高等植物光系统Ⅱ中强光照射产生

利用自旋捕捉电子顺磁共振(ESR)的方法对从菠菜叶绿体中分离提纯的光系统Ⅱ(PSⅡ)颗粒产生Q2的机理进行了直接检测.通过对样品充氧、加入超氧化物歧化酶(SOD)抑制剂四氰乙烯(TCNE)以及原位光照检测ESR信号等手段,在PSⅡ中检测到O2与DMPO加合物的特征ESR信号.而在没有SOD抑制剂的情况下,光照时PSⅡ中O2与DMPO加合物浓度显著下降.进一步实验发现PSⅡ中O2产率与氧分子浓度直接正相关.O2产率还具有pH值依赖性,在pH值为6.0～6.5范围内,O2产率最高,大于此范围时则呈显著下降趋势.而PSⅡ颗粒的Tris处理也将导致O2产率的急剧减少.以上结果证实水裂解放氧十分活跃的PSⅡ也是高等植物叶绿体在光照下产生活性O2的主要部位,通常大部分的O2能被内源SOD清除,且O2的生成与PSⅡ的电子传递活性密切相关.     

高等植物光系统Ⅱ中强光照射产生地超氧阴离子自由基的ESR探索

利用自旋捕捉电子顺磁共振(ESR)的方法对从菠菜叶绿体中分离提纯的光系统Ⅱ(PSⅡ)颗粒产生Q2的机理进行了直接检测.通过对样品充氧、加入超氧化物歧化酶(SOD)抑制剂四氰乙烯(TCNE)以及原位光照检测ESR信号等手段,在PSⅡ中检测到O2与DMPO加合物的特征ESR信号.而在没有SOD抑制剂的情况下,光照时PSⅡ中O2与DMPO加合物浓度显著下降.进一步实验发现PSⅡ中O2产率与氧分子浓度直接正相关.O2产率还具有pH值依赖性,在pH值为6.0～6.5范围内,O2产率最高,大于此范围时则呈显著下降趋势.而PSⅡ颗粒的Tris处理也将导致O2产率的急剧减少.以上结果证实水裂解放氧十分活跃的PSⅡ也是高等植物叶绿体在光照下产生活性O2的主要部位,通常大部分的O2能被内源SOD清除,且O2的生成与PSⅡ的电子传递活性密切相关.     

茉莉酸对莱茵衣藻代谢降解杀菌剂三氯生的影响机制

三氯生是一种广谱抗菌剂,广泛应用于日用化学品之中。长期以来,三氯生随生活污水排放至水环境中,对动植物产生毒性作用,进一步通过食物链对人类健康产生威胁。开发高效绿色的三氯生降解方法具有重要的现实意义。微藻作为重要的水环境分解者,参与水体中外源化学物的代谢降解。茉莉酸是一种常见的植物激素,能诱导高等植物对环境胁迫的抗逆性,但其对微藻类低等植物防御体系的影响还未见报道。因此,本文中,笔者考察了不同浓度茉莉酸处理对莱茵衣藻应答三氯生胁迫作用及对三氯生代谢的影响。结果发现,0. 05、0. 15和0. 45μmol/L茉莉酸处理不同程度缓解了三氯生对莱茵衣藻的氧化胁迫,但高浓度茉莉酸(0. 45μmol/L)会抑制莱茵衣藻的生长。与三氯生单独处理的莱茵衣藻样本相比,0. 15μmol/L茉莉酸处理显著提高了谷胱甘肽S-转移酶和多酚氧化酶活力,降低了体内过氧化物酶活力。此外,茉莉酸处理莱茵衣藻体内三氯生积累量显著小于未处理组,而培养液中三氯生残留量无显著差异,说明茉莉酸促进了衣藻对三氯生的代谢降解。进一步通过高分辨质谱鉴定了6种三氯生在莱茵衣藻体内的代谢产物,其中有4种只在茉莉酸处理组中检出,说明在茉莉酸处理下莱茵衣藻代谢三氯生的方式更加多样化,降解效率更高。     

内源性超氧阴离子自由基介导的莱茵衣藻光系统Ⅱ蛋白组分损伤

选取野生型莱茵衣藻CC-125和过氧化氢酶缺失突变体CC-2913为研究对象,采用spintrapping-ESR方法通过光照莱茵衣藻类囊体膜捕获到了O2·-,并且在同样条件下也检测到了来源于O2·-歧化产生的H2O2。另据类囊体膜电泳实验结果:莱茵衣藻在生长过程中添加内源SOD抑制剂TCNE后,CC-2913类囊体膜光系统蛋白组分的损伤要比野生型CC-125更为严重。通过对上述O2·-与H2O2信号的对比分析可知,虽然O2·-不是造成类囊体膜光系统Ⅱ蛋白组分损伤的直接因素,但它可借助歧化产物H2O2造成光系统蛋白组分的损伤。     

