紫细菌光合机构及光合作用基因的表达调控

紫细菌是研究细菌光合作用的重要生物.介绍了紫细菌光合机构捕光色素蛋白复合体Ⅰ(light-harvestingⅠ)、捕光色素蛋白复合体Ⅱ(1ight-harvesting Ⅱ)和光化学反应中心(reaction center)的结构,并探讨了其光合作用基因的转录调控机制,重点阐述了PpsR/AppA系统对紫细菌光合作用基因的转录调控.     

紫细菌光合机构及光合作用基因的表达调控

紫细菌是研究细菌光合作用的重要生物。介绍了紫细菌光合机构捕光色素蛋白复合体Ⅰ(light-harvesting I)、捕光色素蛋白复合体Ⅱ(light-harvesting II)和光化学反应中心(reaction center)的结构, 并探讨了其光合作用基因的转录调控机制, 重点阐述了PpsR/AppA系统对紫细菌光合作用基因的转录调控。     

不同紫细菌光合基因表达调控机制异同

紫细菌是一类可以进行不放氧光合作用的原核微生物,可以利用光能产生ATP并为其生长代谢提供能量。其光系统由一系列色素及蛋白组成的复合体组成,并由一系列光合基因如puc、puf、bch和crt等编码。紫细菌光合相关基因的表达主要受到外界氧化还原信号及光照的影响,然而不同紫细菌光合基因表达调控机制具有明显的多样性。以球形红细菌与沼泽红假单胞菌为重点,介绍了近年来几种光合基因表达调控系统如Pps R/Crt J型调控蛋白、双组分磷酸化调控系统、CRP-FNR型调控蛋白等在紫细菌中的研究进展。通过系统深入分析这些调控通路在不同紫细菌中的特征及功能,发现不同菌株中类似调控通路通常具有相似功能,但又各具特点。旨为对进一步了解紫细菌光合基因表达调控机制并为其应用研究提供参考。     

离体叶绿体释氧反应中锰的必需性

近年来,结合离体叶綠体光合作用的研究,已可将光合作用整个过程大致分为三个主要部分:(1)水光解和释氧的释放;(2)光合磷酸化;(3)二氧化碳的固定和还原。可以认为,离体叶綠体加入氧化剂时在光下的释氧反应(即希尔反应),是光合作用水光解和释氧过程在体外的表现,这已在量子需要量(殷宏章等,1961;French等,1945)、光饱和现象(Hill等,1940)、有效光谱成分(陈绍龄,1952)、抑制剂效应(Macdo     

不产氧光合细菌光合色素的光氧调控机制

[目的]为不产氧光合细菌光合色素研究提供可行的较系统规范的研究方法和数据,揭示固氮红细菌(Rhodobacter azotoformans 134K20)光合色素光氧适应性机制.[方法]采用光谱法和色谱法对光和氧调控下的类胡萝卜素和细菌叶绿素合成代谢进行了研究.[结果]134K20菌株光照好氧时细胞得率最高.光照厌氧时主要合成3黄、1红、1紫、2绿、2蓝9种色素,黄色素大量表达.有氧时红色素大量表达,且启动2种新的红色素和1种新的紫色素表达,而黄色和蓝绿色素则受氧抑制.黑暗好氧主要合成2黄、3红、2紫、1绿、1蓝9种色素,但不同于光照厌氧.光照好氧时黄色素减少到1种,紫色素含量增加,其余同黑暗好氧.[结论]固氮红细菌(Rhodobacter azotoformans 134K20)是通过PpsR调节途径来调节光合基因表达的.黄色和红色素属于类胡萝卜素.黄色素1属于球形烯系列,其余两种黄色素是新的类胡萝卜素组分.红色素为新的球形烯酮组分,3种红色素极性、峰形和峰位差别显著,正己烷能显示其精细结构.紫色为极性较大的细菌脱镁叶绿素,绿色和蓝色为4种极性不同的细菌叶绿素a中间产物.乙醚甲醇法适合类胡萝卜素的提取,丙酮甲醇冰冻研磨法能快速有效完全提取光合色素.溶剂效应可有效鉴别细菌叶绿素a中间产物.     

