叶绿素荧光动力学在植物抗性生理学,生态学和农业现代化中的应用

概况中国是个农业大国,农业在我国国民经济及人民生活中都占有极重要的地位。为了保证我国农业能以较高的速度持续地向前发展,除了要有正确的农业政策外,就必须依靠科学技术。为此,我们应该密切注视国际科技发展新动向,及时抓住有重要发展前景的新技术,加以重点支持与扶植,使它能够在我国农业现代化的过程中发挥作用。     

叶绿体膜的结构与功能——ⅩⅢ、发育完善和发育不完善的叶绿体膜的荧光特性比较

小麦发育完善和发育不完善叶绿体膜的低温荧光光谱有着明显的区别,发育完善的叶绿体膜的F_(685)/F_(735)比值为0.81,而发育不完善的叶绿体膜的F_(684)/F_(725)比值却为5.83。发育不完善的叶绿体含有很少或不含叶绿素b及类胡萝卜素。Mg~(2 )提高正常叶绿体F_(685)相对荧光产量,降低F_(735)的相对荧光产量,而对发育不完善的叶绿体膜的荧光发射几乎不发生影响。这和它缺乏捕光叶绿素a/b蛋白复合物及PSI外周天线或内侧天线有关。     

叶绿体膜的结构和功能——ⅩⅣ.发育完善与发育不完善的叶绿体膜的某些荧光与延迟光特性的比较

用动力学分光光度计,测定和比较了发育完善与发育不完善小麦叶绿体膜的可变荧光(Fv)、固定荧光(Fo)及延迟光(D.L.)的一些特性、结果是:1.发育不完善叶绿体膜比发育完善的叶绿体膜有较强的Fo发射。2.发育完善的叶绿体膜加Mg~(2+)后,通常表现出Fv的显著增加,而发育不完善膜无Mg~(2+)的调节作用。3.发育不完善叶绿体膜的Fv上升时间约比发育完善的叶绿体膜慢1个数量级、而且,发育不完善膜的光合单位约为对照的1/7.4。4.发育不完善叶绿体膜的Fv下降时间要比发育完善的叶绿体膜慢得多。5.发育不完善叶绿体膜的Fv荧光诱导时间进程曲线,呈指数关系,而发育完善的叶绿体膜的Fv的对数时间进程Log(1-Fv％)呈S型。6.发育不完善叶绿体膜的毫秒级和秒级的延迟光发射及延迟光诱导时间进程都比发育完善的叶绿体膜弱得多。     

一个适用于分离光系统Ⅱ的凝胶电泳系统

用一高分辨率的凝胶电泳系统从延长破碎时间的蓝藻类囊体膜增溶物中分离出１４条绿色的带。按照电泳迁移率的增加顺序,自上而下分别是ＣＰＩａ,ＣＰＩｂ,ＣＰＩｃ,ＣＰＩｄ,ＣＰＩｅ,ＣＰＩｆ,ＣＰＩｇ,ＣＰＩｈ,ＣＰａ１,ＣＰａ２,ＣＰａ３,ＣＰａ４,ＣＰａ５和ＦＣ。ＣＰａ１,ＣＰａ２,ＣＰａ３,ＣＰａ４和ＣＰａ５５种叶绿素蛋白复合体的吸收光谱相似,它们在蓝区的吸收峰位子４３６ｎｍ,而红区的吸收峰则位于６７０—６７３ｎｍ附近。它们的低温荧光发射光谱亦很相似,其荧光发射峰都位于６８５ｎｍ处。因此它们都属于光系统Ⅱ叶绿素ａ蛋白复合体．跟传统电泳相比,该系统对光系统Ⅱ的分离能力提高了１．５倍。     

高温胁迫对光系统Ⅱ异质性的影响

高温胁迫可诱导光系统Ⅱ（ＰＳⅡ）活性中心转化为无活性中心。本文讨论了在高温胁迫导致荧光猝灭的情况下如何用叶绿素荧光动力学计算ＰＳⅡ无活性中心相对含量的问题。正常的小麦叶片其ＰＳⅡ无活性中心相对含量（Ｆｖｉ／ＦＶ）约为０．１５５±０．０１１。小麦叶片经５０℃１分钟高温胁迫后,其Ｆｖｉ（相对于正常Ｆｖ）降至对照的７０％,在随后室温下６０分钟内又降至５０％。而５５℃５分钟和５５℃１０分钟高温胁迫后,在恢复期内其ＰＳⅡ无活性中心的含量从常温的１．４倍左右的基础上分别上升至２．４和２．９倍,说明高温胁迫对ＰＳⅡ中心除了起瞬时钝化作用外,还存在一个间接的较为缓慢的持续钝化作用。     

