FLUORESCENCE YIELD OF CHLOROPHYLL A AND PHOTOCHEMICAL ACTIVITIES OF ISOLATED CHLOROPLASTS

1. Effect of various treatments on the fluorescence yield of chlorophyllo in isolated chloroplasts was studied in relation to the activitiesof the HILL reaction and the ascorbate photooxidation.
2. CMUand o-phenanthroline showed no appreciable effect on thefluorescenceyield at the concentration which completely inhibited the HILLreaction.
3. 0.01% SDS was sufficient to inactivate the HILLreaction completelyand caused a 40% decrease in the fluorescenceyield, althoughno shift of the absorption and fluorescencebands could be observed.At higher concentrations of SDS, thefluorescence yield increasedby more than three times the originalvalue and the absorptionand fluorescence bands shifted by 5rap toward the shorter wavelengthside.
4. Ultraviolet irradiation,incubation at pH 9.2, heating at 40and digestion with trypsinresulted in loss of the HILL activityand decrease of the fluorescenceyield.
5. The DPIP-mediated photooxidation of ascorbate was enhancedbyheating broken chloroplasts at 55 for 5 min, and inactivatedat 70. The photooxidation of ascorbate in the absence of thedye was inhibited by 60% on heating at 55. The o-phenanthroline-sensitivephotooxidation of ascorbate was inactivated at 55. The o-phenanthroline-resistantphotooxidation of ascorbate was rather thermostable. The fluorescenceyield was reduced by 40–50% at 55.

¹ Present address: Biological Laboratory, General EducationDepartment, Kyushu University, Otsubo-machi, Fukuoka.     

NONDESTRUCTIVE TRACING OF MIGRATORY RHYTHMS OF INTERTIDAL BENTHIC MICROALGAE USING IN VIVO CHLOROPHYLL A FLUORESCENCE1,2

In vivo chlorophyll (Chl) a fluorescence was measured in undisturbed intertidal sediments with the purpose of tracing the vertical migratory rhythms of benthic microalgae. A pulse amplitude fluorometer, an instrument which does not require physical contact with the sample, was used, thus allowing successive measurements to be taken on the same sample without causing any type of disturbance to the sediment structure. The basis of the method is the possibility to detect changes in the Chl a concentration near the sediment surface caused by the vertical movement of the microalgae. This requires the verification of two conditions: the possibility to follow changes in the sediment Chl a content from fluorescence intensity, and a sediment photic depth smaller than the vertical distances covered by the moving microalgae. Both conditions were experimentally verified in intertidal muddy sediments of the Tagus estuary, Portugal. In vivo fluorescence was shown to vary linearly with the sediment Chl a content, and the sediment photic depth was estimated to reach 0.27 mm, a value clearly smaller than the reported depths for microalgal migrations. Sediment samples kept under in situ conditions exhibited large hourly Variations (over 400%) in the Chl a fluorescence intensity, which were closely synchronized with the daytime periods of emersion. The rhythmic fluctuations in Chl a fluorescence were confirmed further to represent microalgal migration by (1) its endogenous nature (fluorescence continued to follow diurnal and tidal cycles after removal of environmental stimuli), (2) its dependence on the vertical distribution of the microalgal population within the sediment (vertically homogenized samples failed to display fluorescence variations), and (3) the lack of significant temperature and light effects on the fluorescence emission under in situ conditions (tested in three species representative of the main groups found in the studied microphytobenthic communities—the diatom Phaeodactylum tricornutum (Böhlin), the cyanobacterium Spirulina maxima (Setch. et Gard.), and the euglenophyte Euglena granulata (Klebs) Lemm.). The results obtained indicate that, in spite of the potential concurrent effects of factors other than the Chl a concentration on the fluorescence intensity, in vivo Chl a fluorescence can be used to trace nondestructively the migratory behavior of benthic microalgae.     

水分胁迫对小麦叶绿素a荧光诱导动力学的影响

利用调制式荧光动力学分光光度计研究了水分胁迫对小麦叶片及叶绿体的叶绿素α荧光诱导动力学的影响.结果表明,水分胁迫对小麦光合作用的损伤是多部位的,它影响了PSⅠ活性、PSⅡ活性以及CO_2同化.对于PSⅡ的损伤部位除了它的氧化侧处,还可能损伤了PSⅡ反应中心.     

