玉米叶肉细胞和维管束鞘细胞中光合产物的分析

玉米苗照光后,叶肉细胞和维管束鞘细胞大量积累淀粉和可溶性糖(包括蔗糖),其中淀粉95％以上在维管束鞘细胞中。阻断光合产物输出时,两类细胞中蔗糖和淀粉积累都显著增加。离体维管束鞘细胞也能合成蔗糖。离体玉米叶内原生质体饲喂NaH~(14)CO_3并照光后,通常90％以上的~(14)C参入到有机酸和氨基酸中,3～10％参入糖和淀粉中。玉米叶肉原生质体具有直接利用CO_2合成碳水化合物的能力。     

大豆和玉米光呼吸的控制

本文根据RuDP(1,5-二磷酸核酮糖)羧化酶的动力学特性测定了大豆光合作用和光呼吸的相对速率。在该羧化酶上,CO_2和O2对RuDP进行着争夺。高浓度的CO_2和低浓度的O_2,有利于RuDP羧化为三磷酸甘油酸,因而促进光合作用。低浓度的CO_2和高浓度的O_2则有利于RuDP的加氧反应而成为P-乙醇酸,因而促进光呼吸。在玉米上,PEP(磷酸烯醇式丙酮酸)羧化酶-苹果酸酶偶起了增加维管束鞘细胞中CO_2浓度的作用。四碳植物的维管束鞘细胞是RuDP羧化酶存在的场所。玉米的RuDP羧化酶对O_2也敏感,所以在维管束鞘内提高CO_2的浓度就能促进光合而减弱光呼吸。由于在800ppmCO_2和21％O_2的标准大气条件下,光呼吸及其相伴随的氧对光合的抑制作用,会明显地抑制大豆的净光合,同时由于迄未证明光呼吸有何重要的生理功能,因而正在试图设法减少或消除大豆和其他三碳植物的光呼吸。     

玉米C4光合叶不同部位解剖结构和光抑制特性的比较

以玉米第5位全展叶(C4光合叶)为材料,分别测定基部、中部和顶部的光合速率后,将叶片置于强光(2000μmol·m-2·s-1)下处理3h和暗中恢复3h,再测定这3个部位在处理期间的叶绿素荧光参数变化;然后分别从叶片的基部、中部和顶部取样观察显微结构和超微结构,测定叶绿素含量。结果表明,3个部位光合速率和叶绿素含量的大小依次为:中部>顶部>基部。基部的维管束鞘细胞叶绿体数量少,体积小,排列无规律,类囊体膜有部分垛叠;中部和顶部维管束鞘细胞叶绿体数量多,体积大,大部分围绕维管束呈离心排列,类囊体膜垛叠消失。在强光下,基部、中部和顶部均发生光抑制,但光抑制程度不同,根据严重度依次为:基部>顶部>中部,3个部位在暗中的光抑制恢复能力依次为:中部>顶部>基部。与叶基部相比,叶中部在强光下能维持较高的电子传递效率(φEo)和较低的热耗散比率(φDo)。这表明,C4光合循环是保持较高电子传递效率、减轻光抑制的重要因子。     

玉米C4光合叶不同部位解剖结构和光抑制特性的比较

以玉米第54i全展叶（C4光合叶）为材料,分别测定基部、中部和顶部的光合速率后,将叶片置于强光（2000μmol·m^2·s^-1）下处理3h和暗中恢复3h,再测定这3个部位在处理期间的叶绿素荧光参数变化;然后分别从叶片的基部、中部和顶部取样观察显微结构和超微结构,测定叶绿素含量。结果表明,3个部位光合速率和叶绿素含量的大小依次为：中部〉顶部〉基部。基部的维管束鞘细胞叶绿体数量少,体积小,排列无规律,类囊体膜有部分垛叠;中部和顶部维管束鞘细胞叶绿体数量多,体积大,大部分围绕维管束呈离心排列,类囊体膜垛叠消失。在强光下,基部、中部和顶部均发生光抑制,但光抑制程度不同,根据严重度依次为：基部〉顶部〉中部,3个部位在暗中的光抑制恢复能力依次为：中部〉顶部〉基部。与叶基部相比,叶中部在强光下能维持较高的电子传递效率（φEo）和较低的热耗散比率（φDo）。这表明,C4光合循环是保持较高电子传递效率、减轻光抑制的重要因子。     

