脱水和复水过程中金发藓(Polytrichum commune)与湿地匐灯藓(Plagiomnium acutum)叶绿素荧光特性变化的比较研究

以来自不同水分生境的金发藓(Polytrichum commune)和湿地匐灯藓(Plagiomnium acutum)为材料,利用叶绿素荧光成像技术比较了脱水和复水过程中两种藓类的荧光光响应曲线、光系统Ⅱ光能转化效率(ratio ofchlorophyll variation fluorescence,Fv/Fm)、光系统Ⅱ光量子产量(quantum yielding of PSⅡ,Y(Ⅱ))、光化学猝灭(photochemical quenching,qP)和非光化学猝灭(none-photochemical quenching,NPQ)的变化.结果显示,在脱水过程中,金发藓的抑制光强可维持在800μmol/(m2.s)以上,而湿地匐灯藓可低至400μmol/(m2.s)左右;金发藓ETR(electron transportation rate)值始终可维持在20附近,而湿地匐灯藓可降至0;两种藓类的Fv/Fm、Y(Ⅱ)、qP均下降,但金发藓较湿地匐灯藓高;NPQ先升后降,金发藓的峰值早于湿地匐灯藓,而幅度低于湿地匐灯藓.在复水过程中,两种藓类抑制光强和ETR均迅速恢复后略有下降,金发藓的恢复较湿地匐灯藓慢但波动小;两种藓类Fv/Fm和Y(Ⅱ)均能恢复到正常水平,金发藓均高于湿地匐灯藓;两种藓类qP略有上升,NPQ则略有下降.说明藓类植物对脱水伤害的耐受能力主要体现在复水的修复能力上,而脱水持续和程度会对不同生境的藓类产生不同的胁迫效应.从光保护能力的角度来看,生活于易产生水分亏缺条件下的金发藓比生活在水分充沛条件下的湿地匐灯藓具有更强的脱水耐受能力.     

光系统Ⅱ反应中心D_1-D_2-Cyt b_(559)复合物低温(77K)荧光发射差异的研究

对菠菜光系统Ⅱ反应中心D_1-D_2-Cytb_(559)复合物进行了系统的低温(77K)荧光发射性质研究。结果表明,D_1-D_2-Cytb_(559)复合物具有681nm和684nm两种波长的低温荧光发射,但两者通常并不是同时存在,而是取决于Ca-680与Ca-670Chla分子的相对含量的。Ca-670Chla含量的增加,会使其低温荧光发射出现在681nm;而Ca-680Chla含量的增加,则会使其低温荧光发射出现在684nm。Ca-670与Ca-680Chla分子的相对含量与不同状态的菠菜叶材料有关。PSⅡ反应中心内周天线CP-47,CP-43多肽的存在是D_1-D_2-Cytb_(591)复合物低温荧光发射红移的原因,而D_1-D_2-Cytb_(559)复合物的不稳定变化则与其蓝移的低温荧光发射有关。     

PSⅡ核心复合物能量传递的飞秒时间分辨荧光光谱学研究

运用稳态、瞬态荧光光谱技术对光系统Ⅱ核心复合物的能量传递动力学进行研究.分别用436 nm光脉冲激发叶绿素a分子、45l nm光激发叶绿素a和β-胡萝卜素分子、473和481 nm光激发β-胡萝卜素分子,得到5组反应能量传递、电荷重组等过程的寿命组分:8～40 ps为核心天线中β-胡萝卜素分子通过相邻β-胡萝卜素分子或中间叶绿素a向叶绿素a分子传递能量的时间;85～152 ps为核心天线色素分子激发能传递时间;201～925 ps反映部分电荷重组过程;1.03l～1.2l ns为参与能量传递的色素分子从激发态衰退回到基态的时间;6.17～18.13 ns的长寿命时间组分归因于P680+Pheo-的重组过程.将荧光发射谱进行高斯解析,发现在核心复合物中还至少存在Chla 685 683、Chla 682 680、Chla679 673,677三种特征叶绿素a分子.     