高温对生长在加富CO2条件下水稻离体叶片叶绿素荧光的影响

４个水稻品种ＩＲ７２、植朝２号、特三矮２号和Ⅱ优４４８０栽种于两种ＣＯ２浓度（３５０μＩＬ＾－１、６００μＩＬ＾－１）下,将其离体叶片不同温度（３０、３５、４０、４５、５０℃）处理３０ｍｉｎ后,其细胞膜渗漏率随处理温度的升高而上升,ＩＲ７２和桂朝２号在４０～４５℃之间有一个急剧上升的折点,而特三魏２号和Ⅱ优４４８０的折点则在４０～５０℃之间,Ｅｖ／Ｆｍ,Ｆｖ／Ｆｏ．ΦＰＳⅡ和ａＰ随处理温度的升高而     

模拟酸雨对龙眼叶片气体交换和叶绿素a荧光参数的影响（英文）

 研究了模拟酸雨对龙眼(Dimorcarpus longana)叶片气体交换和叶绿素a荧光参数的影响,结果表明：酸雨胁迫抑制龙眼光合作用,受胁迫叶片光补偿点上升。pH 3.0的酸雨处理6 h后叶片气体交换和叶绿素a荧光参数下降,停止处理后72 h可以恢复。pH 2.5的酸雨处理6 h后净光合速率（Pn）、气孔导度(Cs)、蒸腾速率（Tr）,叶绿素a荧光参数Fv/Fo、Fv/Fm、PSII非环式电子传递的量子产量（ΦPSⅡ）、荧光下降比值（Rfd）、非光化学猝灭系数（qN）和光化学猝灭系数（qP）急剧下降,停     

基于叶绿素荧光探讨链霉素对念珠藻生长及光合毒性效应

为了探究不同浓度链霉素对念珠藻生长和光合的毒性效应, 研究对不同浓度(0、0.05、0.1、0.2、0.5和1.0 mg/L)链霉素处理下念珠藻的生长、叶绿素荧光进行了测定。结果发现, 培养至96h, 链霉素对念珠藻的EC₅₀(96h-EC₅₀)为(0.13±0.037) mg/L。与对照组相比, 各链霉素浓度处理下叶绿素a的含量显著降低。最大光化学效率(φP₀)、可变荧光(F_v)、PSⅡ的潜在活性(F_v/F₀)、单位面积上有活性的反应中心(RC/CS₀)、以吸收光能为基础的性能指数(PIabs)及反应中心吸收的光能用于电子传递的量子产额(φE₀)均随着链霉素浓度的升高而降低。然而, 单位叶绿素最大荧光(F_m/Chl. a)、每个有活性的反应中心吸收的光能(ABS/RC)和热耗散(DI₀/RC)则随着链霉素浓度的升高而增加。当链霉素浓度大于0.1 mg/L时, 叶绿素荧光动力学曲线出现K点的出现。结果表明链霉素可能通过抑制光合系统Ⅱ(PSⅡ)的电子传递和减少有活性的反应中心来影响念珠藻的生长, 也暗示了高浓度链霉素对藻类的生长具有抑制作用。     

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     

广州市大气污染对两种绿化植物叶绿素荧光特性的影响

研究了广州市工业生产区 (CS)、交通枢纽区 (GC)、居民生活区 (GP)和清洁对照区 (BY)等 4个大气采样点栽种的两种绿化植物大叶紫薇 (Lagerstroemiaspeciosa)和白兰 (Micheliaalba)叶绿素荧光特性的差别。综合污染指数表明 4个研究地点的污染程度由大到小的顺序为交通枢纽区 (GC) >工业生产区 (CS) >居民生活区 (GP) >清洁对照区 (BY)。不同污染地点大叶紫薇和白兰叶片的叶绿素含量、Fv/Fm、Fv/Fo,ΦPSⅡ和qP随污染程度的加剧而减少 ,细胞膜渗漏率和qN则上升。白兰这些参数的减少或增加的幅度大于大叶紫薇。用外源NaHSO3 或MV处理这两种植物时 ,细胞渗漏率的增加量和叶绿素含量下降量都是白兰大于大叶紫薇。结果表明绿化植物叶绿体光系统II活性和膜系统完整度的下降与其生长地点污染程度的加剧是一致的 ,大叶紫薇的抗污染能力大于白兰     

