叶绿体硫氧还蛋白系统的调节机制

硫氧还蛋白(Trx)属于巯基-二硫键氧化还原酶家族, 通过作用于底物蛋白侧链2个半胱氨酸残基之间的二硫键(还原、异构和转移)来调控胞内蛋白的结构和功能。叶绿体Trx系统包括Trx及Trx类似蛋白、铁氧还蛋白(Fd)依赖的硫氧还蛋白还原酶(FTR)和还原型烟酰腺嘌呤二核苷磷酸(NADPH)依赖的硫氧还蛋白还原酶C (NTRC)。除了基质蛋白酶类活性变化及叶绿体蛋白的转运受Trx系统调控之外, 在叶绿体中还存在1条跨类囊体膜的还原势传递途径, 把基质Trx的还原势经跨膜转运蛋白介导, 最终传递给类囊体腔蛋白。FTR和NTRC共同作用维持叶绿体的氧化还原平衡。该文对叶绿体硫氧还蛋白系统的调节机制进行了综述, 同时讨论了叶绿体硫氧还蛋白系统对维持植物光合效率的重要意义。     

秦王川盐沼湿地芦苇叶片比叶面积与光合效率的关联分析

植物比叶面积(SLA)与光合效率的关联性分析,有助于理解植物叶片的光合产物分配与能量分配之间的权衡机制。该研究以秦王川国家湿地公园芦苇(Phragmites australis)种群为研究对象,沿芦苇群落末端至水域边缘分别依次设置:(I:土壤电导率(EC) 2.3—2.8 ms/cm)、(II:1.8—2.2 ms/cm)、(III:0.8—1.5 ms/cm) 3个试验样地,研究了秦王川盐沼湿地不同土壤盐分条件下芦苇叶片SLA与光合效率的关系。结果表明:随着土壤盐分含量的降低,湿地群落的高度、地上生物量逐渐增大,密度、光合有效辐射(PAR)呈逐渐减小的趋势;叶面积、株高、净光合速率(P_n)、水分利用效率(WUE)和蒸腾速率(T_r)均呈逐渐增大的趋势,叶厚度逐渐减小,比叶面积呈先增加后减少的变化趋势,叶干重的变化趋势与比叶面积完全相反;芦苇叶片实际光合效率(Y(II))、光化学淬灭系数(Q_P)和电子传递速率(ETR)呈先减少后增大的变化趋势,非光化学猝灭系数(NPQ)、调节性能量耗散的量子产额(Y(NPQ))和最大光化学效率(F_v/F_m)呈先增加后减少的变化趋势,非调节性能量耗散的量子产量(Y(NO))呈逐渐增大的变化趋势。在3个样地中,芦苇SLA与Y(II)和ETR之间均呈极显著负相关关系(P0.01),SMA斜率的绝对值均呈先增大后减少的变化趋势。随土壤含盐量的梯度性变化,芦苇种群适时调整叶片构件模式以改变叶片电子传递速率和实际光化学效率,实现植物光合效率的最大化,反映了盐沼湿地植物的特殊生存策略和叶片构件模式。     

应用合成生物学策略优化光合蓝细菌底盘

光合蓝细菌具有一系列良好的特质,包括利用太阳能固定CO2、营养需求低、生长迅速以及遗传背景简单等.近年来,光合蓝细菌作为生产可再生燃料和精细化学制品的“自养型人工细胞工厂”引起了社会的广泛关注,促进了相关研究的升温.目前在应用合成生物学的技术和研究策略来优化光合蓝细菌作为底盘生物等方面已取得了一些令人鼓舞的进展.文中综述了近年来在光合蓝细菌底盘优化的方法、光合效率的提高以及各种耐受性蓝细菌底盘的构建方面的进展,并对光合蓝细菌底盘构建的工业应用价值进行了讨论.     

六种叶状体苔藓植物叶绿素含量和光合效率研究

以六种叶状体苔藓为材料,通过测定叶绿素含量及实际光合量子产量,检验叶状体苔藓植物叶绿素含量与实际光合量子产量之间的关系。结果表明,六种叶状体苔藓总叶绿素含量中值6.06 mg·g-1,其中花叶溪苔Pellia endiviifolia最高(9.72 mg·g-1),楔瓣地钱Marchantia emarginata最低(4.46 mg·g-1);叶绿素a/b值变化范围1.61～2.04,林氏黄角苔Phaeoceros carolinianus最高,毛地钱Dumortiera hirsuta最低;紫背苔Plagiochasma rupestre、楔瓣地钱和蛇苔Conocephalum conicum实际光合量子产量明显高于毛地钱、花叶溪苔和林氏黄角苔。叶状体苔藓叶绿素含量与其实际光合量子产量之间并非简单的线性关系,气室结构及生境可能影响其实际光合效率。这一结论进一步丰富了苔藓植物对光照的生态适应理论。     

