水稻叶片生育过程中RubisCO活性与光合、光呼吸的关系

水稻生育过程中,ＲｕＢＰ羧化酶活性与光合速率、ＲｕＢＰ加氧酶活性与光呼吸速率、ＲｕＢＰ羧化酶活性与加氢酶活性以及光合速率与光呼吸速率之间是相关的。籼型品种与粳型品种间酶活性的高低及光合、光呼吸速率的高低基本一致,籼型三系杂交稻（Ｆ１）无明显的光合优势。酶的羧化活性的高低只在一定范围内与光合速率的高低平行。在正常生育条件下,酶蛋白的数量不是水稻光合速率的限制因子。     

光呼吸对光合过程中磷代谢的影响

与光呼吸受抑制的 2％O_2浓度下相比,在 21％O_2浓度下.离体甘薯叶细胞光合作用最适介质无机磷浓度较低.另外,在21％O_2浓度下,降低甘薯叶细胞介质 NaHCO_3浓度,叶细胞光下吸收介质~(32)Pi的量减少;降低完整菠菜叶绿体介质 NaHCO_3浓度,乙醇酸形成相对加强,而介质~(32)Pi掺入到有机磷化合物的量则相对减少.这些结果表明,有利于光呼吸的条件,可降低光合对外界Pi的需求量.     

弱有机碱对光合磷酸化的影响

类囊体内部介质可被弱有机碱如吡啶、苯胺、咪唑缓冲,致使[H_(in)~ ] 减少,ΛpH幅度降低,光合磷酸化(PSP)反应被抑制,对苯二胺(p—PD)降低ΛpH,但显著促进PSP反应、在MV或PMS系统中均有此现象;在 MV DBMIB;MV DCMU或PMS DBMIB系统中,p—PDH_2重建ΛpH并恢复PSP反应活力。从p—PD(H_2)既具有弱有机碱性质,又可作为电子供体、氢递体,代替QH_2或PQH_2调节电子传递起转移质子的两种作用,解释了p—PD对ΛpH的抑制,却又促进PSP反应的现象。讨论了PSP反应对[H_(in)~ ],ΛpH幅度大小的依赖关系。     

不同积温对春玉米灌浆期叶片光合性能的影响

以不同抗冷型玉米品种丰单3(抗冷型)和郑单958(非抗冷型)为试验材料,在黑龙江省Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ积温带进行大田试验,研究了不同积温对不同抗冷型春玉米灌浆期叶片光合性能的影响.结果表明: 在3个积温带,丰单3和郑单958抽雄开花期和成熟期按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ积温带顺序依次延长,籽粒容重依次降低;丰单3和郑单958叶片的RuBP羧化酶、PEP羧化酶活性对温度的敏感性不同,其中,丰单3灌浆前期(开花后0~20 d)两种酶活性高,在温度限制区可正常成熟;郑单958灌浆前期和后期(开花后0~10 d、40~60 d)两种酶活性高,中期(开花后10~40 d)对活动积温不敏感,在温度限制区不能正常成熟.两类玉米叶片的光合速率均与开花后0~10 d和30~40 d的活动积温呈显著正相关.3个积温带积温在灌浆初期和后期对春玉米光合性能影响显著,同一品种灌浆期活动积温越高,籽粒产量越高;郑单958产量均高于丰单3.     

光呼吸对光合过程中磷代谢的影响

与光呼吸受抑制的 2％O_2浓度下相比,在 21％O_2浓度下.离体甘薯叶细胞光合作用最适介质无机磷浓度较低.另外,在21％O_2浓度下,降低甘薯叶细胞介质 NaHCO_3浓度,叶细胞光下吸收介质~(32)Pi的量减少;降低完整菠菜叶绿体介质 NaHCO_3浓度,乙醇酸形成相对加强,而介质~(32)Pi掺入到有机磷化合物的量则相对减少.这些结果表明,有利于光呼吸的条件,可降低光合对外界Pi的需求量.     

