质醌参与脓青素催化的PSI循环电子传递

作用于质体醌的抑制剂ＤＢＭＩＢ抑制低浓度脓青素介导的光系统Ｉ循环电子传递,但对二氮蒽甲硫酸酯（ＰＭＳ）介导的循环电子传递无作用。当存在脓青素时,照光后类囊体表现出类似叶片中的关光后荧光短期上升。以上结果表明低浓度脓青素介导的循环电子传递包括质体醌的参与。     

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。     

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     

还原型二(三)磷酸吡啶核苷酸[NAD(P)H]脱氢酶复合体及叶绿体呼吸研究进展

除了经过光系统II和光系统I的非循环电子传递以外,围绕光系统I的循环电子传递对维持高效率的光合作用也是不可缺少的,其中叶绿体还原型二(三)磷酸吡啶核苷酸[NAD(P)H]脱氢酶复合体(NDH复合体)介导的循环电子传递是目前研究的热点。随着质体末端氧化酶(PTOX)的发现,NDH参与的循环电子传递与叶绿体呼吸在补充光合作用所需能量以及抵御光氧化胁迫过程中的作用正日渐引起研究者的重视。文章根据近年的研究进展就叶绿体NDH复合体及其介导的循环电子传递与叶绿体呼吸的生理功能做了综述。     

脓青素促进叶绿体中细胞色素b－559的光还原

当脓青素存在时，可以观察到菠菜叶绿体中光诱导的５５９ｎｍ吸收增加。此反应可以被光（波长６５０ｎｍ）诱导，但远红光（波长７２０ｎｍ）则无作用．光暗差示光谱表明被还原的物质为细胞色素ｂ－５５９。脓青素的作用在１μｍｏｌ／Ｌ接近饱和．并且其作用与跨膜质子梯度无关．脓青素所促进的细胞色素ｂ－５５９光还原被抑制剂ＤＣＭＵ和ＤＢＭＩＢ所抑制，但在氰化钾处理过的叶绿体中，脓青素依然促进细胞色素ｂ－５５９的光还原．在ＣＣＣＰ处理的叶绿体中，可以看到低光强红光诱导的细胞色素ｂ－５５９氧化。脓青素可以逆转ＣＣＣＰ的作用；促进细胞色素ｂ－５５９在高光强或低光强下都为红光还原。我们推测脓青素通过质子化作用，影响了细胞色素ｂ－５５９的光氧化还原反应．     

烟草叶绿体NAD(P)H脱氢酶在抵御高温胁迫中的作用

经42℃高温处理48 h以上, 烟草(Nicotiana tabacum L.)ndhC-ndhK-ndhJ基因缺失突变体(ΔndhCKJ)植株较其野生型(WT)先出现茎部褐变、叶片萎蔫等氧化伤害症状. 作用光关闭后的叶绿素荧光动力学表明, WT植株中NAD(P)H脱氢酶(NDH)介导的PSI循环电子传递和叶绿体呼吸在高温胁迫时被促进了. 用甲基紫精(MV)处理叶圆片的结果显示, ΔndhCKJ光合机构更易受到光氧化伤害, 甚至首先发生叶绿素漂白. P700氧化还原分析表明, NDH介导的循环电子传递途径可能通过与MV竞争电子而减少活性氧(ROS)的积累. 将叶圆片于42℃处理6 h后, ΔndhCKJ光化学反应活性的下降比WT更显著, 与此一致, 可溶性Rubisco活化酶含量显著低于WT, 且电子传递链还原程度和非光化学能量耗散水平均显著高于WT. 叶绿素毫秒延迟发光慢相的测定结果显示NDH介导的循环电子传递有助于跨膜质子梯度(ΔpH)的形成, 但其耗用在DndhCKJ中受到严重抑制. 根据以上结果推测, NDH介导的循环电子传递在高温胁迫下运转加快, 并将过剩的电子分流至叶绿体呼吸途径, 此外, NDH途径提供的DpH可能在一定程度上有利于维持CO₂同化的进行, 从而能够减轻光氧化胁迫的伤害.     

低浓度NaHSO3促进田间水稻的光合磷酸化和光合作用

用1～2 mmol/L NaHSO3喷施于水稻(Oryza sativa L.)叶面可以提高叶片的光合速率,并能持续3 d以上.在此条件下,光下叶片中的ATP含量明显增高,叶片的叶绿素毫秒延迟荧光加强,反映与光合磷酸化活力有关的跨类囊体膜质子梯度增加.乳熟期喷施2次1 mmol/L NaHSO3后,水稻产量提高约10%.研究表明NaHSO3的主要作用和PMS(phenazine methosulfate)促进光合速率的原因可能类似,都是增加了ATP的供应.与此同时,观察到低浓度NaHSO3可促进水稻中反映循环电子传递的叶绿素荧光在作用光关闭后的短时上升.以上现象表明低浓度NaHSO3的促进作用很可能是通过促进围绕PSⅠ的循环电子传递及其耦联的光合磷酸化而促进水稻光合作用的.     