叶绿素荧光动力学检测塑化剂对尖细栅藻的毒性效应

以汉江水华藻类尖细栅藻Scenedesmus acuminatus为材料, 研究了塑化剂(邻苯二甲酸二异辛酯, DEHP)对其光合系统的毒性效应。以不同浓度的DEHP处理S.acuminatus, 分析其光合系统电子传递特征及相关参数, 以及快速叶绿素荧光诱导动力曲线, 发现低浓度的DEHP (10 mg/L)对S.acuminatus活性反应中心的电子传递链中QA-的还原有促进作用, 而高浓度(50100 mg/L)则显著抑制; 光合活性则与DEHP浓度呈效应-剂量关系, 最大光化学效率降低; 同时DEHP显著降低SOD活性, 增加MDA含量, 而且随DEHP浓度升高, 处理时间的延长, 效果越明显。研究结果表明, DEHP处理对S.acuminatus的光合系统传递链和抗氧化系统有一定的影响,说明快速荧光动力方法能够应用于DEHP毒性效应的快速检测。     

叶绿素荧光技术在植物环境胁迫研究中的应用

近年来叶绿素荧光技术在植物,包括藻类对各种环境胁迫响应的机理和应用研究中起着越来越重要的作用．本文简述了这方面的部分工作和进展．     

A CHLOROPHYLL FLUORESCENCE INDEX TO ESTIMATE SHORT‐TERM RATES OF PHOTOSYNTHESIS BY INTERTIDAL MICROPHYTOBENTHOS1

An index based on chl a fluorescence quenching analysis was tested as a predictor of photosynthetic rates of undisturbed intertidal microphytobenthic assemblages. The fluorescence index, P_fluo, was derived from the combination of different chl a fluorescence parameters chosen to represent the two main sources of short‐term variability in the community‐level microphytobenthic photosynthesis: 1) the quantum yield of photosynthesis of the microalgae present in the photic zone of the sediment, φP, and 2) the community‐level efficiency of photosynthetic light absorption, ?, determined by the microalgal concentration in the photic zone. Variations in φP were traced by the fluorescence index ΔF/F_m′ (the effective quantum yield of charge separation at PSII), whereas changes in ? were followed by the fluorescence parameter F_o (dark or minimum fluorescence level). Gross photosynthetic rate, P, and fluorescence parameters were measured nondestructively and simultaneously under in situ conditions, on the same samples, using oxygen microelectrodes and pulse amplitude modulation fluorometry, respectively. Despite the large and uncorrelated hourly variability in irradiance, photosynthetic rate, and fluorescence parameters included in P_fluo, highly significant correlations between P_fluo and P were found for all the sampling periods, encompassing hourly, biweekly, and seasonal time scales. The variability in P explained by P_fluo ranged from 84.3% to 91.4% when sampling periods were considered separately and reached 81.1% when all data were pooled. The results of the study show that despite its simplicity, the index P_fluo can be used to trace short‐term variations in the photosynthetic rate of undisturbed microphytobenthic assemblages undergoing rhythmic vertical migration.     

藻类光合作用PSI色素蛋白复合物结构及长波荧光特性

综述了藻类光合作用ＰＳＩ色素蛋白复合物结构及长波荧光特性的研究进展,并同高等植物进行了比较。藻类ＰＳＩ结构和长波荧光的多样性同高等植物ＰＳＩ的同一性形成鲜明对比。认为藻类ＰＳＩ的这种多样性可能具有门类特征。对藻类和高等植物的ＰＳＩ进行比较研究,将有助于了解ＰＳＩ的结构、功能和进化。     

昼夜温差对三角褐指藻和赤潮异弯藻生长和叶绿素荧光特性的影响

为研究昼夜温差对三角褐指藻和赤潮异弯藻生长的影响,研究设置3个温度水平[培养温度为22℃、18℃和22—18℃(光-暗周期),分别记为22℃处理组、18℃处理组和22—18℃处理组]对2种藻进行分批和半连续培养.结果表明:(1)在3个温度处理下,分批培养时,和18℃相比,22—18℃降低了三角褐指藻在平台期的细胞密度,...     

