叶绿体膜的结构与功能 Ⅺ.亚麻酸对小麦叶绿体膜结构、吸收光谱和荧光光谱的影响以及镁离子的调节作用

研究不同浓度的亚麻酸对小麦叶绿体膜结构、吸收光谱和荧光光谱的影响。观察到亚麻酸对叶绿体结构有显著的影响,并可提高叶绿体囊状体膜在蓝区和红区的吸收峰值,以及 F_(685)和 F_(738)的相对荧光产量。这些影响随着亚麻酸浓度的提高而加剧。此外,观察到 MgCl_2能够部分逆转亚麻酸所引起的叶绿体膜结构的变化,并能部分恢复囊状体膜吸收光谱的变化;同时,MgCl_2可进一步提高亚麻酸处理后叶绿体的 F_(685)相对荧光产量,但 F_(738)的相对荧光产量几乎不受影响。     

叶绿体膜的结构和功能——ⅩⅣ.发育完善与发育不完善的叶绿体膜的某些荧光与延迟光特性的比较

用动力学分光光度计,测定和比较了发育完善与发育不完善小麦叶绿体膜的可变荧光(Fv)、固定荧光(Fo)及延迟光(D.L.)的一些特性、结果是:1.发育不完善叶绿体膜比发育完善的叶绿体膜有较强的Fo发射。2.发育完善的叶绿体膜加Mg~(2+)后,通常表现出Fv的显著增加,而发育不完善膜无Mg~(2+)的调节作用。3.发育不完善叶绿体膜的Fv上升时间约比发育完善的叶绿体膜慢1个数量级、而且,发育不完善膜的光合单位约为对照的1/7.4。4.发育不完善叶绿体膜的Fv下降时间要比发育完善的叶绿体膜慢得多。5.发育不完善叶绿体膜的Fv荧光诱导时间进程曲线,呈指数关系,而发育完善的叶绿体膜的Fv的对数时间进程Log(1-Fv％)呈S型。6.发育不完善叶绿体膜的毫秒级和秒级的延迟光发射及延迟光诱导时间进程都比发育完善的叶绿体膜弱得多。     

叶绿体膜的结构与功能——(Ⅰ)、叶绿体膜的结构、组成与光系统Ⅱ功能的关系

当小麦黄化幼苗在间歇光(周期为2分钟光、118分钟暗)下转绿二十四小时,获得一种发育不完善的叶绿体膜,将它与发育完善的叶绿体膜相比较,研究了它们的结构、组成与光系统Ⅱ功能的关系。发育不完善的膜,无基粒、而发育完善的膜,具有基粒。后者有较高的叶绿素含量、较低的叶绿素a/b比值,具有叶绿素蛋白复合物T及复合物Ⅱ,而前者完全缺乏复合物Ⅱ。发育不完善的叶绿体膜具有较完善的光系统Ⅰ成份,但明显缺乏高电位的细胞色素b_(559)、它们光还原DCPIP的活力比发育完善的膜高二倍多,加DPC人工电子给体,还可提高百分之三十多。以上结果可以得出以下结论:1.发育不完善的膜,缺乏捕获光能的叶绿素a/b蛋白复合物,缺乏基粒;2.在发育不完善的膜中,光系统Ⅰ发育较完善、但水裂解酶系统在整个电子传递链中则处于发育最慢的部分;3.由于发育不完善的膜,缺乏高电位细胞色素b_(559),我们推测它不可能处于电子传递链的主链上,而可能位于光系统Ⅱ的侧链上;4.发育不完善的膜、由于结构简单、自我调控能力弱,不能抵抗恶劣条件,如加抑制剂或在弱光下,光化学活性急剧下降。     

叶绿体膜的结构与功能——ⅩⅦ.LHCP的蛋白磷酸化及其在膜上的横向移动

捕光叶绿素a/b蛋白复合体的蛋白磷酸化使叶绿体低温荧光(77K)在735 nm处的发射增强,间质片层膜的叶绿素a/b比值降低。聚丙烯酰胺凝胶电泳分析表明:LHCP蛋白磷酸化引起部分LHCP在膜上不仅以单体,而且以二聚体、三聚体的形式从富含PSⅡ的基粒膜横向移动到富含PS Ⅰ的间质膜,并与PS Ⅰ相结合,作为它的外周天线,扩大了PS Ⅰ的捕光面积,从而使激发能分配有利于PS Ⅰ。     

