强光及外源活性氧对莴苣叶绿素荧光的影响

莴苣叶绿体在强光处理下发生先抑制,主要表现为叶绿素荧光参数Fv／Fm和ΦPSⅡ降低;外源活性氧H2O2、O2·OH和1O2均能引起叶绿体PSⅡ光化学效率Fv／Fm不同程度的下降,其中以1O2影响最明显;H2O2在诱导叶绿体荧光猝灭过程中,引起荧光产量降低,而使qp、qN、ΦPSⅡ、KD上升;在H2O2诱导的叶绿体荧光猝灭过程中,Fe2 能使qN和KD低于对照;由于1O2的产生对PSⅡ反应中心造成了损伤,引起qp和ΦPSⅡ下降。     

蛋白质修饰剂,变性剂和活性氧对菠菜叶片光系统Ⅱ光失活的…

菠菜叶圆片以活性氧,蛋白质修饰剂和变生剂结合强光处理半小时,检测叶绿素荧光动力不并与单照强光的对照作比较,加入Ｈ２Ｏ２,Ｏ２＾－,ＯＨ和＾１Ｏ２等活性氧加剧了ＰＳⅡ的光抑制作用,Ｆｖ／Ｆｍ,ＱＰ和ΦＰＳⅡ降低,ｑＮ和１－ｑｐ相应上升,４种蛋白质修饰剂ＮＢＳ,ＤＥＰＣ,ＢＤＥ和ρＣＭＢ的处理,使叶片的Ｃｈｌ的荧光参数发生了与活性氧作用相类似的变化,尤以精氨酸残基悠剂ＢＤＥ的影响较为显著。     

强光下SO_3~(2-)和HCO_3~-对盐藻叶绿素荧光的影响

强光下（1000μmolm-2s-1）用低浓度（1mmol／L）处理盐藻1h,其Fv／Fm、qN,qp和PSⅡ都较暗对照高。随着SO浓度（5,25,50,100mmol／L）的提高,Fv／Fm、qN、qp和ΦPSⅡ下降。20mmol／L的HCO3-可减缓这种下降趋势。强光下1mmol／LHCO3-对25mmol／LSO产生的光抑制不但没在减弱反而有所加强,提高HCO3-浓度则有减弱作用,尤以50mmol／L的效果最好,而且qN可随HCO3-浓度的增高而上升,至100mmol／L才略有下降。低浓度下SO（5mmol／L）强光的光抑制在随后的低光条件下（40μmolm-2s-1）放置2h能完全恢复,高于此浓度引起的光抑制不能完全逆转。低光下HCO3-能促进光抑制的恢复。     

外源抗坏血酸对姜离体叶片光抑制和抗氧化酶活性的影响

以莱芜生姜(Zingiber of ficinale Rosc.)离体叶片为试验材料,研究了不同浓度抗坏血酸(AsA)对强光照射下姜离体叶片光抑制及抗氧化酶活性的影响.结果显示,在强光条件下,姜离体叶片的Fv/Fm、qp和qn随强光照射时间增加呈下降趋势.在照光10～30 min,较低浓度AsA(10、50、100 mmol·L-1)处理的Fv/Fm高于CK和150 mmol·L-1 AsA处理.10 mmol·L-1AsA处理的叶片qp值始终高于对照,所有AsA处理qN都高于对照.AsA处理叶片的超氧化物岐化酶(SOD)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性高于对照.强光照射30 min时,10、50、100 mmol·L-1AsA处理的过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性高于对照和高浓度的AsA处理(150 mmol·L-1),尤以10 mmol·L-1 AsA处理最佳,Fv/Fm和qp分别比对照高7.22%、15.88%,qN和抗氧化酶活性也维持较高水平.研究表明外源AsA对强光引起的姜叶片光抑制有一定的保护作用.     

