CO2倍增对不同基因型大豆光合色素含量和荧光诱导动力学参数的影响

研究了CO_2倍增对大豆(Glycine max L.)Bragg(野生型)及其不同单基因突变品系Nts 382(超结瘤突变体)和Nod 49(不结瘤突变体)某些光合特性的影响。结果表明,CO_2倍增能提高Bragg、Nts 382和Nod 49的叶绿素(Chl)和类胡萝卜素(Car)的含量,但不同品系提高的幅度有所不同。荧光诱导动力学测定结果表明,CO_2倍增均能提高其PSⅡ活性、PSⅡ原初光能转化效率和光合作用潜在量子转化效率。CO_2倍增更有利于提高Nts 382的荧光光化学猝灭系数(qp)和PSⅡ总的光化学量子产量,以及较大幅度地降低荧光非光化学猝灭系数(qN),有助于把所捕获的光能用于进行光合作用。这可能与Nts 382是超结瘤突变体,比Bragg和Nod 49能更充分地利用空气中的氮素有关。     

水分胁迫对甘薯叶肉细胞光合电子传递的影响

水分胁迫降低了甘薯叶肉细胞的光合能力。在有解偶联剂存在时,水分胁迫对叶肉细胞的光合电子传递没有影响,但在无解偶联剂存在下,水分胁迫促进了甘薯叶肉细胞的光合电子传递,表现出明显的解偶联效应。水分胁迫伤害了甘薯叶绿体偶联因子结构,使ATP合成受阻,叶肉细胞的光合滞后期加长。     

集胞藻 PCC 6803中Sll0875蛋白参与调控光系统I活性的生物功能研究

叶绿醌是由1个萘醌环和1个半不饱和植基侧链组成的一类光系统Ⅰ（photosystem Ⅰ,PSⅠ）特有的辅因子。目前,在蓝藻中对其生物合成途径的研究主要集中在萘醌环的形成方面,而对其植基侧链的合成尚缺乏相关报道。本研究通过与近期在拟南芥中发现的1种催化植基单磷酸形成植基二磷酸的激酶（VTE6）进行同源序列比对,在集胞藻 PCC 6803中发现1个与之高度同源的蛋白质Sll0875。研究发现,在Sll0875缺失突变体中,叶绿醌和生育酚的含量缺失,叶绿素的含量降低（P<0.05）,且该突变体在无葡萄糖培养基中生长迟缓。进一步利用叶绿素荧光、P700氧化还原动力学、77K低温荧光光谱和免疫印迹分析等方法分析了该蛋白质的缺失对PSⅠ功能的影响。研究表明,在突变体Δsll0875中, PSⅠ活性下降,PSⅠ亚基含量与野生型相比显著降低（P<0.01）。这一结果表明,叶绿醌的缺失影响了PSⅠ复合物的累积,导致PSⅠ功能受损,从而影响了蓝藻正常的生长和发育。本研究在蓝藻中证实植醇磷酸化途径对叶绿醌合成的重要性,为进一步研究蓝藻中叶绿醌在PSⅠ复合物的合成、组装和稳定等过程中的作用奠定基础。     

超高产杂交稻光合特性的研究

比较了超高产杂交稻(Oryza sativa L.)X07S/紫恢100和两优培九与多年来大面积推广的杂交稻汕优63的光合功能和抗光胁迫能力.结果表明,超高产杂交稻X07S/紫恢100和两优培九的净光合速率(Pn)分别比汕优63高9.1%和11.9%,而其蒸腾速率(Tr)分别比汕优63低37.46%和31.42%,此外,其水分利用效率(WUE)分别比汕优63高出74.2%和63.5%;经强光(2 000μmol photons@m-2@s-1)处理2 h之后,X07S/紫恢100和两优培九的光系统Ⅱ光化学量子效率分别上升28.3%和37.0%,荧光光化学猝灭系数分别升高46.2%和18.0%,而汕优63的这两项参数值却变化很小;同时,X07S/紫恢100和两优培九的非光化学猝灭系数均下降50%左右,而汕优63则上升近50%,表明超高产杂交稻较高的光合能力、水分利用效率以及较强的抗光抑制能力可能是其高产的生理基础.     