光合放氧系统的结构和放氧过程

对自然界从厌氧细菌的光合作用到放氧植物的光合作用作一简单介绍,并着重阐明光合放氧系统的结构和放氧的过程,以及锰、氯、钙与氧释放的关系。     

光合细菌对鲤养殖水体生态系统的影响

光合细菌(Photosynthetic Bacteria,简称PSB)是一种不放氧光合作用的细菌总称,近年来,光合细菌在理论和应用上都受到了广泛的重视,一方面由于它是研究光合作用的理想材料,另一方面,它又有广泛的应用价值.光合细菌在处理高浓度有机废水,生产单细胞蛋白,水产养殖和禽畜饲养,改善植物营养状况等方面已有不少报道1-4,本文研究了光合细菌在鲤养殖水体中的增殖和分布规律以及它对水体中异养细菌、浮游动物及水质的影响,以阐明光合细菌在该生态系统中的作用.       

紫色非硫光合细菌Rhodopseudomonas capsulata铁氧还蛋白(Ferredoxin)一些特性的研究

作者报导了(朱长喜等1980)从紫色非硫光合细菌Rhodopseudomonas capsulata N-3菌株中,分离纯化获得了聚丙烯酰胺凝胶电泳纯的铁氧还蛋白(Ferredoxin),通过对其生物活性、分子量的测定,铁、硫含量的化学分析以及电子自旋共振波谱(EPR)的研究,确认它是具有8Fe—8S簇活性中心结构的铁—硫蛋白。已知铁氧还蛋白的生物化学特性随它的来源有变化,因而表现它作为电子传递载体,在光合作用、生物固氮、氢代谢等方面的电子传递过程中,行使的功能也有差异(Rao和Hall 1977),为了进一步研究Rps.capsulata铁氧还蛋白的生理功能,我们测定了它的氨基酸组份,克分子消光系数以及与细菌载色体光合膜的结合状态等生化特性。     

温度变化对藻类光合电子传递与光合放氧关系的影响

由于直接测定藻类的光合速率耗时且不方便,研究者们常通过测定藻类光合电子传递速率的方式来间接反映其光合速率,理论上,以氧气产生来度量的总光合速率（PGross）与电子传递速率(ETR)之间应该存在很好的线性关系。然而,由于温度的变化会影响藻类的光呼吸等耗氧的生理过程从而影响光合作用中的氧气释放,因此温度可能会对PGross与ETR之间的线性关系产生影响。研究了温度变化对蛋白核小球藻（Cholorella pyrenoidosa）、菱形藻（Nitzschia sp.）和水生集胞藻（Synechocystis aquetilis Sauv.）的总光合放氧速率（PGross）与电子传递速率(ETR)之间比率的影响,结果表明PGross/ETR随温度的升高而降低,低温条件下PGross/ETR比值较高,说明在相同的电子传递速率的情况下水的光裂解产生的氧有更多的可以释放出来;在高温条件下PGross/ETR比值相对较低,说明高温条件下可能有相对更多的水光裂解产生的氧被用于耗氧的生理过程而没有释放出来。研究表明当温度发生变化时,光合放氧与电子传递之间并不呈线性关系,这说明将ETR作为实际光合生产的评价指标时要谨慎,不能不加分析地直接应用。     

最大或然数法在光合细菌计数中的应用及效果研究

1引言光合细菌(photosynthetic bacteria,PSB)是能进行不放氧光合作用的一大类细菌的总称,属水圈微生物,广泛分布于地球生物圈,无论江、河、湖、海,水田、旱地都有存在[3].光合细菌在水体自净、调节微生态平衡、促进动植物生长、增加产量和提高产品质量、防病、固氮等方面具有重要作用[3,22].近年来,光合细菌菌剂在水产养殖、家畜养殖、污水处理及植物生产上的应用日益广泛[3,13,19,27,28,31],相继推出多种产品,包括单菌菌剂、复合菌剂,剂型上有液体菌剂、浓缩菌剂和固体菌剂(粉剂)等[20].为保证产品质量和应用效果,有必要对光合细菌菌剂…     

