CO2浓度倍增对小麦叶绿体超微结构、超分子结构及光谱特性的影响

超薄切片及冰冻撕裂电镜观察、吸收光谱及77 K低温荧光发射光谱的测定结果表明:CO2浓度倍增对小麦( Triticum aestivum L.)叶绿体的超微、超分子结构及光谱特性的影响均为正效应.具体反映在:(1)小麦叶绿体中除了比对照积累有较多的淀粉粒外,其基粒和基质类囊体膜发育较好;(2)叶绿体的光合膜系,无论是垛叠和非垛叠膜区,其镶嵌于内质膜撕裂面(EFs和EFu)及原生质膜撕裂面(PFs和PFu)的功能蛋白粒均比其对照的发育良好,尤其PFs 与EFs面较为突出,即它们除了所含蛋白粒的密度较大外,在EFs面上有时还呈现出密集有序的阵列结构;(3)叶绿体整个吸收谱带,尤其红区和蓝区的主峰均较其对照有较大的光吸收,表明对光能的捕获能力明显高于对照;(4)无论是以436 nm还是以480nm波长激发的,其叶绿体的F684/F733 (PSⅡ/PSⅠ)的比值均较对照的高,表明CO2浓度倍增条件下生长的小麦叶片叶绿体的PSⅡ相对荧光强度有所增强,这与叶绿体的超微、超分子结构及吸收光谱的测定结果相一致.以上结果可为小麦在高CO2浓度下增产提供理论依据.     

CO2浓度倍增对小麦叶绿体超微结构、超分子结构及光谱特性的影响

超薄切片及冰冻撕裂电镜观察、吸收光谱及 77K低温荧光发射光谱的测定结果表明 :CO2 浓度倍增对小麦(TriticumaestivumL .)叶绿体的超微、超分子结构及光谱特性的影响均为正效应。具体反映在 :(1)小麦叶绿体中除了比对照积累有较多的淀粉粒外 ,其基粒和基质类囊体膜发育较好 ;(2 )叶绿体的光合膜系 ,无论是垛叠和非垛叠膜区 ,其镶嵌于内质膜撕裂面 (EFs和EFu)及原生质膜撕裂面 (PFs和PFu)的功能蛋白粒均比其对照的发育良好 ,尤其PFs与EFs面较为突出 ,即它们除了所含蛋白粒的密度较大外 ,在EFs面上有时还呈现出密集有序的阵列结构 ;(3)叶绿体整个吸收谱带 ,尤其红区和蓝区的主峰均较其对照有较大的光吸收 ,表明对光能的捕获能力明显高于对照 ;(4)无论是以 4 36nm还是以 4 80nm波长激发的 ,其叶绿体的F684/F73 3 (PSⅡ /PSⅠ )的比值均较对照的高 ,表明CO2 浓度倍增条件下生长的小麦叶片叶绿体的PSⅡ相对荧光强度有所增强 ,这与叶绿体的超微、超分子结构及吸收光谱的测定结果相一致。以上结果可为小麦在高CO2 浓度下增产提供理论依据。     

揭开小麦旗叶高光效的秘密：旗叶的超分子结构基础

一、为什么要继续探索小麦 旗 叶高光效的秘密 1978年,在小麦返青后,上海市川沙县面对13万亩小麦黄弱苗不知所措而发愁。县科委便组织大家讨论,要不要给小麦追施穗肥?有人认为小麦已度过了三分之二的生长期,再施肥也是瞎子点灯白费蜡！就在争论不休的时刻,《植物杂志》上发表了“揭开小麦旗叶高光效的秘密”一文,给他们找到了答案。原来,小麦生长后期的叶片,尤以旗叶的光合效率最高,对籽粒形成和产量的贡献最大。原因是旗叶中具有高比例的多环叶肉细胞,其细胞内的叶绿体     

CO2浓度倍增对谷子和紫花苜蓿叶绿体超微结构的效应

电镜观察结果表明,不同种类植物生长在相同倍增的高ＣＯ２ 浓度条件下,其叶绿体超微结构彼此呈现出明显的差异． 最醒目的特征是淀粉粒的积累比对照的增加很多;类囊体膜系发生异变． 总体上,（１）淀粉粒,Ｃ４ 植物谷子（Ｓｅｔａｒｉａ ｉｔａｌｉｃａ）叶绿体比Ｃ３ 植物紫花苜蓿（Ｍｅｄｉｃａｇｏ ｓａｔｉｖａ）积累的更多． （２）淀粉粒较小且较少时,紫花苜蓿叶绿体基粒类囊体膜增多,与基质类囊体膜相间排列有序;谷子叶绿体的基粒垛及基粒类囊体膜数均增多,但基粒变小,基质类囊体膜变长,且有些膜出现膨胀甚至破损． （３）淀粉粒较大且积累过多时,紫花苜蓿叶绿体中尚可隐约见到由４～８ 个类囊体膜组成的短小基粒零星分布于淀粉粒间;谷子叶绿体中几乎找不到可辨认的基粒和基质类囊体膜     

