蓝藻Anabaena 7120光漂白细胞固氮的研究

蓝藻Anabaena 7120经光漂白后固氮活性明显下降,转入正常光照下又恢复活性。此种经光漂白的蓝藻细胞,其固氮活性对氧敏感度小,受分子氢的促进大些,而忍受CO_2和N_2抑制的浓度相对高些。其固氮活性为弱光和光合抑制剂减弱,而加入外源的碳水化合物则能提高它的固氮活性。当碳水化合物和光合抑制剂一起加入反应系统时,蓝藻光漂白细胞的固氮活性并不能受到促进。     

蓝藻Anabaena7120的固氮活力及其和光合作用的关系

蓝藻Anabaena 7120经用Ar+CO_2、空气和Ar处理后,固氮活性有明显不同。Ar+CO_2处理的活性比空气处理的高出数倍,而Ar处理的则比空气中的低很多。以上三种处理的Anabaena 7120固氮对不同生理条件反应不一样,固氮活性高者对CO和O_2的敏感程度小些、受到CO_2和N_2的抑制程度也轻。但是分子氢对三者固氮作用的支持效用相同,并且也是和氢酶活动有联系。弱光下固氮活力低的蓝藻固氮活性下降得更大些。光合抑制剂和结合态氮对固氮活力高的蓝藻固氮活性的抑制显著比固氮活力低者小。三者的放氢和放氧能力也不同,固氮活力高者放氧高而放氢量小些,低固氮活力的蓝藻正好相反。     

短期高温伤害蓝藻Anabaena7120的固氮活性恢复与生理条件的关系

蓝藻经短期高温处理后,其固氮活性显著下降,但在合宜条件下,这种受伤害的固氮活性可以有一定程度的恢复。光下不仅比暗中恢复快,而且活性也高得多。光合抑制剂和外源碳水化合物分别减缓和促进受高温伤害的蓝藻固氮活性恢复。在光、暗和供给外源碳水化合物的条件下,厌氧(氩和氮中)对受高温伤害的蓝藻固氮活性恢复不利。与正常蓝藻有异的是,H_2,CO_2及H_2与O_2,CO_2与N_2的加合都阻碍受高温伤害的蓝藻固氮活性的恢复。     

经短期高温处理的蓝藻Anabaena 7120的吸氢

经短期高温处理的蓝藻吸氢和固氮活性平行地下降,温度越高,处理时间越长,下降越大,且对氧的敏感度增高。暗处理、光合抑制剂、CO_2和N_2导致此种蓝藻吸氢下降程度加剧,CO_2和N_2以及H_2和N_2的加合对其促进程度也小一些,而H_2的支持和CO的抑制程度则与未经高温处理的蓝藻相近。     

分子氢在鱼腥蓝藻Anabaena 7120固氮活性受氧损伤中的保护作用

分子氢在一定程度上可以消除氧对蓝藻固氮活性的损伤而起一种保护作用。氧对蓝藻固氮活性的损伤主要在固氮反应初期,且是不可逆的。分子氢的保护作用也在反应初期,分子氢过迟加入,其保护作用就会受到削弱或消失,其最大保护作用是在与氧同时加入之时。分子氢的保护作用和生理条件有一定联系。年老的蓝藻中,分子氢支持的固氮活性对氧敏感小些。温度、CO_2、氮气和一系列抑制剂都只影响固氮活性的高低,并不改变分子氢的有益行为。蓝藻经乙炔预处理导致氢酶受抑时,分子氢对固氮活性受氧损伤时的保护作用即受到削弱或消失。     

分子氢支持蓝藻Anabaena7120固氮的生理基础研究

1.在一般条件下供给分子氢,蓝藻的乙炔还原活性相对增长百分率不如加入光合及代谢抑制剂那样显著。弱光和暗处理条件下,分子氢对蓝藻的增益作用较明显。2.分子氢对年轻蓝藻固氮作用的促进比对年老的大。3.在氨和尿素等结合氮影响下,蓝藻固氮活性受到抑制,同时加入分子氢,则其活性便有所提高。4.用氮气、二氧化碳和二氧化碳+氮气处理蓝藻,其固氮活性受到削弱,同时供给分子氢,则蓝藻的乙炔还原活性便得到明显的促进。5.经以乙炔预先处理过的蓝藻,无论添加光合和代谢抑制剂与否,其固氮活性均下降。加分子氢与不加分子氢的乙炔还原活性相近,分子氢对固氮的增益作用显著被削弱以至消失,加和不加抑制剂的氢耗也都下降,不加抑制剂的氢耗相对下降百分率更大。这表明分子氢支持蓝藻固氮和氢酶活动有联系。     

