缺乏叶绿素的油菜突变休的叶绿体组成和结构变化

对黄化突变体Cr3529和野生型油菜（Brassica napus L.)3529叶绿体的超微结构和组成进行了比较,与野生型相比,突变体Cr3529叶片具有较少的类囊体,较少的垛叠膜区和较少的叶绿素含量,突变体的Chla/Chob比值较高,是野生型的2倍,电泳结果表明,突变体类囊体膜中LHCII和其三聚体LHCII的含量减少,SDS－PAGE分析显示,LHCII的脱辅基蛋白在突变体类囊体中明显减少,免疫印迹进一步表明,所有LHCII组分的含量仅为野生油菜的类囊体膜的1／3,突变体Cr3529的天线系统比野生型3529的小。     

叶绿素缺乏油菜突变体的LHCⅡ多肽组成、蛋白含量与cab基因转录研究

与野生型油菜相比．叶绿素缺乏油菜突变体Cr3529 LHC Ⅱ多肽组成并未发生改变,但其含量却都明显降低。RNA印迹及点杂交结果都显示出Cr3529cab基因的转录增加。这些结果表明：该叶绿素缺乏突变体仅影响LHCI多肽的蛋白含量;并未影响其组成;突变体LHC Ⅱ蛋白量的减少并非cab基因转录降低所致。可见转录水平的调节仅对LHC Ⅱ在类囊体膜上的积累起有限作用;cab核编码基因转录活性的维持和质体信号的产生并不要求有结构完整的叶绿体的存在。     

抽薹期叶绿素缺乏油菜突变体类囊体膜的研究

以抽薹期野生型油菜和黄化突变体叶片为材料,分析了叶片和类囊体膜的不合色素组成、色素与蛋白相对含量;比较了类囊体膜光谱特性（室温吸收光谱、荧光光谱和圆二色谱）;用温和电泳、ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析了类囊体色素蛋白和多肽组成。结果显示：与野生型相比,突变体叶片的蛋白质含量不变,而Ｃhaa和Ｃhlb的含量均减少;突变体类囊体膜的Ｃhla/Chlb比值较高,Ｃhl/蛋白质比值较低,ＬＨＣⅡ色素蛋白复合物的单体和三聚体含量明显减少。突变体的天线系统相对较小、捕光效率较低。     

冷害对黄瓜叶绿体类囊体膜的影响

研究了冷害温度(0℃,16h)对黄瓜(Cucumis sativus L.)叶绿体类囊体膜膜脂、膜蛋白成分的影响。在没有可见伤害症状的低温处理条件下,黄瓜叶片叶绿体类囊体膜膜脂成分已有变化,主要是磷脂酰甘油(PG)含量明显降低,但主要脂类成分单半乳糖基甘油二酯(MGDG)、双半乳糖基甘油二酯(DGDG)、硫代异鼠李糖甘油二酯(SQDC)和PG的脂肪酸组分没有明显的变化;类囊体膜上色素蛋白质复合体的变化以光系统Ⅱ捕光叶绿素a/b蛋白质(LHCⅡ)单体及寡聚体含量的变化最明显,低温处理使LHCⅡ单体比例增加。对提纯的LHCⅡ结合脂的分析表明,低温处理改变了LHCⅡ结合脂及其脂肪酸的组成,使PG含量降低。以上结果表明,LHCⅡ结合脂成分变化以及LHCⅡ寡聚体解聚可能是叶绿体类囊体膜受冷害的最初反应。     

从假根羽藻类囊体膜直接分离纯化主要捕光叶绿素a/b蛋白复合体

应用液相色谱层析技术从海生绿藻,即假根羽藻(Bryopsis corticulans Setch.)的类囊体膜直接分离纯化获得了主要捕光叶绿素a/b蛋白质复合体(LHCⅡ).类囊体膜提取物经3％n-Octyl-b-D-glucopyranoside去垢剂处理后,其中的LHCⅡ蛋白质获得与Q型阴离子交换层析柱的特异亲和力,因此LHCⅡ从类囊体膜中被高选择性分离出来.经过蔗糖密度梯度离心,获得了LHCⅡ单体、三聚体和聚集体.多肽组分的SDS-PAGE分析证明纯化获得的LHCⅡ单体、三聚体和寡聚体具有很高的纯度.该LHCⅡ制备物的吸收光谱也说明了其结构的完整性.首次提出了通过少数简单步骤从类囊体膜直接分离、纯化LHCⅡ是可以实现的.     