低温诱导春性小麦获增产

中国科学院植物研究所光合室已经研究发现小麦叶片中的叶肉细胞、胞内的叶绿体类囊体膜、膜内各冰冻撕裂面上的功能蛋白颗粒。颗粒上所结合的捕获太阳光能的叶绿素 a/b 色素蛋白复合物的含量,及其相应的光合功能,均随叶位的逐渐上升而愈趋复杂和增高,至旗叶达到顶峰的规律之后,我们进一步采用不同时间40—65天的0—4℃低温诱导各性和春性小麦品种,进行秋播和春播的室内外试验中,发现     

玉米类囊体膜的超分子结构及LHCP在个体发育中的变化

对玉米(Zea mays)营养生长期中的下位叶(第5叶)和生殖生长时期的中位叶(果穗叶)和上位叶(顶生叶)的成熟叶片的冰冻撕裂电镜观察,发现叶绿体类囊体膜所有撕裂面上各种功能蛋白颗粒的密度均以果穗叶中的最大,依次是顶生叶和第5叶的。以果穗叶与顶生叶相比,其类囊体膜中包含有绝大多数 LHCP 的 EFs 颗粒增加28%;包含有 PSI 反应中心与LHCP 相结合的 PFu 颗粒增加20%;包含有 PSII 反应中心与 LHCP 相结合的 EFs 颗粒增加19%。这一超分子结构的电镜观察结果与其 SDS-聚丙烯酰胺梯度凝胶板电泳解析的结果相一致。即 SDS-聚丙烯酰胺梯度凝胶板电泳解析的色素带上,同样是果穗叶类囊体膜上呈现的21kD(LHCP Ⅰ)和25 kD(LHCPⅡ)多肽的色素带相应地也比顶生叶的加宽,表明果穗叶叶绿体类囊体膜上镶嵌的叶绿素 a/b 蛋白复合体等比顶生叶的显著地增多,这有利于果穗叶光合作用中光能的吸收、传递、分配和转化。     

小麦叶片细胞的研究——冬小麦个体发育过程中叶肉细胞及其它类型细胞结构变化的观察

冬小麦农大183植株的主茎在其个体发育过程中共生长13—14片叶片。随着叶位的上升,各叶片的叶面积,叶鞘面积及各叶片所有各类型细胞的形态和结构互有差异,并反映出逐步复杂化的规律,尤其是叶肉细胞;在返青以前的低叶位叶片中,它们的叶肉细胞,三环以下的占80%左右,在高叶位的叶片中,随着叶位上升,多环细胞的类型随着增多。在旗叶中,四环以上的细胞占77%,并常看到多环而又有分枝的细胞。高叶位的叶鞘、小穗的护颖和稃片等绿色组织中的绿色细胞都有着和叶肉细胞相同的峰谷腰环(图1)形态。高叶位的表皮细胞形态也比低叶位的表皮细胞复杂。经过低温春化处理的冬小麦春播植株的第七叶片(旗叶)叶肉细胞类型的组合与秋播植株旗叶(第十三叶)一样。未经春化处理的春播植株第七叶虽然生长时间及生态环境和上述二种植株的旗叶相同,但其叶片细胞的形态和组合却和年前秋播植株的越冬前低叶位叶片相同。这说明了叶片细胞的组成主要决定于内在的生长发育规律。     

在平凡中创造不平凡的业绩——记植物学家段续川教授

刻苦学习 渴求知识 段续川教授,1902年10月出生在湖北武昌。父亲是教私塾的老师,在段续川3岁时便不幸病故,母亲只好带着他们姐弟5人回原籍成都,靠帮人浆洗缝补,节俭度日。由于生活困苦,段续川初小毕业后即被迫缀学,到店铺里当学徒。然而,失去到学堂学习机会的段续川,仍坚持从邻居那里学习英语。     

莲子光下萌发过程中光合膜超分子结构与27kD多肽变化

冰冻撕裂电镜观察及膜多肽组分的研究结果表明,随着莲子在光下萌发时间的延长,莲(Nelumbonucifera Gaertn.)胚芽叶的叶绿体光合膜的超分子结构发育与膜多肽组分中的27kD多肽含量变化具有明显的相关性:1.萌发2d后,胚芽叶的叶绿体巨基位变成解垛叠状态,其光合膜的超分子结构只呈现解垛叠类囊体区外质膜撕裂面(EF)和解垛叠类囊体的原生质膜撕裂面(PF)两个面;膜组分中主要是30kD多肽,而27kD多肽含量甚微。2.萌发4d后,光合膜从解垛叠开始转变成小基粒垛,垛叠区类囊体外质膜撕裂面(EFs)和垛叠类囊体的原生质膜撕裂面(PFs)开始发育;27kD多肽含量开始增加,30kD多肽含量开始减少。3.萌发6～8d后,光合膜明显分化出非垛叠膜区,非垛叠类囊体的外质膜撕裂面(EFu)和非垛叠类囊体的原生质膜撕裂面(PFu)开始呈现,EFs和PFs功能蛋白颗粒逐渐增多;27kD多肽逐渐增加,30kD多肽逐渐减少。4.萌发10～12d后,光合膜垛叠和非垛叠膜区分化完善,排列有序,EFs、PFs、EFu和PFu面功能蛋白颗粒的密度、大小、分布等超分子构象发育正常;27kD多肽更加增多,30kD多肽几乎消失。表明其超分子结构的发育动态既与其超微结构变化相一致,又与27kD多肽含量变化相吻合,却与一般高等植物的叶绿体发育相反,可为显示莲在被子植物系统演化中的独特地位提