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。     

低温锻炼对小麦类囊体膜脂膜蛋白的影响

比较两种不同抗寒性小麦品种在低温锻炼前后类囊体膜脂及其脂肪酸成分、光系统Ⅱ捕光叶绿素ａ／ｂ 蛋白复合体（ＬＨＣⅡ）及类囊体吸收光谱,低温荧光发射光谱,发现经低温锻炼后：（１）抗寒与不抗寒品种小麦类囊体磷脂酰甘油（ＰＧ）的反式十六碳－烯酸含量均明显降低;抗寒品种小麦的单半乳糖基甘油二酯（ＭＧＤＧ）／双半乳糖基甘油二酯（ＤＧＤＧ）比值明显降低,而不抗寒品种变化不明显。（２）抗寒品种小麦类脂／叶绿素比值明显增高。（３）两品种小麦类囊体膜ＬＨＣⅡ寡聚体含量均降低,而单体含量均增加。（４）两品种小麦类囊体膜吸收四阶导数光谱Ａ６８３／Ａ６５２比值均升高。（５）不抗寒品种小麦低温荧光发射光谱Ｆ６８５／Ｆ７３８比值上升,而抗寒品种没有变化。我们认为,在低温锻炼过程中膜流动性增大可能是植物抗寒性增强的重要原因,此外,ＭＧＤＧ 含量降低对低温下膜双层的稳定性可能起重要作用     

植物ms级叶绿素荧光动力学数据采集和分析软件

本文介绍了一套可在ＩＢＭＰＣ（兼容）微机上运行的植物ｍｓ级荧光动力学数据采集和分析软件。本软件用Ｃ语言写成,具有汉化界面、菜单驱动、彩色人机对话窗口、操作简便、灵活,兼容性好等优点。本文着重讨论了本软件如何减少荧光动力学测量中的误差、在不过分占用内存的情况下扩大采样时间范围以及如何精确测量固定荧光（Ｆｏ）和偏转荧光（Ｆｉ）等问题。本软件和我们自行组装的植物ｍｓ级动力学荧光计———植物产量荧光计ＰＦＭ１０１型可广泛应用于农业、植物生态学及植物生理学的光合测量和研究     

叶绿体膜的结构与功能——Ⅹ镁离子及钾离子对叶绿体光诱导pH变化的影响

研究不同阳离子和不同阴离子浓度对菠菜叶绿体光诱导pH变化的影响。结果如下:1)在以PMS或DCPIP为辅助因子时.镁离子和钾离子对菠菜叶绿体光诱导pH变化均有明显影响。阳离子对光诱导pH变化的影响随其浓度的增加而增大。2)DCMU对叶绿体光诱导pH变化有抑制作用,而镁离子可以完全恢复 DCMU这种抑制作用。3)Gramicidin D使叶绿体光诱导pH变化消失,镁离子可恢复受 Gramicidin D抑制的光诱导pH变化。这种恢复作用随镁离子浓度的增加而增大。4)电镜观察指出Gramicidin D破坏类囊体片层结构以及镁离子对结构的恢复可能是功能上失活和恢复的原因。     

叶绿体膜的结构与功能——Ⅸ.从菠菜叶绿体膜中分离捕获光能的叶绿素a/b-蛋白质复合体

我们通过用非离子去垢剂Triton X-100处理破碎掏去阳离子的叶绿体膜,经过蔗糖梯度离心,获得高度纯化的捕获光能叶绿素α/b-蛋白质复合体(LHCP),分离出的捕获光能叶绿素α/b-蛋白质复合体具有1.26的Chlα/b 比值,它的吸收光谱表明:它在红区的吸收峰为653nm 和675nm,蓝区的吸收峰为473nm 和436nm。低温萤光激发光谱表明:它的最强激发波长在416、434和476nm。低温萤光发射光谱表明:它的最强发射波长在681nm。通过蔗糖梯度离心,分离提纯的这个LHCP 再经SDS 聚丙烯酰胺凝胶电泳展现出分子量分别为21、44、62千道尔顿的三条叶绿素带。这些含叶绿素的复合物按其电泳迁移率,从慢到快,并经室温吸收光谱和萤光光谱分别鉴定命名为LHCP~3、LHCP~2和LHCP~1。