分子氢和氧对受高温胁迫蓝藻固氮活性的影响

Ａｎａｂａｅｎａ７１２０经高温处理后,固氮活性下降,对氧的敏感度增大,增大程度随氧浓度增高而递增。高温胁迫下,分子氢与对正常条件下生长的蓝藻一样可以削弱或消除氧对固氮的伤害,氢的此种行为在光照下和黑暗中表现相似,其良好作用比正常生长蓝藻显著,添加光合抑制剂。ＣＯ２或Ｎ２时亦如何。有外源蔗糖时,氢的良好作用不表现。经ＣＯ或Ｃ２Ｈ２处理的蓝藻,氢在其固氮活性受氧伤害时的良好作用消失。     

缺钼培养的蓝藻Anabaena 1720放氢的研究

培养液中缺钼时,蓝藻Anabaena 7120的放氢受到削弱,其削弱程度比固氮活性的削弱小。此种蓝藻的放氢对CO和氧都敏感,预先以乙炔处理时,其放氢即受抑制,而在光下以分子氢预处理则促进放氢。这类蓝藻光下放氢比暗中高,当添加光合抑制剂或氯化铵于反应系统时,其放氢便明显下降。     

分子氢支持蓝藻Anabaena7120固氮的生理基础研究

1.在一般条件下供给分子氢,蓝藻的乙炔还原活性相对增长百分率不如加入光合及代谢抑制剂那样显著。弱光和暗处理条件下,分子氢对蓝藻的增益作用较明显。2.分子氢对年轻蓝藻固氮作用的促进比对年老的大。3.在氨和尿素等结合氮影响下,蓝藻固氮活性受到抑制,同时加入分子氢,则其活性便有所提高。4.用氮气、二氧化碳和二氧化碳+氮气处理蓝藻,其固氮活性受到削弱,同时供给分子氢,则蓝藻的乙炔还原活性便得到明显的促进。5.经以乙炔预先处理过的蓝藻,无论添加光合和代谢抑制剂与否,其固氮活性均下降。加分子氢与不加分子氢的乙炔还原活性相近,分子氢对固氮的增益作用显著被削弱以至消失,加和不加抑制剂的氢耗也都下降,不加抑制剂的氢耗相对下降百分率更大。这表明分子氢支持蓝藻固氮和氢酶活动有联系。     

蓝藻Anabaena7120断裂丝状体的固氮作用

蓝藻Anabaena 7120经甲苯处理后,其固氮活性不仅下降,而且对氧也很敏感。处理前24小时(?)时供给CO_2和N_2,其固氮活性受到促进,促进程度比单供给CO_2的大。氢对其支持和氢对其受氧损伤时的保护作用、光合抑制剂和暗处理对其抑制程度均比未经甲苯处理的蓝藻大。外源碳水化合物对其固氮活性也有促进,但同时加抑制剂时,碳水化合物的良好效应消失。     

蓝藻Anabaena 7120光漂白细胞固氮的研究

蓝藻Anabaena 7120经光漂白后固氮活性明显下降,转入正常光照下又恢复活性。此种经光漂白的蓝藻细胞,其固氮活性对氧敏感度小,受分子氢的促进大些,而忍受CO_2和N_2抑制的浓度相对高些。其固氮活性为弱光和光合抑制剂减弱,而加入外源的碳水化合物则能提高它的固氮活性。当碳水化合物和光合抑制剂一起加入反应系统时,蓝藻光漂白细胞的固氮活性并不能受到促进。     

蓝藻Anabaena 7120的固氮放氢和同化力之间的关系

分子氮和二氧化碳对蓝藻Anabaena 7120固氮的抑制作用可因反应系统中pH值的提高以及对蓝藻进行预照光处理而削弱或消除。分子氢对经预照光处理的蓝藻固氮活性不但不支持,且有削弱。预暗处理的效应恰好相反。蓝藻经低温(4℃)预处理后,分子氢对其固氮活性支持减弱,甚至抑制。蓝藻放氢对分子氢和同化力水平的反应规律在趋势上与固氮基本相同。     

甘露醇对氯化钠胁迫下蓝藻Anabaena 7120固氮活性的增强效应

营养液中添加外源的甘露醇后,蓝藻Ａｎａｂａｅｎａ ７１２０固氮受ＮａＣｌ胁迫的程度减弱。在光合作用不能进行或受到削弱,能量供应受阻、厌氧环境中和分子氧条件下,甘露醇的良好作用减小或消失。改善能涛和碳架供应,增强氢的利用或满足合成固氮酶蛋白所需物质需求时,甘露醇缓解ＮａＣｌ胁迫蓝藻固氮的程度明显增大。     