砂仁叶片光破坏的防御

报告了生长于热带林窗向阳处砂仁叶片叶绿素荧光参数的日变化,及阻止卷叶和用二硫苏糖醇（DTT）处理对它的影响,受强光照射,砂仁叶片迅速卷起。在雾天上牛光强还相当弱（低于100μmol m^2s^-1）时,砂仁叶片就发生光抑制,中午厚重,下午当光强减弱时,光抑制逐渐得到缓解。其热耗散（qN、NPQ）随光强的升高而增加,且下午仍在缓慢增加。阻止卷叶使强光下砂仁叶片光抑制加剧,Fo、NPQ升高。DTT处理也使光抑制加剧,Fo升高,且使PSⅡ反应中心发生可逆失活,夜间23：00各处理的荧光参数基本恢复。卷叶、叶黄素循环和PSⅡ可逆失活3种保护机制在同种植物中依次启动的现象尚属少见。     

砂仁叶片光破坏的防御

报告了生长于热带林窗向阳处砂仁叶片叶绿素荧光参数的日变化,及阻止卷叶和用二硫苏糖醇(DTT)处理对它的影响.受强光照射,砂仁叶片迅速卷起.在雾天上午光强还相当弱(低于100μmol m-2s-1)时,砂仁叶片就发生光抑制,中午最重,下午当光强减弱时,光抑制逐渐得到缓解.其热耗散(qN、NPQ)随光强的升高而增加,且下午仍在缓慢增加.阻止卷叶使强光下砂仁叶片光抑制加剧,F0、NPQ升高.DTT处理也使光抑制加剧,F0升高,且使PSⅡ反应中心发生可逆失活.夜间2300各处理的荧光参数基本恢复.卷叶、叶黄素循环和PSⅡ可逆失活3种保护机制在同种植物中依次启动的现象尚属少见.     

二硫苏糖醇处理导致大豆叶片两光系统间激发能分配失衡

通过叶绿素荧光技术研究了二硫苏糖醇(1,4-dithiothreitol, DTT)对大豆叶片光系统I(PSI)和光系统Ⅱ(PSⅡ)间激发能分配的影响.结果显示:DTT处理没有影响叶片最大光化学效率(Fv/Fm),但光下叶绿素荧光降低比率(Rfd)下降;强光下,DTT处理叶片PSⅡ开放反应中心激发能捕获效率(Fv′/Fm′)比对照高30%～40%;分配给PSⅠ的激发能比对照叶片低约30%,分配给PSⅡ的激发能比对照叶片高20%左右,激发能分配严重偏离平衡状态;DTT处理叶片PSⅡ的激发能压力(1-qP)较对照高,但非光化学猝灭(qN)明显比对照低;进一步的实验揭示DTT的引入抑制了玉米黄质(Z)的生成和状态转换(qT).据此,推测DTT可能通过抑制天线色素的调节能力导致两光系统间激发能分配失衡.     

外源Ca2＋对高温强光胁迫下灌浆期小麦叶片光合机构运转的影响

灌浆期叶面喷施10mmol·L-1 CaCl2对高温强光胁迫下小麦叶片光合电子传递、放氧速率、叶绿素荧光参数和D1蛋白的影响结果表明,Ca2＋预处理可保护D1蛋白,削弱其降解,提高光系统I（PSI）和光系统Ⅱ（PSⅡ）子传递速率、全链电子传递速率、净光合速率（Pn）、PSII最大光化学效率（Fv/Fm）、PSII实际光化学效率（ΦPSⅡ）和光化学猝灭（qp）,维持较低的Fo,最终导致小麦适应高温强光的能力提高。     