光系统Ⅱ核心复合物的稳态荧光光谱

在83K和160K两个温度下,通过激发波长对荧光发射谱的影响研究了光系统Ⅱ中核心复合物的荧光光谱特性。用不同波长的光激发,核心复合物的发射谱的最大发射峰值不变,用480、489、495和507nm的光分别激发核心复合物,其光谱最大峰值处的荧光强度随不同激发波长下β-胡萝卜素分子的吸收强度的增大而降低,在长波长区域光谱的变化依赖于首先被激发的色素分子。所以,激发波长的不同影响着核心复合物中能量传递的途径。通过高斯解析,分析出核心复合物中至少存在有7组叶绿素a组分,它们是Ch1 a660,Ch1 a670,Ch1 a680,Ch1 a682,Ch1 a684,Ch1 a687和Ch1 a690。     

PSII核心复合物能量传递的飞秒时间分辩荧光光谱学研究

运用稳态、瞬态荧光光谱技术对光系统Ⅱ核心复合物的能量传递动力学进行研究。分别用436nm光脉冲激发叶绿素a分子、451nm光激发叶绿素a和β-胡萝卜素分子、473和481nm光激发β-胡萝卜素分子,得到5组反应能量传递、电荷重组等过程的寿命组分：8～40 ps为核心天线中β-胡萝卜素分子通过相邻β-胡萝卜素分子或中间叶绿素a向叶绿素a分子传递能量的时间;85～152 ps为核心天线色素分子激发能传递时间;201～925ps反映部分电荷重组过程;1．031～1．21ns为参与能量传递的色素分子从激发态衰退回到基态的时间;6．17～18、13 ns的长寿命时间组分归因于P680^ Pheo^-的重组过程。将荧光发射谱进行高斯解析,发现在核心复合物中还至少存在Chla683^685、Chla680^682、Chla673,677^679三种特征叶绿素a分子。     

光系统II核心复合物的稳态荧光光谱(英文)

在 83K 和 160K 两个温度下,通过激发波长对荧光发射谱的影响研究了光系统II中核心复合物的荧光光谱特性。用不同波长的光激发,核心复合物的发射谱的最大发射峰值不变,用 480、489、495 和 507nm 的光分别激发核心复合物,其光谱最大峰值处的荧光强度随不同激发波长下β-胡萝卜素分子的吸收强度的增大而降低,在长波长区域光谱的变化依赖于首先被激发的色素分子。所以,激发波长的不同影响着核心复合物中能量传递的途径。通过高斯解析,分析出核心复合物中至少存在有 7组叶绿素a组分,它们是Chla660,Chla670,Chla680,Chla682,Chla684,Chla687和Chla690。     

利用超快时间分辨技术对光系统Ⅱ核心天线CP43和CP47的动力学荧光光谱的分析

采用超快时间分辨荧光光谱装置对光系统Ⅱ核心天线CP43和CP47进行了研究 ,并在 5 14.5nm激光激发下获得了它们的动力学荧光光谱。CP43和CP47的荧光光谱范围分别为 6 40～ 780nm和 6 30～ 775nm ,并且它们分别在约 6 80nm和 6 91nm处有最大峰 ,在这两个峰值处的荧光寿命分别约为 3.5 4ns和 3.2 2ns。通过理论计算认为在CP43和CP47中 ,叶绿素a的荧光发射效率分别约为 38.3%和 40 .6 %。讨论了类胡萝卜素到叶绿素a分子的能量传递 ,认为在CP43和CP47中 ,类胡萝卜素到叶绿素a分子的能量传递时间常数分别为 9.6× 10 11s-1和 1.3× 10 12s-1,能量传递效率分别为 47.5 %和 6 6 .5 % ,并且估计在这两种核心天线中 ,类胡萝卜素分子和叶绿素a分子的外周间距分别约为 0 .110nm和 0 .0 85nm。     