基于细胞色素c的胞外电子传递过程

电活性微生物具有独特的胞外电子传递功能,在地球化学循环和环境污染修复中起着重要作用。细胞色素c在电活性微生物胞外电子传递过程中扮演了重要角色,不仅参与直接电子传递途径,还参与电子媒介介导的间接电子传递。其电子传递功能不仅对地球环境中铁、锰、碳等元素的循环具有重要作用,还应用于能源生产、废水处理、生物修复等众多领域,具有良好的应用潜力。本文以电活性微生物的2个模式菌属(希瓦氏菌属和地杆菌属)为例,综述了电活性微生物将电子由胞内转移至胞外的方式和途径,详细阐述了细胞色素c在该胞外电子传递过程中的重要作用,总结了细胞色素c介导的胞外电子传递过程所涉及的分析方法,并对微生物胞外电子传递未来的研究方向提出了展望。     

光合作用光抑制的研究进展

概述了植物光合作用光抑制的研究进展,包括造成光抑制和光氧化的活性氧的产生和作用机理,光抑制的作用部位,以及光保护机制等,着重从三个方面讨论了植物抗光抑制的保护机理：与光系统Ⅱ天线以及叶黄素循环相关的热耗散途径,包括光呼吸、H2O-H2O循环和环式电子传递在内的电子传递途径,以及活性氧清除机制等。     

光合作用光抑制的研究进展

概述了植物光合作用光抑制的研究进展,包括造成光抑制和光氧化的活性氧的产生和作用机理,光抑制的作用部位,以及光保护机制等,着重从三个方面讨论了植物抗光抑制的保护机理：与光系统Ⅱ天线以及叶黄素循环相关的热耗散途径,包括光呼吸、H2O-H2O循环和环式电子传递在内的电子传递途径,以及活性氧清除机制等。     

两种基因型小麦光合作用对NaHSO3响应的差别

两种不同基因型小麦京411(J411,北京地区高产小麦品种)和小偃54(X54,一种远源杂交品种)的光合作用对低浓度NaHS03处理的响应不同。NaHS031mmol／L处理能够提高京411在CO2浓度为350和900μL／L的空气中的净光合速率;而对小偃54,在这两种情况下的净光合速率均无明显影响。以往的研究表明NaHS03促进光合作用的原因类似于PMS(Phenazine methosulfate),都是增加了ATP的合成。此文再次证明并发现经过NaHS031mmol／L处理后,京411叶片作用光关闭后叶绿素荧光瞬时上升的幅度提高,远红光后P700^ (reaction center cholorophyll of PSI)再还原的半时间缩短,表明NaHS03可以促进小麦京411中围绕PSI循环电子传递及其耦联的磷酸化。然而,NaHS03对小偃54的作用光关闭后叶绿素荧光瞬时上升的幅度及远红光后P700^ 再还原的半时间均无明显影响。与小麦京411相比较,小偃54的作用光停止后叶绿素荧光瞬时上升的幅度增大,而且其在远红光后P700^ 再还原的半时间更短,表明小偃54的循环电子传递的能力远高于京411的。两种不同基因型小麦对NaHS03的响应不同很可能是由于二者在循环电子传递能力上有很大的差别。     

生物地球化学锰循环中的微生物胞外电子传递机制

微生物是生物地球化学元素循环的重要驱动者,在锰等变价金属元素的氧化还原过程中起着至关重要的作用。近年来,Mn(Ⅲ)的发现以及在一些环境中的广泛存在,丰富了人们对Mn(Ⅲ)以及自然界锰循环过程的认识。研究发现,锰的生物地球化学循环,尤其是锰还原过程,与微生物胞外电子传递紧密相关,且目前已知的5种胞外电子传递机制均与锰还原有关联。因此,本文综述了锰的生物地球化学循环及其意义,并从微生物胞外电子传递的机制、微生物介导锰氧化、微生物介导锰还原等3个方面来介绍参与锰循环的微生物多样性;以及微生物地球化学锰循环的环境意义。对微生物参与锰循环过程的研究不仅可以进一步丰富相关理论,同时也能推动生物除锰、污染物原位修复及生物冶金等应用领域的发展。     

类囊体膜的垛叠、松散与它的功能关系

菠菜完整叶绿体置于4mM MgCl_2或20 mM KCl低浓度介质中低渗10秒钟后,得到由Mg~(++)或K~+离子诱导的类囊体垛叠膜和松散膜。它们在功能上表现出明显的差异。垛叠膜有较高的毫秒级延迟光发射(ms-DLE),松散膜显著降低DLE的快相,垛叠膜比松散膜的9-AA荧光猝灭快,并保持稳定;而松散膜有H~+渗漏。在非循环或Fd催化的循环光合磷酸化中,垛叠膜比松散膜活力高。但是,若在同样的低渗介质中低渗1分钟以上,Mg~(++)离子诱导的垛叠膜,在显微结构上不同于低渗过10秒钟的垛叠膜,它垛叠较松,而且在磷酸化活力上也与松散膜差别不大。揭示了H~+传递速度受二个光系统、电子载体间的距离及偶联程度的限制。新鲜制备的垛叠或松散膜,在NADP~+还原系统中,具有相同的电子传递放O_2速度,说明电子传递速度在一定范围内不受膜间的距离和偶联程度的影响。但是松散膜不稳定,随着膜的老化而解联,牛血清白蛋白(BSA)能稳定松散膜的电子传递。     