不同P^H下蓝藻固氮的去铵阻抑及其与生理条件的关系

在不适宜于蓝藻生长的低pH(5.0)条件下,蓝藻固氮活性显著的低,其去铵阻抑也延迟。光照强度减弱,光合抑制剂(DNP)和厌氧条件(Ar中)都延缓蓝藻固氮活性的去铵阻抑。外源的碳水化合物(蔗糖)以及CO_2与N_2的加合则对蓝藻固氮活性的去铵阻抑有一定程度的促进。     

缺钼培养的蓝藻Anabaena 1720放氢的研究

培养液中缺钼时,蓝藻Anabaena 7120的放氢受到削弱,其削弱程度比固氮活性的削弱小。此种蓝藻的放氢对CO和氧都敏感,预先以乙炔处理时,其放氢即受抑制,而在光下以分子氢预处理则促进放氢。这类蓝藻光下放氢比暗中高,当添加光合抑制剂或氯化铵于反应系统时,其放氢便明显下降。     

分子氢和氧对受高温胁迫蓝藻固氮活性的影响

Ａｎａｂａｅｎａ７１２０经高温处理后,固氮活性下降,对氧的敏感度增大,增大程度随氧浓度增高而递增。高温胁迫下,分子氢与对正常条件下生长的蓝藻一样可以削弱或消除氧对固氮的伤害,氢的此种行为在光照下和黑暗中表现相似,其良好作用比正常生长蓝藻显著,添加光合抑制剂。ＣＯ２或Ｎ２时亦如何。有外源蔗糖时,氢的良好作用不表现。经ＣＯ或Ｃ２Ｈ２处理的蓝藻,氢在其固氮活性受氧伤害时的良好作用消失。     

受短期高温伤害的蓝藻固氮活性恢复过程中的去铵阻抑

在受短期高温伤害的蓝藻固氮活性恢复过程中,铵阻抑效应逐渐消失。温度愈高,去铵阻抑速率愈慢,温度过高,铵阻抑效应即不能消除。低光照度、光合抑制剂、氧和分子氮都延缓蓝藻固氮的去铵阻抑,外源蔗糖、氢、CO_2、CO_2 N_2和 H_2 O~2则对固氮的去铵阻抑速率有不同程度的促进。     

蓝藻Anabaena 7120光漂白细胞的放氢

蓝藻Anabaena 7120光漂白细胞的放氢显著地比正常细胞高,而固氮活性则低。此种放氢对CO的敏感度和对O_2抑制的忍受度都大于正常细胞。乙炔预处理后放氢下降,而分子氢预处理后则增加。CO_2、N_2、结合态氮和光合抑制剂都明显地抑制蓝藻光漂白细胞放氢。加入外源的碳水化合物可促进放氢,如同时加入抑制剂,则有益作用受到削弱,甚至消失。     

去除氯化钠胁迫后的蓝藻固氮去铵阻抑

蓝藻在去除NaCl胁迫后,其固氮活性可以恢复,几乎接近生长蓝藻的水平,铵阻抑效应也逐渐消失。光合受抑(弱光下和加抑制剂)或呼吸代谢受阻(厌氧下),以致能源供应受限以及有分子氯或氧的条件下,蓝藻固氮活性恢复和去铵阻抑速率减慢,而改善能源或还原剂供应、外源蔗糖、H_2、CO_2、CO_2+N_2和H_2+O_2等处理则对去铵阻抑有不同程度促进。     

不同生理条件下外源蔗糖对蓝藻固氮去铵阻抑的影响

外源蔗糖促进蓝藻固氮和其去铵阻抑。空气氧下蔗糖的促进作用比厌氧(氩)中更显著,而且此种促进作用只有在光下才表现出来。暗中或添加光合抑制剂时蔗糖的促进作用消失。在有蔗糖的条件下,O_2,H_2和N_2 CO_2对蓝藻固氮和其去铵阻抑都没有良好作用,但H_2 O_2对其则有一定程度的促进。     

分子氮影响了蓝藻Anabaena 7120对氢的吸收

蓝藻经分子氮预处理后,其吸氢量和固氮活性都下降。与未经分子氮预处理的蓝藻相比,此种蓝藻对CO、O_2和C_2H_2预处理的敏感度以及受弱光、黑暗、光合抑制剂和NH_4Cl的抑制程度都小一些。在一定浓度范围内,CO_2和分子氮以及H_2和O_2的加合对蓝藻吸氢的促进作用则高一些。     