叶片预照光对光合磷酸化和电子传递偶联效率的促进作用

菠菜叶片经预照光处理后提取的叶绿体,不但光合磷酸化活力增加,而且偶联效率P/O也提高,其提高P/O的作用与多粘菌素的作用不能叠加,叶片预照光可能通过使偶联因子产生漏能减少的变构而提高p/O的。用两阶段光合磷酸化法测得叶片预照光,在促进光合磷酸化时也能促进高能态积累。用CF_1抗体,NEM和五羟黄酮等处理叶绿体的研究表明,叶片预照光引起CF_1的构象变化——γ,亚单位上的SH基内埋而α.β亚单位上的催化中心却更加暴露。活体中的P/O值也许会比一般离体的高。     

外源海藻糖对PEG渗透胁迫下小麦Rubisco及其活化酶的影响

以抗旱品种‘晋麦47’和干旱敏感品种‘郑引1号’为材料,通过室内水培试验研究了外源海藻糖对PEG渗透胁迫下小麦叶片净光合速率、1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubisco)和1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶活化酶(RCA)含量和相关基因表达特性的影响。结果表明:(1)外源海藻糖和渗透胁迫均能显著增加2个小麦品种叶片海藻糖含量。(2)渗透胁迫显著降低了2个品种小麦叶片的净光合速率,而外源海藻糖能显著缓解受胁迫小麦叶片净光合速率的降低幅度。(3)渗透胁迫仅使‘郑引1号’Rubisco大亚基基因(rbcL)相对表达量及相应蛋白含量显著降低;渗透胁迫显著降低了小麦RCAα和β亚基基因相对表达量,并显著降低RCA蛋白含量,而外源海藻糖不能缓解RCA蛋白含量的降低;渗透胁迫显著降低了Rubisco总活性、初始活性、活化状态及RCA活性,而外源海藻糖则能显著缓解上述酶活性的下降。(4)小麦叶片净光合速率与其rbcL、RCAα和β亚基基因相对表达量及Rubisco总活性、初始活性、活化状态及RCA活性均呈极显著正相关关系。研究发现,在渗透胁迫条件下,外源海藻糖主要从翻译后层面对小麦叶片Rubisco和RCA的活性发挥显著保护作用,从而缓解了小麦净光合速率的降低。     

亚硫酸氢钠对大蒜幼苗生长及细胞分裂的作用

研究SO2体内衍生物-亚硫酸钠与亚硫酸氢钠（分子比为3：1）混合液对大蒜幼苗生长和细胞分裂的效应。结果表明：低浓度（0.2mmol/L）的混合液促进幼苗生长,短时间（24h）作用时根尖细胞有丝分裂指数（MI）提高;高浓度（1.5与2.0mmol/L）处理抑制大蒜幼苗生长,细胞周期涎滞,大蒜根尖MI下降,并诱发细胞分裂异常,且呈明显的时间效应与剂量效应关系。     

二氧化硫衍生物对蚕豆幼苗生长和细胞周期的影响

研究SO₂体内衍生物NaHSO₃与Na₂SO₃(1:3,mmol/L)对蚕豆幼苗生长和细胞分裂的影响。结果表明:SO₂衍生物(浓度在0~30mmol/L)对幼苗生长的抑制作用具有剂量效应和时间效应关系,短时间处理效应不明显,处理48h后蚕豆幼根生长抑制,168h后幼苗根上部分长度(芽长)表现生长抑制,根长和芽长与处理浓度间呈负线性相关。SO₂衍生物处理12~36h,导致根尖细胞分裂指数下降,根尖中前期细胞减少,间期、后期和末期细胞增多,表明SO₂衍生物能够阻止细胞进入分裂态,延长分裂过程,这可能是SO₂衍生物处理组根尖细胞分裂指数降低,幼苗生长抑制的主要原因。     

UV-B辐射对雨生红球藻光合特性和虾青素含量的影响及其响应

实验研究了不同强度的UV-B(280-320 nm)辐射对雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)的光合活性、生物量、色素含量、活性氧(ROS)含量和抗氧化酶活性等的影响, 以探讨利用UV-B辐射诱导虾青素生物合成增强的可能性。结果发现, 经UV-B辐射处理后,雨生红球藻的光合活性降低、生物量增长被抑制。UV-B辐射对叶绿素影响不大, 但会改变细胞的类胡萝卜素和虾青素含量:0.1和0.3 W/m2强度的UV-B辐射使细胞中的这两种色素含量升高, 0.5 W/m2组的色素含量短暂升高后恢复到对照水平。中低强度的UV-B可以促进雨生红球藻单细胞虾青素含量的增加, 但由于其对细胞生长的抑制作用, 并不能使虾青素大量积累。随辐射时间延长, 细胞内ROS含量未明显增加,但抗氧化酶(过氧化氢酶和超氧化物歧化酶)活性下降, 雨生红球藻可能主要依靠虾青素来淬灭ROS。以上结果表明, UV-B辐射对雨生红球藻的主要生理生化过程有抑制作用, UV-B辐射既可以诱导虾青素的合成又会消耗一部分虾青素, 对虾青素含量的影响与其强度有关, 而利用虾青素来清除细胞内的ROS可能是雨生红球藻抵御这种不利环境条件的最重要的途径。       