镉胁迫下三种藓类植物的细胞伤害及光合色素含量的变化

采用水培试验研究了不同浓度Cd 胁迫下3种藓类植物的细胞伤害、光合色素含量和Cd 含量的变化,以探讨其对Cd 胁迫的反应敏感性和耐性.结果表明：低浓度Cd （1 mg·L^-1）胁迫显著损伤尖叶拟船叶藓和匍枝青藓叶细胞,3种藓的叶细胞伤害率随Cd 浓度的升高而显著增加,高浓度Cd （100 mg·L^-1）胁迫下的细胞伤害率大小为匍枝青藓>湿地匍灯藓>尖叶拟船叶藓.低浓度Cd 胁迫（1 mg·L^-1）对3种藓类植物的总叶绿素含量无显著影响,随着Cd 胁迫浓度的增加（≥ 10 mg·L^-1）,3种藓类植物总叶绿素含量显著下降,降幅顺序为匍枝青藓>湿地匍灯藓>尖叶拟船叶藓;1和10 mg·L^-1 Cd胁迫对3种藓类植物叶绿素a/b值无显著影响,100 mg·L^-1 Cd胁迫下湿地匍灯藓和匍枝青藓叶绿素a/b值显著下降;Cd胁迫对匍枝青藓类胡萝卜素含量的影响最大,1 mg·L^-1 Cd下其类胡萝卜素含量显著降低.3种藓类植物均能显著地富集Cd,其体内Cd累积量以尖叶拟船叶藓最高,湿地匍灯藓次之,匍枝青藓最少.细胞伤害率、叶绿素和类胡萝卜素含量的变化可用来指示3种藓类植物对Cd胁迫的敏感性差异.尖叶拟船叶藓对Cd胁迫的耐受性最强,湿地葡灯藓和匍枝青藓相对较弱.3种藓类植物对Cd胁迫的耐受性与其体内Cd累积量呈明显的正相关关系.     

水分胁迫对脂松幼苗叶绿素荧光特征的影响

以2年生盆栽脂松苗木为材料,研究了不同土壤含水量（干旱和水渍胁迫及解除胁迫后）对脂松幼苗的叶绿素荧光参数的影响,旨在为脂松的扩大栽培和管理提供理论依据。结果表明：（1）土壤水分胁迫对脂松苗木针叶初始荧光(F_o)、最大荧光(F_m)、可变荧光（F_v）、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ电子传递量子产率（Φ_PSⅡ）有显著影响（p<0.05）;（2）干旱和淹水胁迫中脂松针叶光化学效率（F_v/F_m）均表现为随胁迫强度增大和时间的延长而降低,总体表现为FC60>FC80>FC>FC40>FC20>FL,解除胁迫后有不同程度的升高,且干旱处理比水淹处理恢复快。（3）60%土壤含水量叶绿素荧光参数水平最佳,据此认为中等轻度干旱立地较适宜脂松苗木生长。     

热诱导PSⅡ核心复合物荧光动力学研究

运用UV-3101PC型紫外-可见-红外分光光度计及皮秒时间分辨荧光光谱技术对20℃、42℃、48℃3个温度下,PSⅡ核心复合物的吸收光谱和时间分辨荧光光谱的变化进行分析,结果发现：(1)在PSⅡ核心复合物中至少存在以下几种具有特征吸收峰的chla分子,CP4．3：chla660／661(chla.：a代表吸收峰)、chla669、chla671、chla682／683;CP47：chla660／66l、chla669、chla67l／672、chla688、chla680;RC：chla680、chla670、chla684、chla673／674、chla682／683、chla660。吸收峰波长随测量温度等条件的不同而略有变化。(2)荧光发射谱组分的峰值随温度的升高而发生明显的蓝移,这是由于热诱导改变了蛋白质的结构,从而使生色团间的距离和(或)方位受到了影响,而chla分子的结构并未发生变化,因此导致chla分子间激子相互作用被破坏,从而产生了发射峰蓝移的现象。(3)20℃、42℃时核心天线向反应中心的能量传递是高效有序的。(4)反应中心中与蛋白质存在不同结合的chla分子,以及核心天线中吸收不同波段光的chla分子与蛋白质结合方式随温度变化存在不同反应。     

从超声波破碎的蓝藻类囊体膜中分离的叶绿素蛋白复合物

当蓝藻的类囊体膜用超声波进行破碎,并在4℃下用聚丙烯酰胺凝胶电泳进行分离,有6条叶绿素带被分离出来,它们分别是 CPIa,CPIb,CP1,CPa1 CPa2,FC。CP1 在红区和蓝区的吸收峰分别位于674和435 nm 处。在液氮甲该组分在725和680 nm 处有两个荧光发射带。CPa1和 CPa2的吸收光谱相似,其红峰和蓝峰的位置分别位于667和431.5nm 处。它们在77 K 的荧光发射峰都位于684 nm 处。用超声破碎法分离的叶绿素蛋白复合物的光谱特性,除 CPa1和 CPa2在红峰和蓝峰的吸收位置蓝移了3—5 nm 之外,其余与用 SDS 增溶法分离的相应复合物相似。属于光系统Ⅰ的 CPIa-CPI 的叶绿素含量占总叶绿素的40.93%,而属于光系统Ⅱ的 CPa1和 CPa2的叶绿素则占总叶绿素的38.78%,二者之差仅有2.15%。     

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.     

