体光化活性分别进行了测定。试验表明：（１）白化和白绿相嵌叶片的叶绿体色素合成处于停滞阶段,转绿叶片则处于色素迅速合成阶段;（２）白化、白绿相嵌和转绿叶片叶绿体的激发能传递呈递增趋势;（３）三者对绿体的ＰＳⅡ活性和原初光能转化效率也呈递增趋势;（４）白化叶片叶绿体缺乏ＰＳⅠ和ＰＳⅡ外周天线色素蛋白,白绿相嵌和转绿叶片的类囊体膜多肽组分与正常叶片相近似。     

光敏核雄性不育水稻叶绿体的光合特性

本文报告了在育性转换敏感期光周期处理对湖北光敏核雄性不育水稻（农垦５８ｓ）最新全展叶叶绿体光合特性的影响。结果表明：与短日照（ＳＤ）相比,长日照（ＬＤ）处理的农垦５８ｓ水稻叶绿体只有较低的ＰＳⅡ光化活性和ＰＳⅡ原初光能转化效率,其ＰＳⅡ和全链的电子传递速率低,叶绿体中叶绿素ｂ的含量较少,叶绿素ａ／ｂ值比短日照处理的高约１０％。长日照处理使农垦５８ｓ叶绿体的光化活性普遍下降,这可能是导致农垦５８ｓ败育的初始原因之一。     

盐胁迫下CO_2浓度倍增对冬小麦叶绿体光能吸收和激发能分配的影响

研究了在盐胁迫下ＣＯ２浓度倍增对冬小麦（Ｔｒｉｔｉｃｕｍａｅｓｔｉｖｕｍ）京冬８号叶片光合色素含量,叶绿体对光吸收能力,激发能在两个光系统之间分配和一些荧光诱导动力学参数的影响。结果表明,ＣＯ２倍增能提高冬小麦叶片单位鲜重叶绿素（Ｃｈｌ）和类胡萝卜素（Ｃａｒ）的含量,以及含等量Ｃｈｌ的叶绿体对光能的吸收能力,增强Ｍｇ２＋对两个光系统（ＰＳⅠ和ＰＳⅡ）之间激发能分配的调节能力;ＣＯ２倍增还提高荧光猝灭速率（ΔＦｖ／Ｔ）,而降低荧光半上升时间（Ｔ１／２）。然而,盐胁迫的作用则与高ＣＯ２浓度恰恰相反。     

融合膜中PSⅡ激发的电子推动嵴膜的电子传递和磷酸化

利用毛地黄苷从菠菜叶绿体类囊体膜制备了ＰＳⅡ颗粒,氧化还原差未光谱及ＳＤＳ－聚丙烯酰胺凝胶电泳结果表明其具备ＰＳⅡ的特征,它具有从水氧化到质醌还原的酶活性。从大豆磷脂用超声法制备了脂质体。从鼠肝线粒体分离了嵴膜,将制备的ＰＳⅡ颗粒预组装于脂体,然后将此预组装物（ＰＳⅡ－ＰＬ）再与嵴膜组合,此膜系于光下获得了相当量的ＡＴＰ合成,证明了融合膜中ＰＳⅡ电子传递可推动嵴膜的电子传递和磷酸化机构合成ＡＴＰ。     

青海高原不同海拔地带生长的珠芽蓼光合特性的比较

对生长于青海高原不同海拔的珠芽蓼（Ｐｏｌｉｇｏｎｕｍｖｉｖｉｐａｒｕｍ）叶片的光合特性进行比较研究发现：随海拔升高叶绿素含量有降低趋势,叶绿素ａ／ｂ比值及类胡萝卜素含量有增大趋势。不同海拔的珠芽蓼叶片和叶绿体的Ｆｖ／Ｆｏ、Ｆｖ／Ｆｍ和Ｒｆｄ值随海拔升高而增大,表明随海拔升高,其潜在光合活力增加。低温荧光测定显示,随海拔升高叶绿体中ＰＳＩ和ＰＳＩ的相对荧光产量比值（ＰＳＩ／ＰＳＩＩ）减小。叶绿体蛋白质ＳＤＳ－ＰＡＧＥ结果表明,在２８－３２ＫＤ附近电泳谱带的变化显著。     

莲子在光下萌发过程中叶绿体色素蛋白质复合体及光化活性的变化

实验研究了莲种子（ＮｅｌｕｍｂｏｎｕｃｉｆｅｒａＧａｅｒｔｎ．）在光下萌发过程中叶绿体色素蛋白复合体、多肽组成以及ＰＳⅡ光化活性的变化。结果表明,萌发到第６天的莲胚芽叶绿体,在ＳＤＳＰＡＧＥ凝胶柱中只分出两条色素带,分别为捕光叶绿素蛋白复合体（ＬＨＣⅡ）和自由色素（ＦＰ）。萌发到第８天的莲叶绿体可分出ＣＰⅠ,ＬＨＣⅡ１、ＬＨＣⅡ和ＦＰ。仍未检测到ＰＳⅡ反应中心复合物。多肽分析表明：未萌发和萌发到第２天的叶绿体中３０ｋＤ多肽的含量显著,尽管２７ｋＤ多肽在未见光时已开始合成,但其含量很少。随着照光时间增长,３０ｋＤ多肽含量逐渐减少,２７ｋＤ多肽的含量逐渐增多,到第１２天时超过３０ｋＤ多肽的含量。电子传递速率和室温荧光诱导动力学的测定表明：ＰＳⅡ光化活性在莲子萌发到第７天时才开始出现,并随萌发时间增加而升高,与此同时Ｃｈｌａ／ｂ比值由低到高达到正常值。莲子在光下萌发过程中其叶绿体膜成分及膜功能的变化与它的超微结构的变化相符合。结果再次证明,莲胚芽叶绿体在光下的发育具有与其它高等植物所不同的独特途径,这为莲在被子植物系统发育中占有独特地位的看法提供了依据。     