晋西黄土区水肥调控对苹果-玉米间作系统玉米灌浆期穗位叶光合生理特性的影响

以晋西黄土区典型的苹果-玉米间作系统为研究对象,设置了双因素三水平水肥耦合试验,分析不同水肥调控措施下玉米灌浆期穗位叶光合生理特性.本试验根据玉米及苹果适宜的水分和养分条件设置9(3×3)个处理(W₁F₁、W₂F₁、W₃F₁、W₁F₂、W₂F₂、W₃F₂、W₁F₃、W₂F₃、W₃F₃),设置的3个灌溉水平为:田间持水量(Fc)的50％(W₁)、65％(W₂)和85％(W₃), 3个施肥量水平为:N 289 kg·hm^-2+ P₂O₅118 kg·hm^-2+ K₂O 118 kg·hm^-2(F₁)、N 412.4 kg·hm^-2 +P₂O₅168.8 kg·hm^-2 +K₂O 168.8 kg·hm^-2(F₂)、N 537 kg·hm^-2 + P₂O₅ 219 kg·hm^-2 +K₂O 219 kg·hm^-2(F₃),另设一组无水肥补给的空白对照(CK).结果表明: 不同水肥调控方式对光合指标日变化趋势无明显影响,但水肥补给可提高作物净光合速率(P_n)的峰值,降低作物日水分利用效率(WUE)最大值,延长气孔开放时间,影响胞间CO₂浓度(C_i)最低值的出现及维持时间;各处理光合作用的限制因素均为非气孔因素.蒸腾速率(T_r)、气孔导度(g_s)均与距树行距离呈极显著负相关(P<0.01),水分利用效率则与距树行距离呈显著正相关(P<0.05);距树行距离平均每增加1 m, T_r可减少0.56~1.41 mmol·m^-2·s^-1,g_s可减少0.028～0.093 mol·m^-2·s^-1,WUE可增加0.08~1.00 μmol·mmol^-1.灌水施肥可以显著提高净光合速率、蒸腾速率、气孔导度日均值;降低水分利用效率的日均值;W₃F₁拥有最高的净光合速率日均值(10.64 μmol·m^-2·s^-1)、水分利用效率日均值(3.05 μmol·mmol^-1)、气孔导度日均值(0.295 mol·m^-2·s^-1)以及较低的蒸腾速率日均值(4.32 mmol·m^-2·s^-1).多元回归分析结果显示,在拔节-灌浆期内,灌水总量为1300 m³·hm^-2、施肥总量为525 kg·hm^-2时,作物净光合速率最大,理论值为10.32 μmol·m^-2·s^-1.因此,W₃F₁为最利于间作系统作物光合效率改善的水肥调控模式.     

C_3植物光合效率的日变化

多种田间C_3植物在晴天的光合效率常有明显的日变化,中午前后光合效率降低。C_3植物大豆叶片光合效率中午降低的主要原因,不是空气CO_2浓度和气孔导度及光呼吸的变化,而可能是光抑制。因为:1.在饱和CO_2中测定仍可观测到这种中午降低;2.光合作用的饱和光强远低于晴天中午的太阳光强;3.用纱布预遮阴可以提高叶片的光合效率;4.阴天时叶片光合效率不发生中午降低。     

高淀粉多抗甘薯新品种徐薯25的选育及特性评价

高淀粉多抗甘薯新品种徐薯25利用高产综合性状较好的徐薯18为母本,高干高抗优异材料徐781为父本,通过人工控制授粉杂交、多点综合鉴定筛选育成;2007年通过国家甘薯新品种鉴定,鉴定编号为国品鉴甘薯200702;2008年通过山东省品种审定,审定编号为鲁农审2008040.通过对徐薯25特征特性、生产力、抗病性、品质性状以及产量形成的生理特点进行深入研究表明:鲜薯产量与高产兼用品种徐薯18持平,薯干产量比徐薯18增产15%以上,薯块干物质含量则比徐薯18高4.24%;徐薯25在总光合势、净同化率等方面与徐薯18相似,其获得高产主要依赖于光合产物合理的分配,物质生产属"经济系数型";徐薯25高抗茎线虫病、根腐病、蔓割病;薯块粗蛋白、薯块还原糖、薯块可溶性糖和叶片粗蛋白均高于徐薯18.     

多变鱼腥藻在不同氮源培养条件下光能转换效率的研究

依公式PE=KY,其中K等于生物量的热值(每克干重千卡),Y等于产率即每吸收千卡光能所产生的生物量的干重,测试了在无氮和有结合氮培养下的多变鱼腥藻(Anabaena variabilis)的光能转化效率。结果指出在无氮培养下的最高PEN2为8．1％,在结合氮(NH4Cl)培养下PENH =4+为5.8％。对这种差异性作了简要讨论。     

多变鱼腥藻在不同氮源培养条件下光能转换效率的研究

依公式PE=KY,其中K等于生物量的热值(每克干重千卡),Y等于产率即每吸收千卡光能所产生的生物量的干重,测试了在无氮和有结合氮培养下的多变鱼腥藻(Anabaena variabilis)的光能转化效率。结果指出在无氮培养下的最高PE_(N2)为8.1%,在结合氮(NH_4Cl)培养下PE_(NH_4~ )为5.8%。对这种差异性作了简要讨论。     

雨天对菠菜光合效率的影响

菠菜叶片在数天阴雨后,表观光合量子需要量增加,转晴数天后,又降低。天晴时,置于露天或屋檐下无直射阳光之遮阴处的菠菜叶片,表观光合量子需要量差别不大,而遮阴处及塑料大棚内喷水的叶片,其表观光合量子需要量都明显大于不喷水的叶片。