胶质红假单胞菌L菌株所含红色素吸收光谱的鉴定

广泛分布在自然界中的能够营行光合作用的一类水生细菌,虽属于进行光合作用的生物之一类,但他们回异于高等植物和藻类;仅以其所含的光合色素而论,该菌群除含有菌绿素(Bacteroichlorophvll)外,类胡萝卜素亦为重要成份。随菌种不同,菌体内含有的菌绿素和胡萝卜素的种类和数量亦不同,因而呈现不同的颜色,可做为光合细菌菌种鉴定的一种辅助手段,用为菌种命名的参照依据。本文从筛选净化水质的优良菌株出发,报道从沈阳地区分离的胶质红假单胞菌L菌株所含红色类胡萝卜素的吸收光谱鉴定,作为该菌株细菌学分类地位的辅助依据,进而阐明所含红色素的类别和特征。为有用天然色     

从光合作用特性看铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的竞争优势

通过测定净光合放氧速率,研究了温度、光照和pH对铜绿微囊藻(M icrocystis aeruginosa)和玫瑰拟衣藻(Chlorom onas rosae)光合作用的影响。两种藻的光合放氧速率都随着温度的升高而加快,在10~35℃范围内,铜绿微囊藻净光合放氧速率随温度升高而直线上升,其最适温度高于35℃,而当温度高于30℃后玫瑰拟衣藻的净光合放氧速率迅速下降;两种微藻的光合放氧速率-光强变化曲线有所不同,铜绿微囊藻光饱和点在500μmol.m-2.s-1附近,光强达到900μmol.m-2.s-1时仍无光抑制现象发生,玫瑰拟衣藻光饱和点在630μmol.m-2.s-1附近,当光强进一步升高,光合放氧速率开始下降;铜绿微囊藻最适pH值是10.0,在pH值6.5~11.5范围内,光合放氧都很活跃,变化幅度不大,玫瑰拟衣藻最适pH值7.0,偏酸或偏碱光合放氧都迅速地下降,pH高于10.0出现了负值。比较两种藻的光合作用特性,铜绿微囊藻光合作用具有3个特点:(1)适应温度范围宽,对高温具有良好的适应性,并且光合作用随温度的升高显著提高;(2)光饱和点低,光合作用活性高,能在弱光环境中高效地进行光合作用,并且抗强光伤害;(3)对pH变化具有超强的适应能力,在中性和碱性环境中,都能进行活跃的光合作用。铜绿微囊藻在光能利用、温度和pH适应性方面的特点,可以使其快速生长繁殖,积累大量的生物量,在与其它藻类的竞争中占据显著的优势。     

外源硫化氢对冷胁迫下白菜幼苗生长和光合作用的影响

硫化氢(H2S)是调节植物生长发育和响应胁迫的重要气体信号分子,为了增加对白菜(Brassica rapavar.pekinensis)应答冷胁迫生理机制的理解,该研究分析了4℃冷胁迫条件下外源H2S(5μmol·L-1硫氢化钠水溶液熏蒸24h)预处理对白菜幼苗生长、光合作用以及相关基因表达水平的影响。结果发现:(1)冷胁迫诱导后白菜内源H2S主要生成酶编码基因LCD、DCD、DES的表达水平极显著上调,并伴随H2S产率的显著增加,暗示二者之间存在着潜在紧密联系。(2)在冷胁迫条件下,外源H2S预处理的白菜幼苗地上部分高度、叶宽和相对含水量等指标均比对照表现出明显优势;其体内脯氨酸、可溶性糖以及光合色素含量大幅升高,光合速率显著提升,光合作用中部分捕光蛋白、铁氧还蛋白和硫氧还蛋白编码基因表达量同时显著上调。研究表明,生理浓度H2S预处理可通过诱导上调白菜幼苗光合作用的相关基因表达量和提升净光合速率,提高其光合作用强度,促进渗透调节物质积累,有效缓解冷胁迫对其造成的损伤,维持冷胁迫下白菜幼苗的生长。     

碳酸氢钾对大豆幼苗光合作用的影响

研究喷洒碳酸氢钾(KHCO3)对大豆幼苗叶片光合作用影响的结果表明,喷施KHCO3的大豆幼苗光合速率和核酮糖.1,5二磷酸羧化/氧化酶(Rubisco)羧化活性提高,加氧酶活性下降,PSI、PSII和光合电子传递速率均提高,光合色素含量也增加.     