光强对砂仁叶片光合作用光抑制及热耗散的影响

通过测定不同光照条件下砂仁 (AmomumvillosumLour.)叶片气体交换和叶绿素荧光参数 ,探讨了光对其光合机构及其光破坏防御的影响。试验期间 ,上午 11:0 0之前有雾 ,光强较弱。上午砂仁阳生叶净光合速率 (Pn)与下午 (6 .5 3μmol·m-2 ·s-1)相似 ,高于阴生叶 (5 .94μmol·m-2 ·s-1) ,下午阴生叶Pn 高于上午 ,与阳生叶相似。下午砂仁叶片表观量子效率低于上午。其初始荧光 (Fo)、最大荧光 (Fm)、光系统Ⅱ (PSⅡ )最大光能转换效率 (Fv/Fm)、Fm/Fo 及PSⅡ的潜在效率 (Fv/Fo)随日光增强而降低 ,15 :0 0降至最低 ,表明光抑制逐渐加剧。之后随光强减弱这些叶绿素荧光参数升高 ,光抑制得到缓解。与此相反 ,非光化学猝灭系数 (qN)随光强的增加而升高 ,并一直维持在较高水平 ,表明依赖叶黄素循环的保护性反应逐渐增强。阳生叶的光抑制比阴生叶强烈 ,当日遮荫处理使光抑制缓解 ,但各处理间qN 差异不大 ,表明热耗散未受显著影响。结论 :弱光下砂仁叶片即发生光抑制 ,在不同光照下其光抑制的普遍发生 ,是依赖叶黄素循环的保护性反应 ,而非光破坏的结果 ;砂仁叶片叶黄素循环的启动不需过剩光能 ,不同光处理对其影响不大 ;砂仁对光的适应能力较强。     

NaCl胁迫加重强光胁迫下超大甜椒叶片的光系统Ⅱ和光系统Ⅰ的光抑制

快速叶绿素荧光动力学可以在无损情况下探知叶片光合机构的损伤程度,快速叶绿素荧光测定和分析技术(JIP-test)将测量值转化为多种具有生物学意义的参数,因而被广泛应用于植物光合机构对环境的响应机制研究.该文研究了超大甜椒(Capsicum annuum)幼苗在强光及不同NaCl浓度胁迫下的荧光响应情况.与单纯强光胁迫相比,NaCl胁迫引起了叶绿素荧光诱导曲线的明显改变,光系统Ⅱ(PSⅡ)光抑制加重,同时PSⅡ反应中心和受体侧受到明显影响,而且高NaCl浓度胁迫下PSⅡ供体侧受伤害明显,同时PSⅠ反应中心活性(P700+)在盐胁迫下明显降低.这些结果表明,NaCl胁迫会增强强光对超大甜椒光系统的光抑制,并且浓度越高抑制越明显,但对PSⅠ的抑制作用低于PSⅡ.高NaCl浓度胁迫易对PSⅡ供体侧造成破坏,且PSⅠ光抑制严重.     

光和暗条件下低温对黄瓜和水稻叶绿素蛋白质复合体的影响

本试验以黄瓜和水稻幼苗为材料,研究了光照和黑暗条件下低温对植物叶绿素蛋白质复合体的影响。SDS—PAGE电泳结果表明:5℃及12h 280μmol m~(-2)S~(-1)处理2d,Chl-蛋白质复合体的降解明显大于5℃暗低温处理;低温与光照对P700-CPa_1的影响大于LHCP。叶绿素荧光测定表明;5℃及12h 280μmol m~(-2)s~(-1)的处理对PSⅡ的影响亦大于暗低温处理。由此认为:低温与光对植物叶绿体的PSⅠ和PSⅡ都有明显的影响,其机理可能与常温下高光强引起的光抑制相类似;不同的是低温下中等光强就能引起光抑制。因此,在光照低温下往往加剧植物冷害的发生。     