四种生态型芦苇叶中离子分布对生境的生理适应

采用X射线微区分析技术 ,测定了 4种生态型芦苇 (Phragmitesaustralis (CaV .)Trin .exSteud .)叶的表皮泡状细胞、叶肉细胞和叶脉维管束鞘细胞离子的含量。结果表明 :沼泽芦苇的鞘细胞内 ,K 、Na 、Ca2 、Mg2 和Cl-分布均较叶肉细胞和泡状细胞高。沙丘芦苇的泡状细胞中Ca2 分布较叶肉细胞和鞘细胞高 ,而Mg2 在其叶肉细胞 ,以及K 、Na 和Cl- 在其鞘细胞内分布均较高。在轻度盐化草甸芦苇的叶肉细胞内分布较多的Na 和Mg2 ,而在鞘细胞内K 、Ca2 和Cl- 的分布均较叶肉细胞和泡状细胞为高。重度盐化草甸芦苇的泡状细胞内Na 和Mg2 的分布较多 ;同样 ,在叶肉细胞中K 、Ca2 和Cl- 的分布也较多。最后 ,讨论了上述各种离子在不同生态型芦苇叶内分布的状况 ,以及与其环境适应的生理意义。     

甘蔗叶不同部位ATP酶活性细胞化学定位

甘蔗叶片,叶鞘和肥厚带韧皮部 ATP 酶活性定位于筛管、伴胞的质膜、内质网和某些伴胞细胞基质、小囊泡和发育成熟的液泡上;叶片韧皮部薄壁细胞、厚壁细胞和厚壁通道细胞质膜及小囊泡中亦显示有 ATP 水解产物;维管束鞘细咆与厚壁细胞或厚壁通道细胞所构成的细胞间隙上也存在有 ATP 酶活性反应产物沉淀。甘蔗叶片大、中、小三种维管束,从小维管束到大维管束,面向细胞间隙的细胞表面上的 ATP 酶活性逐渐增强,而维管束鞘细胞质膜上的 ATP 酶活性则趋于减弱;同一维管束内则以韧皮部细胞的 ATP 酶活性最强。维管束鞘细胞与叶肉细胞之间存在很多的胞间连丝,并表现出高的 ATP 酶活性。讨论了 ATP 酶活性的分布状态与叶肉细胞的光合产物向韧皮部运输的关系。     

荻的光合特性（简报）

荻的最高光合速率达50 mg CO_2dm~(-2)·h~(-1)叶绿素a/b值在 3～4之间,叶片维管束鞘细胞内有叶绿体的分布,多而且大。在生育进程中,荻的光合速率以5～6月间为最高,7月中下旬至8月上旬明显减弱,9月初又有回升。荻的生长速率也表现出类似于光合速率的季节变化。光合速率的日变化为一典型的双峰曲线,即午后的光合作用有一低谷。     

四种生态型芦苇叶中离子分布对生境的生理适应

采用X射线微区分析技术,测定了4种生态型芦苇(Phragmites australis (CaV.) Trin. exSteud.)叶的表皮泡状细胞、叶肉细胞和叶脉维管束鞘细胞离子的含量.结果表明:沼泽芦苇的鞘细胞内,K+、Na+、Ca2+、Mg2+和Cl-分布均较叶肉细胞和泡状细胞高.沙丘芦苇的泡状细胞中Ca2+分布较叶肉细胞和鞘细胞高,而Mg2+在其叶肉细胞,以及K+、Na+和Cl-在其鞘细胞内分布均较高.在轻度盐化草甸芦苇的叶肉细胞内分布较多的Na+和Mg2+,而在鞘细胞内K+、Ca2+ 和Cl-的分布均较叶肉细胞和泡状细胞为高.重度盐化草甸芦苇的泡状细胞内Na+和Mg2+的分布较多;同样,在叶肉细胞中K+、Ca2+和Cl-的分布也较多.最后,讨论了上述各种离子在不同生态型芦苇叶内分布的状况, 以及与其环境适应的生理意义.     