分子氮影响下的蓝藻Anabaena7120乙炔还原

经分子氮预处理的蓝藻乙炔还原活性下降。分子氮对乙炔还原的抑制作用可因CO_2的加入而削弱,氮浓度增高时,CO_2的此种有益作用即消失。在5％ CO_2条件下:(1)光照强度大时,经分子氮预处理的蓝藻乙炔还原活性比未经处理的(氮气中)高些,弱光下则削弱,暗中削弱更大;(2)它受到光合抑制剂的抑制较大;(3)对CO_2和O_2的敏感度比未经氮预处理者小;(4)分子氢对其支持与来经氮预处理的相差甚微,但对其受O_2损伤时的保护作用则大些;(5)MSX对分子氮预处理的蓝藻乙炔还原也有明显的抑制,且比单加CO_2的大。     

蓝藻Anabaena 7120光漂白细胞的放氢

蓝藻Anabaena 7120光漂白细胞的放氢显著地比正常细胞高,而固氮活性则低。此种放氢对CO的敏感度和对O_2抑制的忍受度都大于正常细胞。乙炔预处理后放氢下降,而分子氢预处理后则增加。CO_2、N_2、结合态氮和光合抑制剂都明显地抑制蓝藻光漂白细胞放氢。加入外源的碳水化合物可促进放氢,如同时加入抑制剂,则有益作用受到削弱,甚至消失。     

蓝藻Anabaena 7120固氮的光调节

蓝藻Anabaena 7120固氮是一个依赖于光的过程,暗中乙炔还原活性检测不出来。预先以强光、弱光或黑暗对蓝藻进行短期处理,也会引起其固氮活性呈现相应的高低差异。在蓝藻固氮反应中加入NH_4Cl、KNO_3或尿素等结合态氮时,乙炔还原活性即受到抑制,弱光加剧这种抑制,受尿素抑制的蓝藻固氮活性恢复时,强光下比弱光下快。一系列光合抑制剂对蓝藻固氮活性都有抑制作用,弱光下此种抑制加剧。尿素和此类抑制剂对蓝藻固氮活性呈现协同性抑制,其效应和弱光下尿素对固氮抑制加剧是一致的。受尿素抑制的蓝藻固氮活性恢复过程中,加入光合抑制剂的恢复慢,而且只能维持在一个很低的水平上。     

蓝藻Anabaena7120的固氮活力及其和光合作用的关系

蓝藻Anabaena 7120经用Ar+CO_2、空气和Ar处理后,固氮活性有明显不同。Ar+CO_2处理的活性比空气处理的高出数倍,而Ar处理的则比空气中的低很多。以上三种处理的Anabaena 7120固氮对不同生理条件反应不一样,固氮活性高者对CO和O_2的敏感程度小些、受到CO_2和N_2的抑制程度也轻。但是分子氢对三者固氮作用的支持效用相同,并且也是和氢酶活动有联系。弱光下固氮活力低的蓝藻固氮活性下降得更大些。光合抑制剂和结合态氮对固氮活力高的蓝藻固氮活性的抑制显著比固氮活力低者小。三者的放氢和放氧能力也不同,固氮活力高者放氧高而放氢量小些,低固氮活力的蓝藻正好相反。     

受短期高温伤害的蓝藻固氮活性恢复过程中的去铵阻抑

在受短期高温伤害的蓝藻固氮活性恢复过程中,铵阻抑效应逐渐消失。温度愈高,去铵阻抑速率愈慢,温度过高,铵阻抑效应即不能消除。低光照度、光合抑制剂、氧和分子氮都延缓蓝藻固氮的去铵阻抑,外源蔗糖、氢、CO_2、CO_2 N_2和 H_2 O~2则对固氮的去铵阻抑速率有不同程度的促进。     

渗透胁迫下蓝藻固氮的氧稳定性研究

在聚乙二醇（PEG）的影响下．蓝藻固氮活性下降,对氧的不稳定性增大。PEG浓度愈高,固氮活性及其对氧的稳定性愈小。暗处理、光合抑制剂、N2和厌氧环境加剧氧对受渗透胁迫蓝藻固氮酶活的抑制,而CO2、蔗糖、分子氢以及N2和CO2的加合则使之减轻。     