微生物在地球化学铁循环过程中的作用

铁元素虽然只在地壳含量中位列第4,但却是地球上分布最广的变价金属元素之一,微生物介导的铁循环及其与生源要素碳、氮、氧和硫等耦合的氧化还原反应是微生物地球化学循环的重要驱动力.由于铁循环过程中氧化态三价铁Fe(Ⅲ)在环境p H条件下大多以不溶状态存在,因而由其参与的地球化学循环进程通常较为缓慢.研究表明,微生物在铁元素的地球化学循环过程中起着举足轻重的作用,并在该过程中参与矿物的生成与转化.近年来的最新研究发现,参与地球化学铁循环的微生物之间,微生物与矿物之间,以及矿物介导的微生物之间存在着多样的相互作用,而含铁矿物介导的微生物胞外电子传递机制是其中最受瞩目的研究热点.本文综述了微生物介导的地球化学铁循环过程的类型及其过程中的主导微生物,并针对铁还原过程中已知的微生物胞外电子传递机制做了介绍.文中涉及的微生物地球化学铁循环过程中的各种相互作用,已经成为相关研究领域的热点问题,最新研究结果将为进一步阐明微生物地球化学铁循环过程、机制及其环境效应提供重要的理论依据和研究基础.     

低浓度尼日利亚菌素或氯化铵促进ATP形成机理的再探

在低盐介质中,含有垛叠类囊体（基粒）与不垛叠类囊体（间质片层）结构的叶绿体进行的光系统Ｉ电子传递与磷酸化反应（ＰＳＰ）都为低浓度的尼日利亚菌素所促进,低浓度的氯化铵对基粒结构叶绿体的系统Ｉ与包括两个系统的电子传递以及与之相偶联的磷酸化反应有促进效应,而对时间质片偶联的磷酸反应有促进效应,尼日利亚菌素或氯化铵对ＰＳＰ的促进效应在高盐介质中消失,且它们对高能态（Ｚ）形成的抑制效应在低盐介质中较高盐介质     

叶黄素循环及其在光保护中的分子机理研究

植物的生命活动离不开充足的光照 ,但是当光照过强时 ,叶片吸收的光能超过了光合电子传递所需 ,过剩的光能便会对光合器官产生潜在的危害 ,引起光合作用的光抑制或光破坏。依赖于叶黄素循环的热耗散被认为是光保护的主要途径。本文着重介绍近年来有关植物叶黄素循环在酶学方面的分子调控、它的主要功能以及依赖于叶黄素循环的热耗散在光保护中的分子机理等 ,并对需进一步研究的问题作了探讨     

叶黄素循环及其在光保护中的分子机理研究

植物的生命活动离不开充足的光照,但是当光照过强时,叶片吸收的光能超过了光合电子传递所需,过剩的光能便会对光合器官产生潜在的危害,引起光合作用的光抑制或光破坏.依赖于叶黄素循环的热耗散被认为是光保护的主要途径.本文着重介绍近年来有关植物叶黄素循环在酶学方面的分子调控、它的主要功能以及依赖于叶黄素循环的热耗散在光保护中的分子机理等,并对需进一步研究的问题作了探讨.     

SO_2处理对油桐叶片光合能量传递效率的影响

0．8571mg／m^3SO2处理油桐后对其光合能量传递效率进行了测定。结果表明：长期低浓度SO2熏气处理引起叶绿素含量和类胡萝卜素含量的下降,类胡萝卜素与总叶绿素比值升高,这导致了色素分子所吸收的总的光合能量的下降。引起光系统Ⅱ和光系统I最大光能转换效率和潜在活性的下降,导致了光系统所传递和转换的光合电子总量的下降。引起了光合速率下降和呼吸速率的升高,并导致了单位面积叶片鲜重和干重的下降。我们得出结论：长期低浓度SO2熏气处理以后油桐生长减缓是由于色素含量减少所导致的捕光能力下降,光系统的光能转换效率和电子传递效率下降、光合电子流向发生变化、固定能量的减少和能量消耗的增加所导致的。     

浑球红细菌光合基因研究进展

对于分子水平光合作用的研究,浑球红细菌是一个极好的模式系统。本文简单介绍该菌光合装置的组分和功能,循环光合电子传递机制,反应中心和捕光天线的结构基因,以及光合基因簇。     

生长温度对烟草叶片环式电子传递活性的影响（英文）

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(ETR I)和ETR I/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。