正丁醇和高光强下转玉米pepc基因水稻叶片超微结构的变化

以高光效高产的转玉米pepc基因水稻(PC)和野生型水稻(WT)为研究材料,在水稻苗期进行高光强处理(120 min,1 000 μmol·m-2·s-1)、高光强正丁醇复合处理(120 min,1 000 μmol·m-2·s-1+0.04%正丁醇)和正常光强处理(200 μmol·m-2·s-1,CK),运用透射电镜观察各处理材料叶肉细胞、维管束鞘、叶绿体、叶绿体片层以及线粒体等结构变化特点,并考察它们叶片的净光合速率(Pn)、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性以及收获后的产量构成因子等.结果发现:PC植株具有较高Pn和PEPC活性,与其较高的有效穗数、穗长、千粒重和籽粒产量相对应;与野生型(WT)相比,高光强处理的PC植株叶肉细胞完整,维管束鞘细胞排列整齐,类囊体片层厚,排列有序,堆叠整齐,并且线粒体有序地在叶绿体周围聚集;但经正丁醇和高光强复合处理的PC叶绿体类囊体片层则降解,淀粉粒累积,表现出类似于高光强下WT植株被损坏的超微结构特征.研究表明,转玉米pepc基因水稻叶片的叶肉细胞、叶绿体和线粒体等具有高光效的超微结构特征;PEPC可能通过磷脂酶D(PLD)途径产生的磷脂酸(PA)参与PC在高光强下对类囊体片层稳定性的调节.     

苋菜的光合特性

宽菜Amaranthus cruentus cv.生长在调控的温室条件。在光强0至800μmol.m~(-2)S~(-1),光合速率(PN,μmol.CO_2m~(-2)、s~(-1))随光强(PFD,μmol、m~(-2)、s~(-1))增高而增大,其关系为PN=56.82 PFD×10~(-3)—2.13。光补偿点为60μmol.m~(-2)、s~(-1)。叶片在1400 μmol.m~(-2)、s~(-1)达到光合光饱和点。在叶温35℃,叶片/空气水蒸汽压陡度20 m Pa、Pa~(-1)和外界CO_2浓度340μ1、1~(-1),光饱和光合速率为51.63±4.90μ mol.CO_2、m~(-2)、S~(-1)。在光强0至600μmol.m~(-2)、s~(-1),气孔传道率随光强增高而增大。光强高于600μmol.m~(-2)、s~(-1),气孔传道率变化较小。细胞间CO_2浓度为120μ1.1~(-1)由于细胞间CO_2浓度在光合速率——CO_2关系曲线的转折点,可能表明光合作用不受气孔限制。结果表明,苋菜适于高光强环境生长,在干旱条件下具有高的光合速率。     

HIGH AND LOW DENSITY WATER AND RESTING,ACTIVE AND TRANSFORMED CELLS

Resting and active states of cells are described in terms of the expectation, derived from experiments with aqueous polymers, that they contain two modified forms of water: high density, reactive, fluid water and low density, inert, viscous water. Low density water predominates in a resting cell and is converted to high density water in an active cell. It is proposed that switching from one state to another is an integral part of cellular function. When this ability is lost cells are transformed either to a state of rigor or to a hyperactive state in which they no longer depend upon external signals.     

SPHINGOLIPIDS AND PHOSPHOLIPIDS IN MICROSOMES AND MYELIN FROM NORMAL AND PATHOLOGICAL BRAINS

—Myelin and microsomes were separated from human cerebral white matter and cortex respectively using the technique of 15% caesium chloride and their sphingolipid and phospholipid contents estimated. Normal brains as well as cerebral material from cases of metachromatic leucodystrophy, Krabbe's disease and Tay-Sachs’disease were studied. Gangliosides were not present in normal myelin but were found in microsomes and in myelin from the pathological material. The ratio of cerebroside to sulphatide in myelin was 4 to 1 in normal, 1 to 20 in metachromatic and 7 to 1 in Krabbe's disease. The results in the human material are briefly discussed.