低温对氯化钠胁迫下蓝藻固氮活性的影响

低温加剧氯化钠对蓝藻固氮的抑制,营养液中氯化钠浓度增高时,抑制程度更甚.能源受限(暗处理和加抑制剂时的光合受抑,N_2和Ar的厌氧下呼吸代谢受阻)和氧下固氮酶受到伤害时,低温处理使氯化钠对蓝藻固氮的抑制进一步加剧.在能源和还原剂供应,合成固氨酶蛋白的物质基础(如CO_2和N_2的加合).光合作用正常进行的条件得到改善和保证,以及供应CO_2、外源蔗糖和氮氧加合时,低温加剧氯化钠对蓝藻固氮的抑制程度明显变小.     

低温对氯化钠胁迫下蓝藻固氮活性的影响

低温加剧氯化钠对蓝藻固氮的抑制,营养液中氯化钠浓度增高时,抑制程度更甚.能源受限(暗处理和加抑制剂时的光合受抑,N_2和Ar的厌氧下呼吸代谢受阻)和氧下固氮酶受到伤害时,低温处理使氯化钠对蓝藻固氮的抑制进一步加剧.在能源和还原剂供应,合成固氨酶蛋白的物质基础(如CO_2和N_2的加合).光合作用正常进行的条件得到改善和保证,以及供应CO_2、外源蔗糖和氮氧加合时,低温加剧氯化钠对蓝藻固氮的抑制程度明显变小.     

蓝藻(Anabaena 7120)的光合放氢和参与放氢的酶

蓝藻Anabaena 7120放氢是一个依赖于光的过程,暗中几乎测不出放氢活性。静置方式培养的蓝藻预先进行强化培养是测得高放氢活性的重要条件。年轻的蓝藻放氢活性比年老的高。氯化铵和一系列光合作用抑制剂对蓝藻放氢有抑制作用,弱光加剧氯化铵对放氢的抑制。在弱光加光合抑制剂的条件下,受氯化铵抑制的放氢活性恢复速度比强光下慢。CO_2、N_2、NaN_3和KNO_3与放氢竞争电子而抑制蓝藻的放氢。C_2H_2促进蓝藻放氢,CO则抑制放氢,C_2H_2和CO一起加入时,放氢受到的促进显著比单加C_2H_2的大。经分子氢预处理过的蓝藻,其放氢活性在光下可以得到明显的促进。     

渗透胁迫下蓝藻固氮的氧稳定性研究

在聚乙二醇（PEG）的影响下．蓝藻固氮活性下降,对氧的不稳定性增大。PEG浓度愈高,固氮活性及其对氧的稳定性愈小。暗处理、光合抑制剂、N2和厌氧环境加剧氧对受渗透胁迫蓝藻固氮酶活的抑制,而CO2、蔗糖、分子氢以及N2和CO2的加合则使之减轻。     

分子氮影响下的蓝藻Anabaena7120乙炔还原

经分子氮预处理的蓝藻乙炔还原活性下降。分子氮对乙炔还原的抑制作用可因CO_2的加入而削弱,氮浓度增高时,CO_2的此种有益作用即消失。在5％ CO_2条件下:(1)光照强度大时,经分子氮预处理的蓝藻乙炔还原活性比未经处理的(氮气中)高些,弱光下则削弱,暗中削弱更大;(2)它受到光合抑制剂的抑制较大;(3)对CO_2和O_2的敏感度比未经氮预处理者小;(4)分子氢对其支持与来经氮预处理的相差甚微,但对其受O_2损伤时的保护作用则大些;(5)MSX对分子氮预处理的蓝藻乙炔还原也有明显的抑制,且比单加CO_2的大。     

蓝藻Anabaena 7120固氮的光调节

蓝藻Anabaena 7120固氮是一个依赖于光的过程,暗中乙炔还原活性检测不出来。预先以强光、弱光或黑暗对蓝藻进行短期处理,也会引起其固氮活性呈现相应的高低差异。在蓝藻固氮反应中加入NH_4Cl、KNO_3或尿素等结合态氮时,乙炔还原活性即受到抑制,弱光加剧这种抑制,受尿素抑制的蓝藻固氮活性恢复时,强光下比弱光下快。一系列光合抑制剂对蓝藻固氮活性都有抑制作用,弱光下此种抑制加剧。尿素和此类抑制剂对蓝藻固氮活性呈现协同性抑制,其效应和弱光下尿素对固氮抑制加剧是一致的。受尿素抑制的蓝藻固氮活性恢复过程中,加入光合抑制剂的恢复慢,而且只能维持在一个很低的水平上。