紫细菌光合色素指纹图谱的建立与色素分析

【目的】探索快速高效的色素样品制备方法;为建立紫细菌全色素TLC和HPLC标准指纹图谱和数据库提供研究方法和思路;为色素代谢与调控等研究提供快速的色素分析方法。【方法】选择沼泽红假单胞菌(Rhodopesudomonas palustris CQV97)为材料,采用改良丙酮甲醇提取法、TLC重复展层法、图像灰度分析法、吸收光谱法、HPLC和MS法进行色素分析。【结果】甲醇或丙酮可选择性地提取样品的细菌叶绿素和类胡萝卜素,通过对丙酮甲醇法的改良,使色素提取总量提高了13.5%。建立了CQV97菌株全色素的TLC和HPLC指纹图谱,二者均含有11种色素组分。图像灰度分析法估算了TLC指纹图谱各色素组分的表观相对含量。以TLC图谱的各色素组分为外标物,明确了HPLC图谱中各色素组分的保留时间(Rt)与TLC图谱中各色素组分的迁移率(Rf)之间的对应关系。结合色素代谢途径、光谱分析和MS,定性分析了指纹图谱中11种色素组分。TLC或HPLC分析结果表明,理论样品与对照样品色素组分和含量一致,而实际样品与对照样品色素组分一致,但含量不同,重复测定3次,样品中色素相对含量的RSD均小于5%。【结论】改良的丙酮甲醇法可以快速高效地提取光合细菌的色素。采用TLC重复展层法和HPLC法建立的全色素指纹图谱色素组成一致,重复稳定性好,各具特色。TLC和HPLC两种指纹图谱分析方法均能进行光合色素的快速分析,适合于紫细菌色素合成途径中主要积累色素的组分和含量变化规律研究。     

不产氧光合细菌光合色素的光氧调控机制

[目的]为不产氧光合细菌光合色素研究提供可行的较系统规范的研究方法和数据,揭示固氮红细菌(Rhodobacter azotoformans 134K20)光合色素光氧适应性机制.[方法]采用光谱法和色谱法对光和氧调控下的类胡萝卜素和细菌叶绿素合成代谢进行了研究.[结果]134K20菌株光照好氧时细胞得率最高.光照厌氧时主要合成3黄、1红、1紫、2绿、2蓝9种色素,黄色素大量表达.有氧时红色素大量表达,且启动2种新的红色素和1种新的紫色素表达,而黄色和蓝绿色素则受氧抑制.黑暗好氧主要合成2黄、3红、2紫、1绿、1蓝9种色素,但不同于光照厌氧.光照好氧时黄色素减少到1种,紫色素含量增加,其余同黑暗好氧.[结论]固氮红细菌(Rhodobacter azotoformans 134K20)是通过PpsR调节途径来调节光合基因表达的.黄色和红色素属于类胡萝卜素.黄色素1属于球形烯系列,其余两种黄色素是新的类胡萝卜素组分.红色素为新的球形烯酮组分,3种红色素极性、峰形和峰位差别显著,正己烷能显示其精细结构.紫色为极性较大的细菌脱镁叶绿素,绿色和蓝色为4种极性不同的细菌叶绿素a中间产物.乙醚甲醇法适合类胡萝卜素的提取,丙酮甲醇冰冻研磨法能快速有效完全提取光合色素.溶剂效应可有效鉴别细菌叶绿素a中间产物.     

藻类叶绿素和类胡萝卜素的快速薄板层析法

植物光合色素的薄板层析通常采用硅胶、硅藻土、糖类和纤维素等作为制板吸附剂。应用中发现,用上述吸附剂制板分离色素,时有不足之处,且制板亦较繁琐。聚丙烯酰胺是一种中性可活化的吸附     

浅谈叶绿体色素的提取,分离实验的基本原理

在进行“叶绿体中色素的提取和分离”实验时,不少老师和同学常提出以下一些问题:提取叶绿体中的色素为什么必须用丙酮?用纸层析法分离各种色素时,各种色素在滤纸上为什么会有不同的分布?为什么用不同质量的滤纸或在不同温度条件下实验,所得的结果不一样?等等。要解释这些问题,就需要了解叶绿体中色素的基本结构及其化学性质和纸层析法的基本原理,以及影响纸层析的各种因素等。     

三种天然果蔬色素稳定性研究

以新鲜菠菜、橘皮、番茄为原料,采用溶剂萃取法提取叶绿素、橘黄素、番茄红素,以吸光度为判断指标,研究了温度、光照、pH及金属离子对3种天然色素稳定性的影响。结果表明：橘皮色素稳定性较好,较耐热和耐光,pH稳定性较好;叶绿素耐热性和耐光性较差,酸性条件下较稳定;番茄红素稳定性最差,有一定的耐热性,不耐光,光照和紫外光下都易分解,不耐酸碱,酸性条件更不稳定。3种色素抗Mg2+、Na+、Ca2+等3种金属离子干扰能力较强,Cu2+、Fe3+对3种色素稳定性影响较大。     