低温光抑制恢复过程中黄瓜叶片PSⅡ活性及其电子传递对PSⅠ的影响

以“津春4号”黄瓜为试材,通过测定黄瓜叶片叶绿素荧光快速诱导动力学曲线和对820 nm光的吸收曲线,结合叶绿素荧光淬灭分析,研究低温光胁迫(4℃,200 μmol·m-2·s-1)6 h后,黄瓜叶片在常温(25℃)不同光强(0、15、200μmol·m-2·s-1)下PS Ⅰ和PS Ⅱ活性的恢复,以及恢复过程中PS Ⅰ与PS Ⅱ的相互作用.结果表明:低温光胁迫6h后,PS Ⅰ和PS Ⅱ发生不同程度的光抑制.在常温恢复阶段,PS Ⅱ活性快速恢复且对光强不敏感;PS Ⅰ活性在弱光下(15 μmol·m-2·s-1)快速恢复,在较强光(200 μmol·m-2·s-1)下恢复较慢.在低温光抑制恢复过程中,常温下PS Ⅱ活性恢复较快可能导致PS Ⅱ向PS Ⅰ的线性电子传递过快,进而抑制PS Ⅰ的活性恢复.因此,在进行黄瓜抗冷性育种时,不应该仅追求较高的PS Ⅱ抗性和较快的PS Ⅱ恢复速度,还应该注意两个光系统活性的协调.在生产中,应当在低温逆境发生及其之后较长一段时间内采取措施降低叶表面光照强度,以利于对植株光合机构的保护和光合活性的恢复.     

氮调控对盐环境下甜菜功能叶光系统Ⅱ荧光特性的影响

采用盆栽试验方法,以NaCl为盐分模拟不同盐度环境,研究了施氮(N)对盐环境下生长的甜菜(Beta vulgaris)功能叶光系统Ⅱ (PSⅡ)荧光特性的影响及光合色素含量的变化.结果表明:在轻度、中度及重度盐环境下,施N均能增大PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、PSⅡ实际光量子产量(Y(Ⅱ))、非调节性能量耗散的量子产量(Y(NO))、相对电子传递速率(ETR)及光化学猝灭系数(qp),且在适宜的施N范围内(0-1.2 g·kg-1)上述参数随施N量的增加而增大.各叶绿素荧光参数光响应的结果表明,随着光强的增加,各处理下调节性能量耗散的量子产量(KNPQ))、ETR及非光化学猝灭系数(NPQ)旱上升趋势,相反,Y(Ⅱ)、Y(NO)及qp则呈下降趋势,在有效的光强范围内(0-1 000 μmol·m-2·s-1)施N提高了甜菜功能叶PSⅡ反应中心的开放程度,并且在高光强下调节PSⅡ耗散掉过剩的光能以避免对其反应中心造成伤害.各盐度环境下施N也显著增加了甜菜功能叶叶绿素与类胡萝卜素含量,增大了叶绿素a/叶绿素b值,且叶绿素与类胡萝卜素含量随施N水平的增加而增加.说明盐环境下施N能够增强甜菜功能叶PSⅡ的活性,提高PSⅡ光能利用率,从而增强其对盐渍环境的适应性.     

光波动频率影响黄瓜幼苗光合作用的机制

自然条件下环境光强往往是波动的,但波动光变化频率影响植物光合作用的机制尚不清楚.为了探讨植物光合作用对波动光频率的响应及机制,本文以黄瓜为材料,对植物生长、叶绿素含量、气体交换、叶绿素荧光以及抗氧化酶进行了研究.结果显示,相对于弱光(T4),强光下(T1, T2和T3)黄瓜株高、生物量、叶面积和比叶重均明显较高,但波动频率增加(T2, T3)能够导致这些参数值降低.强光与弱光处理相比其叶绿素总量较低,且随着波动光频率的提高叶绿素含量轻微下降.强光下的光合速率和气孔导度均高于弱光,不过随着强光波动频率增加,两者呈下降趋势.荧光诱导动力学的结果显示,尽管各处理间光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学效率没有明显差异,但波动频率较大时黄瓜的PSⅡ的电子传递活性略有降低;而且增加强光波动频率还导致光系统Ⅱ天线转化效率(Fv′/Fm′)明显降低和非光化学猝灭(NPQ)大幅增加.此外,强光下黄瓜的酶促抗氧化系统的主要酶活性高于弱光,但波动光频率提高能够降低其活性.因此,提高波动光的频率不仅导致黄瓜光合能力下降,还导致其主要抗氧化酶的活性降低,所以增强的热耗散可能是其应对波动光下过剩激发能的重要机制.此外,本文还对黄瓜适应波动强光和稳态强光的差异进行了讨论.     