海水处理对不同产地菊芋幼苗光合作用及叶绿素荧光特性的影响

种植抗盐耐海水经济作物是合理开发利用沿海滩涂和海水资源、培育耐盐植物的有效措施之一。该研究以不同产地菊芋(Helianthus tuberosus)为试验材料研究了海水处理对菊芋幼苗生长、光合作用和叶绿素荧光特性的影响。结果表明:1)随着海水浓度的增加,各地菊芋幼苗根、地上部的鲜重和干重均降低,但盐城菊芋幼苗地上部和根鲜重及干重降低的幅度小于武威和烟台菊芋幼苗。2)随着海水浓度的增加,各地菊芋叶片的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、水分利用效率(WUE)、气孔导度(G_s)和气孔限制值(L_s)均降低,而细胞间隙CO₂浓度(C_i)增大,且在各处理下盐城菊芋较武威和烟台菊芋叶片P_n和T_r大,而盐城菊芋在15%海水处理下,WUE和C_i较武威及烟台菊芋低,G_s和L_s较武威和烟台菊芋高。3)随着海水浓度的增加,各地菊芋叶片的初始荧光(F_o)、最大荧光(F_m)、可变荧光(F_v)、恒态荧光(F_s)、恒态荧光与初始荧光差值(ΔF_o)、PSⅡ潜在光化学效率(F_v/F_o)和PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)均降低,且在各处理下盐城菊芋较武威和烟台菊芋叶片F_m、F_v、F_s、F_v/F_o大。随着海水浓度的增加,盐城菊芋叶片电子传递速率(ETR)、光化学荧光猝灭系数(q_P)和光化学速率变化幅度不大,武威和烟台菊芋在30%海水处理下显著下降,较盐城菊芋小,各处理下菊芋叶片的PSⅡ实际光化学效率(Φ_PSⅡ)变化也不一致,盐城和武威菊芋叶片的Φ_PSⅡ在15%海水处理较0和30%海水处理下大,而烟台菊芋叶片的Φ_PSⅡ在0海水处理下最大。4)随着海水浓度的增加,各地菊芋叶片的叶绿素a(Chla)含量均降低,而叶绿素b(Chlb)含量没显著差异,且在各处理下盐城菊芋较武威和烟台菊芋叶片Chla含量大,武威和盐城菊芋叶片的Chla/Chlb比值均降低,烟台菊芋叶片的Chla/Chlb比值在0和15%海水处理下没差异。可见海水处理对菊芋幼苗生长发育、光合作用和叶绿素荧光特性均有影响,随海水浓度的增加,其效应越明显,但对各来源地菊芋幼苗的影响不一致,盐城菊芋幼苗表现为更耐海水。     

冷冻温度对冬小麦叶绿素a荧光诱导动力学和光化学活性的影响

研究了人工冷冻温度(-13℃,暗中,2.5小时或16小时)预处理对冬小麦叶片和叶绿体的叶绿素a荧光诱导动力学和光化学活性的影响.结果表明在小麦叶片的光合作用中,Q以后的光合电子传递对冷冻温度处理最敏感,短时间(2.5小时)处理即可使其阻断;在此条件下几乎不影响水裂解过程和光系统Ⅱ活性;光系统Ⅰ活性也仅稍受抑制.当16小时低温处理时,水裂解过程及光系统Ⅱ活性均受到严重影响.冷冻温度与DCMU对小麦叶片Chl a荧光诱导动力学曲线影响的对比研究表明,二者对光合电子传递链抑制的部位不同,冷冻温度阻断的部位是在DCMU抑制的部位—Q_B的还原侧.     