环境对沼泽红假单胞菌基因型的影响

<正>紫色光合细菌是不产氧光合细菌的一个重要分支,包括紫色非硫细菌和紫色硫细菌。其中紫色非硫细菌具有极其丰富的代谢模式,可进行光能异养、光能自养和化能异养生长,其代谢的多样性使得它们广泛存活于不同的生态系统中,如土壤、湖泊、海洋及底泥等[1-2]。沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris)是紫     

低温弱光对辣椒幼苗光合特性与光合作用启动时间的影响

以辣椒(Capsicum annuumL.)幼苗为试材,研究了偏低温弱光(19℃/12℃昼/夜,90μmol?m-2?s-1)和临界低温弱光(15℃/8℃昼/夜,90μmol?m-2?s-1)胁迫10 d后的光合特性与光合作用启动时间的变化.结果表明:无论是在偏低温弱光还是在临界低温弱光下,辣椒幼苗的光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)、光饱和时的光合速率(Amax)和表观量子产额(AOY)下降;CO2补偿点(CCP)升高,而CO2饱和点(CSP)、CO2饱和时的光合速率(Amax)以及羧化效率(CE)下降;温度补偿点(TCP)降低;光合作用启动时间(STP)延长.在偏低温弱光下,辣椒幼苗有着更高的光与CO2利用能力和利用效率,光合作用启动时间较短,但温度补偿点较高.     

双酚A与镉对植物光合作用的复合微生态效应

近年来,国内外学者研究了双酚A (BPA)及重金属镉(Cd)单一因子对植物光合作用的影响.但在自然背景下,污染多呈复合型,因此研究BPA和Cd对二者叠加的空间内植物光合作用的复合影响意义重大.本文综述了BPA对植物光合作用的影响及机制,及Cd对植物光合作用的影响及其机制,其中单一BPA和Cd对植物光合作用的影响均表现为:低浓度促进光合作用,高浓度反之.根据相关研究推测了植物在受到复合胁迫时的生态响应,相应的生理生化反应,及光合过程的响应机制.最后提出了BPA与Cd对植物复合胁迫可能开展的相关研究方向.     

高等植物铁氧还蛋白-NADP~+氧化还原酶研究进展

高等植物叶绿体定位的铁氧还蛋白-NADP+氧化还原酶(LFNR)负责催化光合线性电子传递的最后一步反应,催化电子由还原态的铁氧还蛋白(Fd)传递给NADP+。LFNR分布在叶绿体的3个不同的组分中,即叶绿体基质中、类囊体膜上和叶绿体内膜上。最近的研究表明,大多数膜定位的LFNR并非光合作用所必需的,叶绿体基质中的LFNR足以维持光合作用的正常进行。叶绿体中的两个蛋白——Tic62和TROL作为LFNR的锚定蛋白,可以与LFNR在类囊体膜上形成高分子量的蛋白复合体。Tic62-LFNR复合体主要负责在夜间保护LFNR的活性,但它不直接在光合作用中起作用。然而,TROL-LFNR复合体对植物的光合作用有一定的影响。本文将概述植物LFNR的最新研究进展。     

不产氧光合细菌色素蛋白复合体研究进展

摘要: 色素蛋白复合体是光合生物进行光合作用维持生命活动最重要结构基础。目前不产氧光合细菌色素蛋白复合体仍是最具前沿研究领域。本文概述了不产氧光合细菌各种属色素蛋白复合体研究现状,着重对光反应中心色素蛋白复合体（reaction center,RC）和捕光色素蛋白复合体（light-harvesting complex,LH）,尤其是新型捕光色素蛋白复合体LH3和LH4的组成、精细结构、蛋白同源性和功能进行了述评,并就研究中存在的问题和发展趋势进行了讨论。     

光系统Ⅰ（ＰＳⅠ）的结构与功能研究进展

光系统Ⅰ(PSⅠ)是整合于光合膜上的由多个蛋白亚基组成的色素蛋白复合物,它在光合电子传递链中催化电子从PC经过一系列电子传递体到Fd的传递.近20年特别是近几年来,有关光合作用PSⅠ结构与功能的研究取得了显著的进展,获得了很多具有重要意义的结果.本文综合介绍了近年来在PSⅠ的蛋白亚基组成及其特性、PSⅠ介导的3种电子传递过程、PSⅠ特有的外周捕光色素蛋白复合物系统(LHCⅠ)以及最新的有关PSⅠ4?分辨率的三维晶体结构生物学研究的进展情况,并对未来的研究进行了展望.