饱和白光引起的光系统II 捕光复合体(LHCII ) 从反应中心复合体脱离不同于弱红光引起的状态1 向状态2 的转换

我们观测了不同光照预处理对拟南芥、小麦和大豆叶片光合作用和低温( 77K) 叶绿素荧光参数F685、F735 和F685􊄯F735 的影响。野生型拟南芥叶片光合作用对饱和光到有限光转变的响应曲线是V 型,而缺乏叶绿体蛋白激酶的突变体STN7 的这一曲线为L 型。饱和白光可以引起拟南芥叶片F685􊄯F735 的明显降低, 但是F735 没有明显增高, 而弱红光可以导致拟南芥叶片F685􊄯F735 的明显降低和F735 的明显增高, 表明弱红光可以引起状态1 向状态2 的转变, 同时伴随从光系统II 脱离的LHC II 与光系统I 的结合, 而饱和白光只能引起LHC II 从光系统II 反应中心复合体脱离。并且, 低温叶绿素荧光分析结果证明, 饱和白光可以引起大豆叶片LHC II 脱离, 但是不能引起小麦叶片LHC II 脱离, 而弱红光可以引起小麦叶片的这种状态转换, 却不能引起大豆叶片的这种状态转换。因此, 饱和白光引起的野生型拟南芥和大豆叶片的LHC II 脱离不是一个典型的状态转换现象。     

水稻剑叶取向对其光合功能的影响

水稻的水平剑叶净光合速率 (Pn)和羧化效率(CE)显著高于直立剑叶 ,其胞间CO2 浓度 (Ci)显著低于直立剑叶 ,但两者的气孔导度 (Gs)没有明显差别。这表明剑叶取向对水稻叶片的光合能力有重要影响。水平剑叶的高Pn可能同其RuBP羧化酶含量和活性高有关。这可能是水平叶生长期间吸收光量较多的结果。     

光合作用研究进展：从分子机理到绿色革命

根据国际科学期刊Nature,Science和Photosynthesis Research等近年发表的60多篇文献评论了过去5年来光合作用研究领域的研究进展。这篇评论由光合机构的精细结构与光合作用的反应机理,光合作用的调节机制与环境胁迫和光合机理知识的应用与绿色革命三部分组成。第一部分包括天线和反应中心的结构,放氧机理和ATP合成的分子机理;第二部分涉及二磷酸核酮糖化酶／加氧酶,光抑制,氧化还原调节和光合作用的高温抑制。第三部分讨论新绿色革命的特点和艰巨性,指出新绿色革命的中心问题是作物光合效率的改善,锐利武器是基因工程,新绿色革命的成功有赖于对光合作用的深入理解和分子生物学家,植物物理学家,生物化学家与农学家们的协同努力。     

D，L—甘油醛处理引起的小麦叶片表观光合量子效率的降低

D,L－甘油醛（磷酸核酮糖激酶抑制剂,10mmol/L)处理小麦旗叶1h可降低叶片净光合速率和表观量子效率。同时,光系统Ⅱ光化学效率（ΔF/Fm′）,电子传递速率（ETR）和单位叶面积ATP含量均降低,而胞间二氧化碳浓度（Ci)和叶绿素荧光非光化学猝灭（NPQ）增加,这些结果说明,D,L－甘油醛引起的小麦旗叶表观量子效率降低是由于光合碳同化受阻对光合电子传递的反馈抑制。     

光系统II蛋白磷酸化及其生理意义

蛋白磷酸化修饰在几乎所有的生命活动中都起重要的调节作用.该文结合作者研究组的研究工作,概述了光系统II(PS II)蛋白磷酸化的调节及其生理功能.PS II复合体中的核心组分D1、D2、CP43和PsbH蛋白以及外周捕光天线(LHC II)蛋白都可以发生磷酸化.PS II蛋白磷酸化受质醌(PQ)的氧化还原状态、细胞色素b6f (Cyt b6f ) 和硫氧还蛋白以及光调节.PS II蛋白磷酸化可以调节激发能在两种光系统(PS I和PS II)之间的分配,减轻光胁迫对PS II的压力,保护核心蛋白免于光破坏,稳定PS II复合体的结构.     

大豆-根瘤菌共生体系光合与固氮关系研究

水培大豆和田间生长的大豆,接种根瘤菌 Rhizobium B16-11C 后植株全氮含量、叶片叶绿素含量和净光合速率及种子产量都明显增加。比较 Clark 大豆的结瘤品系和不结瘤品系获类似结果。摘除根瘤后3天内叶片净光合速率无明显变化。大豆植株遮阴、去叶或切掉地上部导致根瘤活性明显下降。但去豆荚不能提高根瘤固氮的比活性。根瘤活性的日变化不能用根瘤蔗糖、淀粉含量或周围温度的变化来解释,其控制因子尚待深入研究。     

超级杂交水稻谷粒产量与叶光合速率的关系

在2000～2005年期间,通过测定几种超级杂交水稻与普通杂交水稻‘汕优63’的产量构成和叶片光合作用探讨了谷粒产量与光合作用的关系。结果表明:(1)4种超级杂交水稻‘培矮64S/E32’、‘P88S/O293’、‘金23A/611’和‘GD-lS/ RB207’的产量水平显著高于‘汕优63’,是对照的108%～120%。(2)与‘汕优63’相比,这些超级杂交水稻的株型好,上层叶片直立,穗大即每穗粒数多,是对照的125%～177%。(3)与‘汕优63’相比,这些组合第二叶的净光合速率显著提高,但第一叶即剑叶的未必都较高。(4)去半叶处理降低了‘GD-1S/RB207’的结实率,而去半穗处理显著提高了结实率。因此,这些超级杂交水稻的高产原因在于穗大、株型好以及群体光能利用效率高。增加单叶特别是剑叶的光合能力是克服谷粒产量的光合产物源限制和在未来的超级杂交水稻育种中实现产量潜力新突破的关键。