两种杂交杨叶绿素荧光特性及光能利用

比较研究了伊犁地区两种杂交杨伊犁杨1号(Populus deltaids‘cv-64’ (P64))和伊犁杨小叶杨(P. simonii canaden×P. russkii-9(Jia))对太阳辐射光能的利用和耗散特性。两种杂交杨光合速率(P_n)的日变化均呈现双峰型, 高光量子通量密度(PFD)阶段P_n达到20.1%的差距; 实际最大光化学猝灭ΦPSII日变化均呈“U”型, 于16:30时, P64的ΦPSII达到最低值, 而Jia的值于14:30时达到最低(Jia>P64); 光合系统的闭合程度(L)在14:30时均出现一个短暂回落, 全天平均闭合程度无显著差异(p>0.05)。非光化学猝灭系数(NPQ)在16:30同时达到最大值(Jia>P64), 两者NPQ全天相差31.7%。叶片转化吸收太阳能热能耗散(E.D)和光化学反应转化的光能量(E.P)进行估算表明: 在PFD较低的环境条件下, 两种杂交杨将吸收的光能50%以上用于光化学猝灭; 在PFD较高的环境条件下, P64的E.P值比例大于Jia, 两者全天的E.P值没有太大的差异, P64的E.D值显著大于Jia的E.D值(p>0.01), 而P64的E.D值占全天转化能量的比例小于Jia。P64和Jia的E.P达到最大的估算值时, 其E.D也达到了最大。分析结果表明: 两种杂交杨对高光能形成不同的适应机制, P64利用更多的太阳能进行光化学猝灭反应, 而Jia利用更多的太阳能进行非光化学猝灭反应, 减缓强太阳辐射伤害; 两种杂交杨用于光化学能量分配的比例P64大于Jia, 而P_n值在强辐射阶段和全天平均值、累积值均出现Jia>P64。结果证明, 仅通过杂交杨本身叶绿体对光的荧光特性反应计算接收到的光能中有多少能量被利用与实际植物光合速率的转化的干物质存在一定的差异, 两种杂交杨光化学实际固定碳和转化光能的多少的内在关系需进一步的研究。     

倪氏拟多甲藻叶绿素荧光活性对环境因子的响应

采用叶绿素荧光分析技术探讨了温度、pH、光强对水华优势种倪氏拟多甲藻光合活性的影响。结果表明, 倪氏拟多甲藻光系统Ⅱ的量子产量Y(Ⅱ)和最大光化学效率(Fv/Fm)随温度(7.5-20.0℃)升高而显著增加(P0.05), 在低温下电子传递速率未受阻, 细胞在7.5-20.0℃内均有高光合活性; 10.0 ℃下的光合活性随pH增大先升高后降低, 峰值出现在pH 7.3时, 光合活性顺序为: 弱碱性 中性 酸性; 快速叶绿素荧光动力学曲线分析显示pH 7.3下的光合活性为典型OJIP曲线, 其他pH下PSⅡ反应中心、电子受体库受损, 显示该藻适应较窄的pH范围, pH7.0-8.0内是其适宜的条件; 快速光响应曲线显示其半饱和光强Ek为385.52 mol photons/(m2s), 表明其具有高光饱和点, 耐受高光强。研究表明藻细胞光合活性对温度和光强变化有较强适应性, 对pH的变化敏感, 弱碱性条件是其光合作用的适宜条件; 低温时细胞通过环式电子链提高光化学效率, 降低高光强可能带来的光损伤; 弱酸性(pH 5.0)会同时损伤其光系统Ⅰ和光系统Ⅱ, 造成其光化学效率的显著下降;倪氏拟多甲藻在低温和高光强下的独特光合特性使其在春季淡水水体中占据竞争优势, 是其形成水华的内在原因。     

用体内叶绿素a荧光诱导动力学鉴定番茄的抗冷性

研究了冷害温度对具有不同抗冷性品种的番茄叶片的体内叶绿素ａ荧光诱导动力曲线的影响。实验结果指出,在低温处理（８℃,５℃,２℃下,暗中２４小时）后,番茄叶片的体内叶绿素ａ荧光诱导动力学曲线有了明显的改变,Ｆｖ／Ｆｏ值、Ｒｆｄ值降低了,光系统Ⅱ原初光能转换效率和潜在的光合活力均受到抑制。我们在苗期和开花期得到的实验结果均表明,在番茄叶片的叶绿素ａ荧光诱导动力学曲线和这些荧光参数改变的程度与该品种的已知抗冷性之间呈现较好的相关性。我们认为,体内叶绿素ａ荧光诱导动力学方法是鉴定番茄抗冷性的一个快速、灵敏和可靠的方法,并可用于其他绿色植物的抗冷性鉴定中