油菜叶绿素b减少突变体Cr3529叶绿素生物合成的研究

利用吸收光谱和荧光光谱法测定了油菜叶绿素b减少突变体Cr3529子叶叶绿素生物合成途径中几种主要前体物质的含量.结果显示:突变体子叶中叶绿素生物合成第一个限速步骤的前体物质δ-氨基乙酰丙酸(ALA)含量与野生型油菜大致相同,饲喂ALA后的突变体及野生型油菜子叶中ALA含量均显著增加,但二者无显著差异;胆色素原含量在突变体中也未降低,而尿卟啉原Ⅲ含量仅为野生型的一半,粪卟啉原Ⅲ、原卟啉Ⅸ、镁原卟啉Ⅸ和原植基叶绿素的含量都明显低于野生型.结果证明,Cr3529突变体中叶绿素生物合成受阻于由胆色素原形成尿卟啉原Ⅲ的步骤,其叶绿素合成缺陷的机制和前体物质的累积与其它叶绿素b减少突变体明显不同.     

低叶绿素b水稻突变体类囊体膜的比较蛋白质组学

采用蓝绿温和胶凝胶电泳(blue-nativepolyacrylamidegel-electrophoresis,BN-PAGE),以及改进的第二向SDS-PAGE分离了水稻低叶绿素b突变体ZH249-Y和野生型ZH249-W类囊体膜蛋白复合物,系统比较了突变体和野生型各复合物亚基的表达差异.结果显示,第一向BN-PAGE分离了PSⅠ-LHCⅠ、LHCⅠ缺失的PSⅠ、ATP合成酶、细胞色素b6f、CP43缺失的PSⅡ及LHCⅡ六种复合物.上述各复合物经第二相SDS-Urea-PAGE分离后,利用胶内酶解,高效液相层析分离肽段,电喷雾串联质谱鉴定了复合物的亚基.结合免疫印迹研究,证明和野生型相比,突变体光系统Ⅱ捕光天线复合体的表达量适度下降,但光系统Ⅰ捕光天线破坏严重,同时光系统Ⅱ核心蛋白和ATP合成酶的表达量上升.研究结果对揭示低叶绿素b水稻突变体较高光化学效率和光稳定性的分子基础提供了线索,同时也表明,改进的BN/SDS-PAGE双向电泳不仅可以有效地分离膜蛋白复合物及亚基,也可以进行不同生理条件下,或野生型和突变体之间膜蛋白质组的比较研究.     

镉离子对菠菜叶绿体色素蛋白质复合物及激发能分配的影响

Cd~(2+)使叶绿体低温(77K)荧光发射光谱中 F686/F736及 F696/F736和激发光谱中F480/F436比值降低,说明 Cd~(2+)不利于激发能向 PSⅡ传递。SDS-PAGE 分析表明,Cd(2+)处理后叶绿体类囊体膜中光系统Ⅱ捕光叶绿素蛋白质复合物 LHCⅡ的部分寡聚体解聚成单体,且 LHCⅡ的总量也减少了。分析表明 Cd~(2+)使属于 LHCⅡ的多肽减少。已知LHCⅡ在光能吸收、传递以及激发能在两个光系统间的分配和调节方面起着重要作用,Cd~(2+)引起部分 LHCⅡ解聚和总量减少,必然导致由 LHCⅡ捕获和向光系统Ⅱ中心传递的能量减少。     

两个新的水稻缺叶绿素b突变体光合作用的热稳定性

两个新的缺叶绿素b的水稻突变体VG28-1, VG30-5及其野生型品种中花11号的叶片用28℃, 36℃, 40℃, 44℃和48℃等温度于暗处理30 min或以0.5℃/min的速率从30℃逐步升温至80℃. 光合机构的热稳定性通过叶绿素荧光参数、光合速率、色素含量、叶绿体超微结构和H₂O₂累积的组织定位等的变化给予估测. 缺叶绿素b的突变体与野生型之间的Fo-温度响应曲线的格式有差别, 且突变体Fo快速升高的温度折点(48℃)比野生型(51℃)低3℃. 温度升至45℃时, 突变体的叶绿体肿胀, 基粒类囊体开始模糊并失去光合放氧能力, 但野生型的叶绿体超微结构仍无明显的变化. 55℃处理后两个突变体的类囊体结构紊乱, 叶片中的H₂O₂明显累积, 野生型中H₂O₂量少, 膨大的类囊体仍保持一定的垛叠结构. 与野生型相比, 高温处理过程中突变体的qP, NPQ和Fv/Fm的较大变化与其Pn下降速率相近. 这些结果表明缺叶绿素b的突变体对高温敏感, LHCⅡ中缺叶绿素b可能导致较低的PSⅡ结构与功能的热稳定性, 光合机构的热损伤可能部分归因于在重度高温条件下产生的氧化胁迫.     