银杏叶片光合作用对强光的响应

银杏叶片遭受光量子通量密度（PFD）为1200μmolm-2s-1的强光胁迫后,净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、细胞间隙CO2浓度（Ci）、PSⅡ光化学效率（Fv／Fm）和表现量子效率（AQY）都下降,而叶片在505nm处的光吸收（A505）、初始荧光水平（Fo）和荧光的非光化学猝灭（qN）上升。在去除强光胁迫数小时之后,这些参数都不能完全恢复。这就表明,虽然强光能引起严重的光抑制,可能涉及依赖叶黄素循环的热耗散和一部分PSⅡ反应中心的失活及破坏,但是导致光合速率降低的主要因素仍然是气孔导度的降低。     

杨梅光合作用的低温光抑制

利用便携式调制叶绿素荧光仪和光合作用测定系统研究了短期低温光照对杨梅幼树光合作用的影响。结果表明,低温光照处理后,杨梅叶片的Pn（净光合速率）、Gs（气孔导度）、Fv／Fm（最大的光系统Ⅱ光化学效率）、qP（光化学猝灭系数）和①PSⅡ（光系统Ⅱ的量子产量）下降,Ci／Ca（细胞间隙CO2浓度／环境CO2浓度）、Fo（初始荧光）、qN（非光化学猝灭系数）和（Fi—Fo）／（Fp—Fo）（失活的PSⅡ反应中心数量）上升。此外在同一水平低温下,中等强光（350μmol m^-2s^-1）加剧了PSⅡ反应中心的失活或破坏并且需要更长时间来恢复。这些结果说明低温和有光照条件下引起的杨梅光合作用下降是由于光合机构活性下降所致,即主要是PSⅡ反应中心的失活或破坏：我们推测QA^-（还原态质体醌A）和非还原QB（质体醌B）数量的积累可能是导致PSⅡ反应中心失活或破坏的原因,在低温光抑制过程中非辐射能量耗散对保护光合机构起着重要作用。     

低温强光胁迫下籼粳稻的PSⅡ光化学效率和膜脂过氧化表现

研究了温光胁迫下籼 (OryzasativaL .spp .indica)粳稻 (O .sativaL .spp .japonica)生育后期叶片荧光参数和膜脂过氧化的关系。结果表明 ,低温强光下水稻光合机构中PSⅡ的D1蛋白量下降 ,叶黄素循环组分中环氧玉米黄质 (A)和玉米黄质 (Z)的形成受抑 ,PSⅡ光化学效率 (Fv/Fm)和非光化学猝灭 (qN)明显下降。加之内源活性氧清除剂超氧物歧化酶 (SOD)活性降低 ,超氧阴离子自由基 (O-·2 )和膜脂过氧化产物丙二醛 (MDA)积累增加 ,导致光氧化发生。上述过程在籼粳稻间有明显差异 ,低温强光结合抑制剂处理证明 ,籼稻较粳稻对低温强光敏感和光氧化严重。相关分析表明 ,D1蛋白量分别与Fv/Fm 和 (A Z) / (A Z V)呈极显著的正相关关系 ,Fv/Fm 与MDA呈极显著的负相关关系。据此认为 ,逆境下Fv/Fm是预测光氧化的关键指标 ,D1蛋白合成能力和叶黄素循环的保护作用是其生理基础     