EFFECTS OF LIGHT AND GLYCEROL ON THE ORGANIZATION OF THE PHOTOSYNTHETIC APPARATUS IN THE FACULTATIVE HETEROTROPH PYRENOMONAS SALINA (CRYPTOPHYCEAE)1

The marine cryptophyte Pyrenomonas salina Santore is capable of autotrophic and heterotrophic nutrition. We studied the physiological and ultrastructural changes that accompany the shift between these nutritional modes. The addition of glycerol to batch cultures of P. salina, grown at an irradiance limiting for photoautotrophic growth, increased its growth rate and induced specific biochemical and structural changes in its photosynthetic system. Results from extracted pigment analyses, thin-section electron microscopy, and freeze-fracture electron microscopy indicated that glycerol addition reduced the cell phycoerythrin content, phycoerythrin to chlorophyll a ratio, degree of thylakoid packing, number of thylakoids · cell^?1, and PSII particle size. These properties were reduced to a similar extent in cells grown photoautotrophically under an irradiance saturating for growth. These results are consistent with the hypothesis that enhancement of heterotrophic potential occurs at the expense of light-harvesting ability in glycerol-grown P. salina.     

细胞外钠离子浓度对羊浦肯野纤维膜钠泵活动的影响

采用离子选择电极测量羊浦肯野纤维细胞膜内钠离子活度(~(ai)N_a),细胞间钾离子活度(a~ok)及细胞膜电位(v_m),观察不同浓度低钠,无钙液对其影响,在无钙低钠液中,细胞内Na~+逐出,α~iNa 降低,其变化速率,幅值与[Na]_o 相关,同时也受细胞 a~iNa 初始水平(aiNa(o))的影响。aiNa 下降6min 时的稳态水平与[Na]_o 呈直线正相关,这些结果表明,[Na]_o 降低时,细胞膜钠泵活动加强,细胞内 Na~+逐出增加,其最终结果是使 Na+跨膜梯度维持相对稳定,因而可以认为是 Na~+跨膜梯度而不是单纯的细胞内 Na~+控制膜钠泵活动。在低 Na~+液引起细胞内 Na~+主动逐出增加的同时,细胞膜出现超极化,[Na]_o 愈低,膜超极化程度愈高,从低钠液引起的 a~i_(Na),V_m,α~o_k 变化之间的时程关系看,膜超极化主要由加大的外向泵电流引起,同时发生的细胞间 K~+浓度变化对其也有一定影响。     

根系温度对光核桃幼苗光合机构热稳定性的影响

以光核桃(Prunus mira)幼苗为材料, 通过控制根系温度研究了根系温度变化与叶片脱落酸(ABA)的关系及其对光合机构热稳定性的影响。结果表明: 1)环境高温(37和40 ℃)胁迫下保持根系温度适宜((25±2) ℃)时, 幼苗叶片相对含水量(Relative water content, RWC)下降较少, 但叶片ABA含量低, 超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性低, 过氧化氢(H₂O₂)含量和膜质过氧化水平(丙二醛(Malondialdehyde, MDA)浓度)提高, 最大光化学效率(F_v/F_m)下降程度较大; 2)而同等环境高温(37和40 ℃)条件下根系温度逐步升高时, 幼苗叶片RWC降低, 叶片ABA含量增加, SOD、APX、POD、CAT活性高, H₂O₂含量高, MDA生成量低, F_v/F_m降低程度较小。与37 ℃相比, 40 ℃处理条件下各生理指标变化趋势相似, 但差异加大。因此认为: 高温胁迫条件下, 根系温度适宜时RWC高, 但导致光合机构伤害较重; 根系感受高温胁迫能够增加叶片ABA含量, 有助于保护光合机构、提高光合机构的抗热性。     