黄瓜类囊体不同膜制备物的类脂组成

由黄瓜类囊体及其基粒片层、间质片层、PSⅡ放氧颗粒和捕光色素蛋白复合体类脂组成的分析表明;各膜制备物均含有类囊体膜的5种类脂成分,除LHCⅡ外,其它均以MGDG含量为最高,其次是DGDG,在LHCⅡ所含类脂中,PG含量最高。SQDO除在LHCⅡ中含量稍低以外,在其它膜制备物中的含量没有明显的差异。类脂脂肪酸组成的分析可知,不同膜制备物中MGDG、DGDG和SQDG的脂肪酸组成没有明显差异,但PG的脂肪酸组成差异较明显。     

黄化油菜突变体Cr3529子叶类囊体膜光谱性质研究

以发育10d的黄化油菜突变体为材料,分析了突变体油菜子叶类囊体膜的色素含量、室温吸收光谱、叶绿素荧光发射和激发光谱以及蛋白内源荧光光谱的变化。数据显示：与野生型相比,突变体油菜子叶类囊体膜的光合色素Chl α和Chl b含量均减少．但Chl α／b比值升高;突变体油菜子叶类囊体膜叶绿素捕光能力和受激发能力均下降,且较依赖于Chl α捕光并将光能激发传递给PSⅡ反应中心;突变体油菜子叶类囊体膜的蛋白内源荧光也明显异于野生型。进一步表明突变体油菜子叶类囊体膜蛋白组成发生了改变。     

氯霉素处理对拟南芥STN7和STN8基因表达的影响

本实验运用多肽抗体、磷酸化抗体和半定量RT-PCR技术,研究了叶绿体蛋白合成抑制剂--氯霉素(CAP)处理对拟南芥叶片在生长光强下LHCⅡ蛋白与PSⅡ核心蛋白的磷酸化、STN7和STN8基因在mRNA水平和蛋白水平的变化.结果显示:与对照相比,CAP处理叶片在生长光强下STN7基因表达的mRNA水平减少,类囊体膜上酶蛋白含量较低,LHCⅡ蛋白磷酸化水平也较低;而STN8基因表达的mRNA水平增加,类囊体膜上酶蛋白含量增加了1倍,与PSⅡ核心蛋白中D1、D2和CP43的磷酸化水平较高相吻合.研究表明,氯霉素抑制叶绿体蛋白合成后并影响核基因STN7和STN8的表达.     

光系统Ⅱ超分子复合物的放氧活性分析

以高等植物大量捕光色素蛋白复合物(major light harvesting complex Ⅱ,LHCⅡb)对光系统Ⅱ(photosystem Ⅱ,PSⅡ)放氧活性的影响为研究对象,从豌豆类囊体膜中分步提取出三种PSⅡ蛋白复合物,结合电泳和光谱分析,鉴定出三种复合物的主要区别是LHCⅡb含量不同.对于三种PSⅡ色素...     

野生和黄化大麦类囊体膜色素蛋白的分离和比较

用混和去垢剂（ＳＤＳ、ＯＧ）增溶和温和电泳方法,对野生和黄化大麦的叶绿体类囊体膜进行了色素蛋白复合体组成的分离和比较,并结合ＳＤＳ－聚丙烯酰胺凝胶电泳对类囊体膜蛋白进行了鉴定。结果表明,黄化大麦类囊体膜色素蛋白组分中,ＬＨＣ Ⅱ和ＬＨＣ Ⅰ的含量都较野生型大麦明显减少;并讨论了黄化大麦类囊体膜色素蛋白含量的减少与其光合速率降低的关系。     