缺铁对大豆叶片光合作用和光系统Ⅱ功能的影响

通过气体交换和叶绿素荧光测定研究了缺铁对大豆叶片碳同化和光系统Ⅱ的影响。缺铁条件下大豆光合速率(Pn)大幅下降;最大光化学效率(po)下降幅度较小;荧光诱导动力学曲线发生明显的变化,其中电子传递活性明显下降,K相(VK)相对荧光产量提高。缺铁大豆的天线转化效率(Fv'/Fm')、光化学猝灭系数(qP)和光系统Ⅱ实际光化学效率(ΦPSⅡ)降低,而非光化学猝灭(NPQ)则明显增加。此外,缺铁大豆的光后荧光上升增强。据此,认为铁缺乏伤害了光系统Ⅱ复合物供体侧和受体侧的电子传递;缺铁条件下光系统I环式电子传递的增强可能在维持激发能耗散和ATP供给方面起一定作用。     

富含花色素苷的紫色稻叶片的抗光氧化作用

云南紫稻叶片的花色素苷(吸收峰530 nm)分布于上下表皮细胞、泡状组织和表皮刚毛细胞中. 与另一种绿叶稻(赤脚软黏)相比, 紫叶稻旗叶的最大光合放氧速率和叶绿素含量分别高出28%和23%. 较高的叶绿素含量可能是紫叶稻增强光系统天线捕光能力的一种补偿性生理适应 性. 当旗叶切段受到由甲基紫精(MV)介导的光氧化处理3天后, 紫叶稻叶片的花色素苷显著降解褪色, 对DPPH·自由基的清除能力降低而细胞膜的泄漏率增高, 但类黄酮和总酚含量几无变化. 叶绿素荧光参数F_v>/F_o, qP和φ_PSⅡ下降而NPQ和叶黄素环的DES升高. 绿叶稻叶片对光氧化作用较敏感, 其清除DPPH· 自由基能力的下降幅度与细胞膜泄漏率增高的幅度均高于紫叶稻, 并出现痕量的花色素苷. 结果表明, 花色素苷在阳生性的紫叶稻叶片中可能作为一种有效的初级抗氧化剂参与抵御不良环境诱导的胞内氧化胁迫. 光氧化作用可导致紫叶稻和绿叶稻之间花色素苷变化的不同格式.     

强光高温胁迫对盾叶薯蓣量子产额和77K荧光光谱的影响

以低光强生态型盾叶薯蓣(Dioscorea zingiberensis)为材料,研究强光高温(32℃)对盾叶薯蓣量子产额和77K荧光光谱的影响,以探讨强光高温胁迫与光合作用的关系.结果表明:短期高温强光胁迫引起最大量子产额显著下降,但能迅速恢复,且存在超补偿现象.强光胁迫首先破坏了光系统Ⅱ,表现为胁迫后在77K荧光光谱中出现了F680的荧光峰.670 nm红光诱导后引起部分捕光系统Ⅱ的色素蛋白转移至光系统Ⅰ,导致光系统Ⅰ的荧光发射量增加;716 nm红光诱导后引起捕光系统Ⅱ部分色素蛋白转移到光系统Ⅱ,导致光系统Ⅱ的荧光发射量增加.强光高温胁迫后各个荧光峰的差异程度减少.研究发现,强光高温胁迫引起光系统的能量重新调整,从而出现状态转变;依据F672和F675两个荧光峰的首次出现,预测叶绿体类囊体膜上含叶绿素的多肽或蛋白亚基至少有16个.     

三种三尖杉属植物越冬期光合器的功能和膜蛋白成分的比较研究

本文对三尖杉属中三种植物即：三尖杉Cephalotaxus fortunei,粗榧C.sinensis 和柱 冠日本粗榧C.harringtonia cv．Fastigiata越冬期的光合器功能进行了研究。研究结果表明 这三种常绿三尖杉植物越冬时叶绿体的光合放氧活性受到抑制,但光系统II中心的活性和镁 离子调节光能分配的功能存在。说明其越冬特性与松柏科植物类似。 叶绿体膜的低温荧光测定结果表明三种植物的F₆₈₅,F₆₉₅和F₇₃₅的比率各不相同。用SDS— 聚丙烯酰胺凝胶电泳分析叶绿体膜蛋白,发现柱冠日本粗榧的多肽数与三尖杉和粗榧有明显差异。以上特征可能有助于分类或系统位置的研究。     