钙对蓝藻固氮受氯化钠胁迫的缓解效应及其与生理条件的关系

氯化钠胁迫导致蓝藻固氮活性的下降,可因加人适当浓度的氯化钠而有一定程度的缓解．在光合作用受抑（暗处理或添加光合抑制剂）、厌氧（Ａｒ或Ｎ２中）和有分子氧的情况下,此种缓解作用减弱．光合作用、需氧代谢（通气）和羟化反应（同时供给氢和氧）正常进行以及碳架（添加外源蔗糖或提高ＣＯ２浓度）供应良好时,钙对氯化钠胁迫的缓解效应增大．改善合成固氮酶的物质基础供应（同时供应ＣＯ２和Ｎ２）对此也有一定的正效应．     

谷胱甘肽对渗透胁迫下蓝藻固氮的增强效应

外源谷胱甘肽可在一定程度上缓和渗透脱水剂聚乙二醇对蓝藻固氮活性的胁迫。能源供应受抑（添加光合抑制剂和暗处理）、厌氧环境（Ar或N2中）和分子氧下，谷胱甘肽的此种良好效应减弱，而改善能量（正常光照下）和合成固氮酶蛋白所需物质（提高反应系统中CO2浓度，CO2和N2及H2和O2的加合，添加外源蔗糖）的供应时，谷胱甘肽对蓝藻固氮活性受聚乙二醇胁迫的缓和效应明显增强。     

去除氯化钠胁迫后的蓝藻固氮去铵阻抑

蓝藻在去除NaCl胁迫后,其固氮活性可以恢复,几乎接近生长蓝藻的水平,铵阻抑效应也逐渐消失。光合受抑(弱光下和加抑制剂)或呼吸代谢受阻(厌氧下),以致能源供应受限以及有分子氯或氧的条件下,蓝藻固氮活性恢复和去铵阻抑速率减慢,而改善能源或还原剂供应、外源蔗糖、H_2、CO_2、CO_2+N_2和H_2+O_2等处理则对去铵阻抑有不同程度促进。     

蓝藻Anabaena 7120的吸氢及其和固氮活力的关系

分子氢通过氢酶活动支持蓝藻固氮。氢酶活性高低变化规律与蓝藻固氮活性大小在趋势上是一致的。氢对固氮产生的效用与蓝藻本身所处的内外界生理条件也有一定的联系。但是,正如前文曾经指出过的,蓝藻的吸氢特性和包括固氮在内的其它生理生化功能的关系,都还没有得到完全的阐明。本文以具有不同固氮活力的蓝藻Ana-     

分子氮影响了蓝藻Anabaena 7120对氢的吸收

蓝藻经分子氮预处理后,其吸氢量和固氮活性都下降。与未经分子氮预处理的蓝藻相比,此种蓝藻对CO、O_2和C_2H_2预处理的敏感度以及受弱光、黑暗、光合抑制剂和NH_4Cl的抑制程度都小一些。在一定浓度范围内,CO_2和分子氮以及H_2和O_2的加合对蓝藻吸氢的促进作用则高一些。     

外源脯氨酸对受NaCl胁迫的蓝藻固氮活性的影响

营养液中NaCl浓度提高后,蓝藻的固氮活性下降,NaCl浓度越高,下降越大。在正常的光强条件下,外源脯氨酸可在一定程度上削弱NaCl对固氮活性的胁迫,NaCl浓度大者受到脯氨酸的良好效应大一些。加入光合抑制剂,光强减弱,添加外源蔗糖、厌氧环境、氮(N_2)的供给、H_2和O_2以及CO_2和N_2的加合时,脯氨酸的效用减弱或消失。     

CO2对NaCl胁迫下蓝藻固氮的影响

培养系统中CO2浓度增高时,蓝藻的固氮活性成倍增长,NaCl对固氮的胁迫明显减弱。能量供应受限（添加ATP形成抑制剂或暗处理）、厌氧环境（Ar或N2中）和在分子氧下,CO2的有益作用减弱或消失,反之或改善合成固氨酶蛋白所需物质的供应（CO2和N2以及地和O2的加合）时则有促进。在CO2浓度提高的情况下,外源蔗糖对NaCI胁迫蓝藻固氮无明显的缓解效应。