光质和除草剂norflurazon对欧洲赤松子叶质体色素形成的影响

本文研究了不同光质和类胡萝卜素专一抑制剂 norflurazon 对欧洲赤松(Pinussylvestris)子叶叶绿体色素形成的影响,所得结果如下:1.在远红光下,类胡萝卜素相对合成速率大于叶绿素的合成速率,而在红光下恰恰相反。2.在白光下,当类胡萝卜素合成受抑制时,叶绿素的合成速率也有所降低。但是叶绿素相对积累量比类胡萝卜素大得多,叶绿素与类胡萝卜素的分子比增大到10:1,说明这两种色素的合成与积累有相当大的独立性。3.把连续在远红光下类胡萝卜素合成受抑制(含量为正常幼苗的30%)的松苗,移入强白光下4小时后,其总叶绿素和类胡萝卜素都有增加,表明只要有少量类胡萝卜素存在,光对色素合成的促进仍大于光氧化破坏。     

植株叶片的光合色素构成对遮阴的响应

叶绿素在植株体内负责光能的吸收、传递和转化, 类胡萝卜素则行使光能捕获和光破坏防御两大功能, 它们在光合作用中起着非常重要的作用。该文综述了几大主要光合色素的分布和功能, 以及不同物种的色素含量和构成差异。阳生植物的叶黄素库较大, 但脱环氧化水平不及阴生植物。黄体素与叶黄素库的比值与植物的耐阴性呈正相关关系。由不同的遮阴源造成的遮阴环境, 光强和光质有很大的差异, 总体来说对植物生长的影响, 建筑物遮阴<阔叶林遮阴<针叶林遮阴。光强的改变可诱导类胡萝卜素的两大循环——叶黄素循环和黄体素循环。由光强诱导的叶绿素含量和叶绿素a/b比值的改变与该物种的耐阴性无关。短时间的遮阴不会对植物的生长造成危害, 叶黄素库的大小不仅与每天接受的光量子有关, 更与光量子在一天的分布有关, 因为光照和温度是协同作用的。光合作用或色素构成是蓝光、红光和远红光共同作用的结果, 不是某一种单色光所能替代的。我们总结了影响植物色素构成的内因和外因, 指出植物主要通过调整光反应中心和捕光天线色素蛋白复合体的比例, 以及两个光系统的比值来调整色素含量和构成以适应不同的光照条件, 提出了现存研究中存在的一些问题, 旨在为今后的相关研究提供建议。     

发菜类囊体膜色素蛋白复合物分离及其光谱性质的研究

采用改进的Ａｌｌｅｎ’ｓ的绿胶系统,首次对陆生蓝藻发菜（Ｎｏｓｔｏｃ ｆｌａｇｅｌｌｉｆｏｒｍｅ Ｂｏｒｎ．ｅｔ Ｆｌａｈ．）类囊体膜色素蛋白复合物进行了分离,共分离出了１１条绿色的色素蛋白复合物条带。两条浅黄色的条带。其中７条绿色条带属于ＰＳⅠ组分,４条绿色条带属于ＰＳⅡ组分,１条浅黄色条带经光谱分析初步认定为类胡萝卜素蛋白复合物,而另一条浅黄色条带为游离色素。     

色素分子在光合膜内取向初探

从正常大麦与缺乏叶绿素b大麦突变种的类囊体中分离提纯捕光叶绿素a /b—蛋白复合体和光系统Ⅱ颗粒,比较其线二色光谱,以及光合膜受到不饱和脂肪酸处理时线二色光谱的变化,参照几种光合色素的标准吸收光谱,初步分析和探讨了叶绿体光合膜中各种线二色组分可能的取向,提出了难以分辩的710～730 nm区域、624nm和595 nm处存在弱二色成分的证据。 七种高等植物叶绿体线二色光谱的成分大致相同。离体叶绿体在不同贮存条件(温度、时间等)下的线二色光谱,在一定范围内表明其色素及色素蛋白复合体具有稳定性。     

两种生境条件下6种牧草叶绿素含量及荧光参数的比较

昆仑山前山牧场海拔较高, 策勒绿洲海拔相对较低, 两者生境差异较大。以昆仑山前山牧场和策勒绿洲边缘两种不同生境条件下生长的6种牧草: 冰草(Agropyron cristatum)、无芒雀麦(Bromus inermis)、矮生高羊茅(Festuca elata)、披碱草(Elymus dahuricus )、红豆草(Onobrychis pulchella)及和田大叶(Medicago sativa var. luxurians)为试验材料, 研究了不同生境条件下牧草叶片叶绿素含量及叶绿素荧光动力学参数的变化情况。结果显示: (1)在两种生境条件下, 昆仑山前山牧场生境生长的牧草叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素的含量明显较高, 生长在策勒绿洲生境的牧草品种叶绿素a/b值较高; (2)昆仑山前山牧场生境牧草最大荧光、光系统II (PSII)最大光化学效率、PSII潜在活性和单位面积反应中心的数量的值明显高于策勒绿洲生境品种, 而初始荧光、单位反应中心吸收的光能、单位反应中心捕获的能量、单位反应中心耗散的能量、荧光诱导曲线初始斜率值则低于策勒绿洲生境品种。因此, 两种生境下环境因子发生了改变, 对牧草产生综合的胁迫作用; 策勒绿洲生境明显对牧草生长产生了抑制, 策勒绿洲生境牧草的色素含量降低以及PSII的机构遭到损坏, 导致反应中心一部分失活或裂解, 剩余有活性的反应中心的效率增加, 昆仑山生境则相对比较适宜牧草生长; 两种生境不同牧草叶绿素含量和叶绿素荧光参数的变化幅度不同。