褐藻裙带菜光系统Ⅰ的能量传递特性

高等植物的PSⅠ复合物在 77K条件下有 730nm长波发射峰,这个荧光峰是PSⅠ的重要表征。       

高温胁迫对切花菊‘神马’光合作用与叶绿素荧光的影响

以切花菊品种‘神马’为试材,在40 ℃/35 ℃（昼/夜）与33 ℃/28 ℃高温下分别胁迫11 d,然后转入23 ℃/18 ℃恢复5 d,研究不同高温强度及恢复对菊花光合作用的影响.结果表明：33 ℃/28 ℃下净光合速率（P_n）逐渐降低,气孔导度（G_s）5 d后明显降低,两参数均可在23 ℃/18 ℃下恢复到对照的80%以上;40 ℃/35 ℃高温下P_n与G_s大幅度持续降低,胁迫前期,胞间CO₂浓度（C_i）上升,P_n的降低主要由非气孔因素导致;9 d后C_i与P_n同时降低,气孔限制成为P_n 降低的主要因素.高温使菊花叶片的PSⅡ潜在活性（F_v/F_o）、最大光化效率（F_v/F_m）、实际光化效率（Φ_PSⅡ）与天线转换效率 （F_v′/F_m′）降低,天线热耗散（D）增加,表明高温胁迫下菊花通过降低光能的捕获与通过PSⅡ的电子传递效率来保护反应中心免受伤害.33 ℃/28 ℃下光化学猝灭系数（q_P）呈先下降后上升趋势,推测此温度下受体端电子传递首先受到抑制;40 ℃/35 ℃下q_P持续增加,表明放氧复合体(OEC)可能是菊花光合系统中极端高温伤害的原初位点.     

NO3-胁迫及恢复对黄瓜幼苗叶片叶绿素荧光参数及ATPase活性的影响

通过水培试验,探讨了不同NO₃^-浓度胁迫及恢复对黄瓜幼苗叶片叶绿素含量、叶绿素荧光参数及ATPase活性的影响.结果表明,胁迫7 d后,高浓度NO₃^-(168 mmol·L^-1)可极显著提高叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素含量,极显著提高初始荧光(F_o)、Mg ATPase和Ca-ATPase活性,而PSⅡ原初光能转化效率(F_v/F_m)、PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)和PSⅡ光合电子传递量子效率(ΦPSⅡ),却随NO₃^-浓度的增加而降低.恢复7 d后,所有处理叶绿素和类胡萝卜素含量均低于对照;初始荧光基本都恢复至对照水平;PSⅡ原初光能转化效率和PSⅡ光合电子传递量子效率在NO₃^-浓度低于126 mmol·L^-1时,基本恢复至对照水平,而高于这一水平时,仍显著低于对照;PSⅡ潜在活性在NO₃^-浓度为42和126 mmol·L^-1的处理基本达对照水平,其它处理仍极显著低于对照;Mg-ATPase和Ca-ATPase活性均出现先降低后升高的变化趋势.     

热诱导PS核心复合物荧光动力学研究

运用UV-3101PC型紫外-可见-红外分光光度计及皮秒时间分辨荧光光谱技术对20℃、42℃、48℃3个温度下,PS 核心复合物的吸收光谱和时间分辨荧光光谱的变化进行分析,结果发现: 1 在PS 核心复合物中至少存在以下几种具有特征吸收峰的chla分子,CP43:chla660/661 chlaa:a代表吸收峰 、chla669、chla671、chla682/683;CP47:chla660/661、chla669、chla671/672、chla688、chla680;RC:chla680、chla670、chla684、chla673/674、chla682/683、chla660.吸收峰波长随测量温度等条件的不同而略有变化. 2 荧光发射谱组分的峰值随温度的升高而发生明显的蓝移,这是由于热诱导改变了蛋白质的结构,从而使生色团间的距离和 或 方位受到了影响,而chla分子的结构并未发生变化,因此导致chla分子间激子相互作用被破坏,从而产生了发射峰蓝移的现象. 3 20℃、42℃时核心天线向反应中心的能量传递是高效有序的. 4 反应中心中与蛋白质存在不同结合的chla分子,以及核心天线中吸收不同波段光的chla分子与蛋白质结合方式随温度变化存在不同反应.