从假根羽藻类囊体膜直接分离纯化主要捕光叶绿素a／b蛋白复合体

应用液相色谱层析技术从海生绿藻,即假根羽藻(Bryopsis corticulans Setch.)的类囊体膜直接分离纯化获得了主要捕光叶绿素a/b蛋白质复合体(LHC II)。类囊体膜提取物经3% n-Octyl-b-D-glucopyranoside去垢剂处理后,其中的LHC II蛋白质获得与Q型阴离子交换层析柱的特异亲和力,因此LHC II从类囊体膜中被高选择性分离出来。经过蔗糖密度梯度离心,获得了LHC II单体、三聚体和聚集体。多肽组分的SDS-PAGE分析证明纯化获得的LHC II单体、三聚体和寡聚体具有很高的纯度。该LHC II制备物的吸收光谱也说明了其结构的完整性。首次提出了通过少数简单步骤从类囊体膜直接分离、纯化LHC II是可以实现的。     

蓝细菌6803中糖基转移酶Sll1466对胁迫响应及其对糖基化、磷酸化反应的调控作用

糖基转移酶存在于原核和真核生物中,参与低聚糖和多糖的生物合成,在生物转化过程中起着重要的作用．本研究中我们去除了Synechocystis PCC 6803中的糖基转移酶基因sll1466．在不同培养基的光合自养条件下,Sll1466缺失突变体较野生型的细胞内部结构变化明显(超薄电镜观察),突变体在缺碳培养基条件下羧酶体含量比野生型高,并且在0.5 mol/L NaCl条件下的肝醣含量也明显高于野生型．突变体在不同光密度生长条件下的吸收光谱与野生型差异明显．分子水平上,突变体较野生型显现出如下3个方面的差异：a．2个碳水化合物选择性OprB孔蛋白在类囊体膜上发生糖基化;b．核杆连接蛋白CpcG1(Slr2051)在类囊体膜的上清中发生磷酸化;c．与上述表型差异相关的基因的转录水平亦呈现相同的变化趋势．这些结果预示着Sll1466在调控蓝细菌6803生理、代谢及能量转化等方面有着重要作用．     

低叶绿素b高产水稻突变体及其光合特性的研究

最近发现了一个在田间条件下自然产生的低叶绿素ｂ高产水稻突变体（Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｖａ Ｌ．ｃｖ．Ｚｈｅｎｈｕｉ ２４９）,该突变体主要降低了外周捕光天线复合本的含量。这种变化主要表现在叶片全展前后,到叶片发育后期则接近野生型。与以往所研究的突变体不同的是,该突变体叶绿素ｂ含量仅适量减少,因而不影响类囊体膜的稳定性。突变体的光合机构在叶片一生中较稳定,这可能表明突变减少了光系统截获的光能,相对提高     

低叶绿素b高产水稻突变体及其光合特性的研究

最近发现了一个在田间条件下自然产生的低叶绿素b高产水稻突变体(Oryza sativa L. cv.Zhenhui 249),该突变体主要降低了外周捕光天线复合体的含量.这种变化主要表现在叶片全展前后,到叶片发育后期则接近野生型.与以往所研究的突变体不同的是,该突变体叶绿素b含量仅适量减少,因而不影响类囊体膜的稳定性.突变体的光合机构在叶片一生中较稳定,这可能表明突变减少了光系统截获的光能,相对提高了光能的利用率,减少了O-2的产生.     

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。     

小麦黄化突变体叶绿体超微结构研究

利用透射电镜对小麦自然黄化突变体及其突变亲本(西农1718)叶片细胞叶绿体的数目、形态及超微结构进行比较分析。结果发现:(1)3种不同黄化程度突变体的叶绿体分布、数目、形状及大小与突变亲本无明显差异;(2)突变体叶绿素含量为野生型58%的黄绿植株与其突变亲本叶绿体超微结构无明显差异,基质类囊体与基粒类囊体高度分化,基粒数目以及基粒片层数目较多;(3)突变体金黄和绿黄植株的叶绿素含量分别为野生型的17%、24%,其叶绿体超微结构与突变亲本明显不同,突变体的叶绿体发育存在明显缺陷,其中突变体金黄植株的叶绿体内无基粒、基质片层清晰可见,有淀粉粒,嗜锇颗粒较多,而突变体绿黄植株的叶绿体内有基粒,但明显少于突变亲本,且基粒片层较少,基质类囊体较发达。结果表明该黄化突变体叶绿体超微结构的改变,是由于叶绿素含量降低造成,推测,该黄化突变是由于叶绿素合成受阻导致的。