生长温度对烟草叶片环式电子传递活性的影响

高等植物的光合机构在环境胁迫条件下非常容易产生光抑制,环式电子传递在光合机构的光保护中发挥着重要的作用.但是,生长温度对环式电子传递的影响并不清楚.本研究测定了在24/18℃和32/26℃条件下生长40天的烟草(K326)叶片的气体交换、叶绿素荧光和P700氧化还原态的光响应曲线.结果表明,烟草叶片在两种生长温度下的的光合能力、光化学淬灭、非光化学淬灭和通过光系统Ⅱ的电子传递速率(ETR Ⅱ)均没有差异.但是,在强光条件下,生长在24/18℃的叶片比生长在32/26℃的具有更高的通过光系统Ⅰ的电子传递速率(ETRⅠ)和ETRⅠ/ETR Ⅱ比值.短时间的强光处理后,生长在24/18℃的叶片具有较高的光系统Ⅱ最大量子产额(Fv/Fm),表明环式电子传递活性的上调有助于缓解生长在24/18℃的叶片光系统Ⅱ受到的光损伤.综上所述,环式电子传递活性的增强是植物适应较低生长温度的重要策略.     

脓青素对光抑制条件下菠菜叶绿体的保护作用

在有氧条件下,脓青素可以缓解强光对菠菜叶绿体电子传递的抑制作用,加入解联剂尼日利亚菌素消除跨膜质子梯度会加剧叶绿体的光抑制,但脓青素的保护作用并不消失。脓青素对光系统Ｉ与光系统Ⅱ均表现出保护作用,在厌氧条件下ＰＳⅡ的保护在光抑制初期较明显,在厌氧条件下,脓青素加剧叶绿体的光抑制,引起ＤＣＩＰ光还原与水到ｐ－ＢＱ电子活力的降低,推测脓青素可能通过促进细胞色素ｂ５５９介导的ＰＳⅡ循环电子传递,减轻了叶     

沙丘芦苇特有内含物与水芦叶绿体及其蛋白质的相互作用特征

以水生芦苇为材料,通过吸附试验、亲和试验和荧光光谱试验探讨了沙丘芦苇(Phragmites communis Trin)的特有内含物PAAC与水芦叶绿体吸附特性及其作用位点,并在固定化的条件下研究其与水芦叶片可溶性蛋白的相互作用特点,以阐明PAAC对叶绿体的保护作用机理.结果显示:(1)水芦叶绿体对PAAC的吸附符合Freundlich吸附模型,吸附量随pH的增加而增大并于pH 7.6时达到最大值(0.86 μg/μg),吸附量虽随离子强度的提高而降低,但降幅较小.(2)PAAC可与水芦可溶性蛋白结合,0.26 mol/L的NaCl溶液能够洗脱与PAAC结合的蛋白质,两者间的相互作用以盐键为主,且结合蛋白质的种类特异性不明显.(3)PAAC与水芦蛋白质之间存在着相互结合作用并可能存在变构效应,它对蛋白质的荧光猝灭作用是生成PAAC-蛋白质复合物的静态猝灭,它与蛋白质的结合常数在1.0×10~5左右及结合位点数为1∶1.     

不同生态型芦苇Rubisco免疫学特性差异

以河西走廊荒漠地区不同生态型芦苇为研究材料,提取并纯化得Rubisco蛋白,经SDS-PAGE凝胶电泳将Rubisco大、小亚基分离,用Rubisco全酶蛋白及其大、小亚基分别注射昆明系雄性小白鼠制备抗体,经Western-blotting鉴定结果表明:(1)水芦Rubisco全酶抗体可与水芦、沙芦及菠菜Rubisco大亚基发生反应,而与小亚基均未见显色反应,且水芦显色最深,沙芦略浅,菠菜最浅;(2)水芦、沙芦Rubisco大亚基抗体可与水芦、沙芦、菠菜大亚基发生抗原交叉反应,且均不与小亚基发生反应,并且其与菠菜Rubisco大亚基的反应程度明显低于水芦和沙芦;(3)用与Rubisco大亚基抗体同样的制备方法,均未检测到水芦、沙芦Rubisco小亚基抗体的产生;(4)菠菜Rubisco全酶抗体可与菠菜、水芦、沙芦、水稻Rubisco大亚基均发生抗原交叉反应,但仅与其自身小亚基反应,且与菠菜Rubisco大亚基显色反应最深,水稻略浅,沙芦、水芦稍有反应.由此说明,水芦、沙芦Rubisco全酶蛋白及其大亚基免疫学特性差异较小,而与双子叶植物菠菜相比差异较大;水芦、沙芦Rubisco蛋白免疫化学决定簇的差异主要决定于小亚基上,且其小亚基不具有抗原活性或抗原活性较弱.     

黄瓜花叶病毒对烟草叶片和叶绿体光合活性的影响

研究了烟草（Ｎｉｃｏｔａｎａ ｔａｂａｃｕｍ Ｌ．）感染黄瓜花叶病毒后烟草植株不同部位（顶层、中层、下层）中片的光合速率和叶绿体光化学反应的变化。感病的叶片净光合速率减少,顶层叶砬少最多。病毒侵染抑制ＰＳⅡ活性比ＰＳⅠ活性更明显,特别是顶层叶。叶绿素ａ荧光测定表明还原态Ｑ库减少,ＣＯ２同化减少。从低温荧光发射光谱图变化中发现能量分配受干扰。