桉树脑和柠檬烯对莱茵衣藻光合特性的影响

为了揭示蓝藻挥发性有机化合物（VOCs）中两种主要萜烯类化合物桉树脑和柠檬烯对其他藻类的化感作用,研究了此两种化合物对莱茵衣藻细胞生长、光合素吸收光谱和光合性能的影响。结果表明,莱茵衣藻在1.6和4 mmol/L桉树脑以及0.4和0.8 mmol/L柠檬烯处理24h后,细胞生长受到明显抑制,与对照相比,细胞密度分别降低了16.7%、50.6%、29.1%和44.4%。同时,1.6和4 mmol/L柠檬烯处理会诱导藻细胞全部死亡。此外,莱茵衣藻光合色素在413、433、457和663 nm处的吸收峰均明显降低,光合色素的各成分发生明显降解,叶黄素甚至在0.8 mmol/L柠檬烯处理下完全降解消失。在桉树脑和柠檬烯处理后,莱茵衣藻从O点到P点的荧光强度均低于对照,并且随处理浓度升高而降低。同时,荧光诱导动力学参数中,φP_o、Ψ_o、φE_o、RC/CS_MS、ABS/CS_M、TR_o/CS_M、ET_o/CS_M和PI_ABS均明显降低,而DI_o/CS_M则明显升高,这表明桉树脑和柠檬烯可抑制莱茵衣藻PSⅡ量子产生和电子传递,并使吸收的光能以热的形式进行耗散。由此可见,桉树脑和柠檬烯可能通过引起其他藻细胞光合色素降解、降低光合性能而发挥化感作用。     

甲磺隆对微囊藻生长和光合系统的影响

研究选取了水体常见蓝藻优势种类——铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa PCC7806)作为研究对象, 了解磺酰脲类除草剂甲磺隆(Metsulfuron-methyl)对铜绿微囊藻生长和光合系统的影响。研究表明, 当甲磺隆浓度大于80 mg/L时, 对铜绿微囊藻的生长具有显著抑制。通过回归分析和Probit分析, 甲磺隆对铜绿微囊藻生长的EC₅₀为81.998 mg/L。细胞色素研究结果显示, 实验第6天, 各浓度处理下单位细胞内Chl.a和类胡萝卜素含量均低于对照组, 且当甲磺隆浓度为80 mg/L时, 单位细胞内类胡萝卜素含量显著低于对照组。快速叶绿素荧光诱导动力学变化结果分析显示, 实验第6天甲磺隆胁迫下单位反应中心捕获的用于电子传递的能量(ET₀/RC)及单位反应中心用于电子传递的量子产额(φE₀)受到显著抑制, 综合细胞色素变化结果显示, 甲磺隆能显著抑制光合系统反应中心电子受体侧电子性能。综上所述, 甲磺隆可能作用于光合系统反应中心电子受体侧, 从而对铜绿微囊藻光合系统造成影响。     

土壤水分亏缺对陆地棉花铃期叶片光化学活性和激发能耗散的影响

 为了探讨水分亏缺对叶片光合机构光化学量子效率和非辐射热耗散的影响,在新疆气候生态条件下,采用膜下滴灌技术精确地控制滴水量,实 现不同程度的土壤水分亏缺,系统测定了不同水分条件下陆地棉（Gossypium hirsutum）叶片叶绿素荧光参数、叶片接受光量子通量密度 （Photon flux density, PFD）、叶片温度（Leaf temperature, T_leaf）以及叶片水势和叶绿素含量的变化。研究表明：轻度水分亏缺（田间 持水量的 55%～60%）叶片接受的PFD与对照（田间持水量的70%～ 75%）无差异,T_leaf略高于对照;中度水分亏缺（田间持水量的40%～45%） 在12∶00 (北京时间,下同)以前叶片接受的PFD和对照无差异,随后显著低于对照,T_leaf在整个日变化中均高于对照。 不同水分处理对 黎明 前叶片PSⅡ最大光化学效率（The maximum photochemical efficiency of PSⅡ, F_v/F_m）没有影响。轻度水分亏缺叶片的实际光化学效率（PS Ⅱ photochemical efficiency,φPSⅡ）、表观电子传递速率（ Electron transport rate, ETR）和光化学猝灭系数（Photochemical quenching,q_p）的日变化与对照基本一致,非光化学猝灭系数（Non-photochemical quenching, NPQ）在12∶00以前和14∶00以后显著低于对 照,在12∶00～14∶00和对照无差异。中度水分亏缺叶片的φPSⅡ、ETR和qp在12∶00才显著降低,此后由于叶片出现暂时萎焉、下垂,所接受 的PFD减弱,叶绿素荧光参数缓慢恢复,且高于对照;NPQ在12∶00 以前显著高于对照,14∶00略高于对照,此后低于对照。水分亏缺导致中午 叶片水势和叶绿素a、叶绿素b含量降低,但叶绿素a/b比值升高。因此,在田间条件下,陆地棉可通过叶片萎焉下垂运动和叶绿素含量的变化调 节叶片对光能的捕获,以及通过光合电子传递、热耗散水平的变化来适应水分亏缺的逆境。在中度水分亏缺条件下,陆地棉叶片萎焉下垂运动 的被动调节减少了过量激发能对光合机构的伤害,保证了光合机构的正常运转。