高浓度CO2对莱茵衣藻光系统Ⅱ能量流和能量利用效率的影响

研究了短期内高浓度CO2培养下莱茵衣藻光系统Ⅱ行为的变化,结果表明高浓度CO2培养导致叶绿素a、b和类胡萝卜素含量明显增加,同时随培养时间的延长叶绿素a荧光动力学(快相)曲线中O、J、I、P期的荧光强度明显增加。与空气培养的细胞相比,高浓度CO2在J期的相对可变荧光均维持在较高水平;单位反应中心复合体吸收的能量在高浓度CO2培养6小时后有明显的增加,但单位反应中心捕获和用于电子传递的能量并没有明显地增加。高浓度CO2培养使光系统Ⅱ最大光化学效率、传递的电子能引起的光化学反应效率和电子传递的量子效率均明显低于通空气培养的细胞。以上结果表明不同CO2浓度培养导致莱茵衣藻叶绿素a荧光动力学快相的变化与其光系统Ⅱ功能的变化密切相关,也可能与HCO-3转运过程中能量需求的变化有关。     

高等植物PSⅡ的光抑制与光破坏研究进展

摘要：强光对高等植物的光合作用具有抑制和破坏作用,光抑制的原初部位及主要部位在PSⅡ。综述了高等植物PSⅡ的光破坏的分子机理及其保护机制研究进展,提出了今后进一步研究的方向。     

植物生理学实验教学中H_2O_2可视化检测方法的改进

活性氧（reactive oxygen species,ROS）,如超氧阴离子自由基（O2-·）、羟自由基（·OH）和过氧化氢（H2O2）均是植物尤其是高等植物在有氧代谢过程中产生的,     

Cr6+胁迫对莱茵衣藻光合作用的影响

以莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)为研究材料,采用氧电极和快速叶绿素a荧光诱导动力学方法研究了不同浓度和时间Cr6+处理对其光合作用的影响.结果表明:当Cr6+浓度大于40 μmol/L时,莱茵衣藻细胞数逐渐下降,而藻细胞变大;表观光合速率成为负值,呼吸作用随Cr6+处理浓度的增加先上升后下降至对照水平;莱茵衣藻有活性放氧复合体比例随Cr6+处理浓度的增加逐渐降低,80 μmol/L Cr6+处理3 d时已下降至13.72%;光合驱动力(DFABS)随Cr6+浓度增加逐步下降,并以DFφPo在DFABS的下降中的贡献最大.研究发现,重金属Cr6+胁迫显著影响莱茵衣藻的光合作用,而对呼吸作用则影响较小;Cr6+主要通过损伤供体侧的放氧复合体以及阻断QA至QB的电子传递而抑制光系统Ⅱ的功能;莱茵衣藻光系统Ⅱ对Cr6+处理比较敏感且存在着多个作用位点,并首先影响反应中心光能捕获效率,其次影响反应中心的活性,最后影响QA-之后的电子传递.     

尖叶拟船叶藓的77K荧光光谱及对强光照的短期适应

报道了东亚特有濒危植物尖叶拟船叶藓(Dolichomitriopsis diversiformis)在不同光质的光照诱导下的低温77K荧光光谱及状态转移的初步研究结果,实验中,尖叶拟船叶藓在77K下出现了3条发射带,分别是F680、F685、F720nm,并没有出现存在于大部分高等植物中的F695nm和F740nm两个峰．经过PSⅡ光诱导后、在77K下出现了F680nm,这个峰在77K下出现是首次报道,而以前的研究认为只在4K下才出现这一条光谱带,这一结果表明尖叶拟船叶藓叶绿体的两个光系统结构与其他高等植物存在着差异。在自然光下,PSⅡ与PSⅠ的总能量比是2.04,经过15min的PSⅡ光(670nm)诱导后,PSⅡ与PSⅠ的总能量比变成了1．28(状态2),当用15min的PSⅠ光(716nm)照射后,PSⅡ与PSⅠ的总能量比从2．04变成了3．4l(状态1)。在自然光下,由尖叶拟船叶藓的光系统的外部LHCⅡ所吸收的激发能是整个光系统激发能的21．19％．这说明尖叶拟船叶藓对光的短期调节能力是21．19％．尖叶拟船叶藓的光系统的外部LHCⅡ有51．7％位于PSⅡ中,48．3％在PSⅠ中.     

光合作用原初反应研究的新进展——去镁叶绿素参与光系统Ⅱ反应中心电子传递的发现和证据

由于光合作用原初反应研究的进展,到七十年代中期,人们对光合细菌以及高等植物的光系统Ⅰ(简写:PSⅠ),在其反应中心组成、各成员的性质以及成员之间的相互关系等方面,都有了比较清楚的了解。然而,对高等植物光系统Ⅱ(简写PSⅡ)反应中心的认识尚很缺乏。近年来,苏联的Красновский