ALA对遮荫条件下西瓜幼苗强光抑制的保护效应

以遮荫生长的盆栽西瓜幼苗为材料,研究了100mg/L5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid,ALA)处理对暗适应叶片转入强光下叶绿素荧光特性的影响.结果显示,遮荫能显著提高暗适应叶片的Fo,降低Fv/Fm和Fv/Fo;正常光照下生长的植株叶片暗适应后转入1500μmol·m-2·s-1作用光强下5min的ΦPSⅡ、qP和Pc分别为0.176、0.399和0.180,约为600μmol·m-2·s-1作用光强下的62%、72%和64%;而遮荫下生长的幼苗叶片暗适应后转入1500μmol·m-2·s-1作用光强下的ΦPSⅡ、qP和Pc分别为0.089、0.301和0.089,仅为600μmol·m-2·s-1作用光强的40%、66%和40%;遮荫还显著降低西瓜叶片暗适应后转入强光1500μmol·m-2·s-1的PCR和qL,同时提高L(PFD).ALA处理能提高遮荫西瓜幼苗叶片PCR、Pc、qL和Hd等荧光参数,降低Ex、ΦNO和L(PFD);SOD活性抑制剂DDC处理降低PCR、Pc、qL和Hd等荧光参数,而ALA处理可以逆转DDC的抑制效应;ALA处理能提高西瓜幼苗叶片SOD、POD和APX活性.研究发现,遮荫导致西瓜幼苗光抑制程度加重,ALA通过增强PSⅠ附近SOD等抗氧化酶活性,促进水-水循环,增加热耗散,减轻光抑制,提高西瓜幼苗叶片的光化学效率,从而对强光下的光合作用起到保护作用.     

转C4光合酶基因水稻株系的抗光氧化特性

用经转入磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)、丙酮酸磷酸二激酶(PPDK)、NADP-苹果酸酶(NADP-ME)、PEPC+PPDK等酶的基因的水稻株系及原种为材料,研究了光氧化条件下的叶绿素荧光特性和膜脂过氧化.光氧化处理后,与原种相比,转C4光合酶基因特别是转PEPC和转PEPC+PPDK基因水稻株系的PSⅡ原初光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ在照光下的实际光化学效率(ФPSⅡ)和光化学猝灭(qp)下降的比原种少,而非光化学猝灭(qN)增加的比原种多,说明在光氧化条件下,转C4光合酶基因水稻株系吸收的光能中有较多的光能转化为化学能,过剩的光能通过热耗散而减轻光破坏;同时转C4光合酶基因水稻株系诱导产生的的内源活性氧清除酶系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)的活性比原种高,从而有效清除水稻叶片内的活性氧(O-2、H2O2),使活性氧积累比原种少,因而膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)产生较少.表明转C4光合酶基因特别是转PEPC和转PEPC+PPDK基因水稻株系耐光氧化能力较强.在光氧化条件下,它们的叶绿素和蛋白质含量下降较少,表现出耐光氧化特性.这些结果为应用生物技术创造耐光氧化种质提供了实验依据.     

高、低温胁迫对牡丹叶片PSⅡ功能和生理特性的影响

以牡丹‘肉芙蓉’离体叶片为试材,以25 ℃为对照,研究了强光(1400 μmol·m-2·s-1)下高温(40℃)和低温(15℃)处理对牡丹叶片PSⅡ光化学活性和生理特性的影响.结果表明:随处理时间的延长,各处理叶片的PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光量子效率(φPsⅡ)和光下开放的PSⅡ反应中心激发能捕获效率(Fv’/Fm’)均持续降低.暗恢复4h后,对照和15℃处理叶片的Fv/Fm基本上完全恢复,而40℃处理叶片仅恢复到处理前的75.5％,即使15 h后也不能完全恢复;强光下40℃处理使PSⅠ和PSⅡ间的激发能分配严重偏离平衡状态.强光下40 ℃处理抑制了超氧化物歧化酶活性,加剧了O2、H2O2、丙二醛的产生,导致叶绿素和可溶性蛋白含量不断下降.说明强光下40℃高温胁迫对牡丹叶片光合机构造成了不可逆的破坏,而15℃低温处理对其光合机构的影响相对较弱.