水分胁迫对小麦光系统Ⅱ的影响

水分胁迫可降低小麦叶绿体的室温荧光产量和Ｍｇ２＋ 在两个光系统间的调节能力、叶片的可变荧光产量、可变荧光猝灭速率以及荧光上升互补面积,表明光系统Ⅱ受到了伤害。光系统Ⅱ氧化侧的人工电子供体ＤＰＣ能部分恢复受到抑制的叶绿体可变荧光,说明水分胁迫对光系统Ⅱ的损伤部位不仅位于氧化侧,也可能在反应中心上     

几组有优和无优杂交组合中杂交稻及其亲本光合功能的比较

研究了3个杂交组合的杂交稻及其亲本的光合功能。实验结果表明,杂交稻的叶绿素(Chl)和类胡萝卜素(Car)的含量高于其亲本。在2组有优杂交组合中,杂交稻的PSⅡ活性、PSⅡ原初光能转化效率和叶片潜在光合作用量子转化效率,以及光合电子传递能力和对两个光系统之间激发能分配的调节能力,均高于其各自的亲本。此外,上述各光合功能又以母本优于父本。然而,在无优组合中,上述的光合功能却是父本高于母本和它们的子一代。根据所得的实验结果,进一步证实在配置杂交组合时,选择具有优良光合功能的母本,是获得在生产上可推广应用的杂交稻的重要途径之一。     

12个不同基因型冬小麦的光合能力

 研究了12个不同基因型冬小麦(Triticum aestivum)品种(其中两个为北京本地品种)的光合能力。结果表明：小偃22、陕麦897和8907-11-5三个品种的净光合速率超过20μmolCO2·m-2·s-1,均比其它实验品种高,其PSⅡ总的光化学量子产额(Yield)、光化学荧光猝灭系数(qP)和水分利用效率(WUE)也较高;而其暗呼吸速率和非光化学荧光猝灭系数(qN)较低,表现出具有良好的光合生理功能,而且这些参数具有连锁相关的趋势。因此,北京地区要引种外地具有优良光合生理功能的冬小麦作为栽培品种或育种亲本时,在所实验的10个外地品种中,上述3个品种应为首选品种。     

几组杂交组合的杂交稻及其亲本光合特性的比较研究

研究了３组杂交组合的杂交稻及其亲本的光合特性。结果表明,杂交稻叶片单位鲜重的光合色素含量明显高于它们的亲本。它们的ＰＳⅡ活性、ＰＳⅡ原始光能转化效率和叶片的潜在光合作用量子转化效率,以及光合电子传递率和对两个光系统之间激发分配的调节能均高于各自的亲本。此外,上述各光合功能又以母本优于父本。根据所得的实验结果,认为在配置杂交组合时,选择具有优良光合功能的母本,是获得在生产上可推广应用的杂交稻的重要途径之一。     

从水分胁迫的识别到ABA积累的细胞信号转导

由于植物在生长和发育过程中不可避免地要遭受各种环境胁迫的影响 ,植物只有通过对环境胁迫的快速感知和主动反应才得以生存和发展。植物这种对环境胁迫的快速感知和主动反应体现在环境胁迫下植物可以通过一系列基因的表达调控来实现各种抗逆的生理生化反应。虽然得以鉴定的水分胁迫应答基因越来越多 ,但其中只有极少的基因在抗逆中的基本功能已得到初步认识。从细胞对水分胁迫原初信号的感知到基因表达调控包括了一系列复杂的细胞逆境信息传递过程。脱落酸 (abscisicacid ,ABA)作为重要的细胞逆境信号物质介导了一系列基因表达 ,因此从细胞对水分胁迫原初信号的感知到编码ABA生物合成关键酶基因的表达是一条最为关键的细胞逆境信息传递途径。逆境应答基因功能的鉴定以及对整个细胞信号传递过程中详尽的分子机制的了解无疑是今后最有趣的也是最为重要的研究课题。