外加因子对生长在不同光强下的小麦叶绿体荧光特性的影响

实验结果表明,叶绿体类囊体膜蛋白磷酸化提高小麦叶绿体在77K的PSI相对荧光产量(F740),而降低PSⅡ的相对荧光产量(F686),从而提高F740/F686的比值,但是与生长在低光强下的小麦相比,在高光强下生长的小麦,其叶绿体磷酸化后的F_(740)/F_(686)比值有更大幅度提高,这可能是由于较高的光强度有利于叶绿体形成更多可流动的LHC-Ⅱ的结果.此外,在室温条件下,用10μmol/I DCMU预处理生长在不同光强下的小麦叶绿体,它们的F_v/F_o和F_m/F_o比值均下降,所不同的是,在低光强下生长的小麦,其叶绿体的这两个比值被降低的幅度更大.     

胰蛋白酶消化对菠菜叶绿体萤光影响的分析

用胰蛋白酶消化菠菜叶绿体,叶绿体的F_(684)相对萤光强度下降。在反应液中加入光系统Ⅱ的电子受体(DCIP 或Fecy)和光系统Ⅱ的电子传递抑制剂—DCMU,可以改变叶绿体F_(684)的相对萤光强度,但不影响与胰蛋白酶消化有关的萤光强度下降。用不同波长的光(436nm 和470nm)激发胰蛋白酶消化过的叶绿体,所测得的F_(684)变化、叶绿体中叶绿素含量变化以及吸收光谱变化的实验结果,说明用胰蛋白酶消化叶绿体后,使部分叶绿素从叶绿体上脱落,其中叶绿素b 的脱落量较高。表明胰蛋白酶消化所诱导的萤光强度下降与色素蛋白复合体受损有关。     

胰蛋白酶消化对菠菜叶绿体萤光影响的分析

用胰蛋白酶消化菠菜叶绿体,叶绿体的F_(684)相对萤光强度下降。在反应液中加入光系统Ⅱ的电子受体(DCIP或Fecy)和光系统Ⅱ的电子传递抑制剂—DCMU,可以改变叶绿体F_(684)的相对萤光强度,但不影响与胰蛋白酶消化有关的萤光强度下降。用不同波长的光(436nm和470nm)激发胰蛋白酶消化过的叶绿体,所测得的F_(684)变化、叶绿体中叶绿素含量变化以及吸收光谱变化的实验结果,说明用胰蛋白酶消化叶绿体后,使部分叶绿素从叶绿体上脱落,其中叶绿素b的脱落量较高。表明胰蛋白酶消化所诱导的萤光强度下降与色素蛋白复合体受损有关。     

烟草腺毛发育过程中叶绿体形态学研究

应用荧光显微技术和电镜技术,对不同发育时期烟草叶面腺毛的叶绿素荧光和叶绿体结构进行了比较研究.结果发现,在腺毛发育初期,腺头细胞叶绿素荧光明显,叶绿体类囊体结构清晰;随着腺头细胞的分裂和生长,叶绿素荧光逐渐增强,叶绿体数目逐渐增多,类囊体发达,嗜锇颗粒产生;在腺毛发育成熟以后,叶绿素荧光减弱,类囊体膜降解,嗜锇颗粒增多;随着腺毛的分泌活动增强,叶绿体完全降解,磷脂双层膜消失,嗜锇颗粒扩散到细胞质中,并最终聚集在细胞质膜附近.     

叶绿体膜的结构与功能ⅩⅥ.正常大麦和变种Chlorinaf_2光合特性的比较研究

研究正常大麦矮秆齐(Hordeum vulgare)和引进的大麦变种 Chlorina f_2的光合特性。观察到两者在叶绿体结构、光合膜的一些成分和光合特性等方面均有较大差异。变种大麦缺乏 Chl b,不存在 LHCP,且单位叶面积或单位鲜重中所含的 Chl 比正常大麦低得多。而以叶绿素为基数时它却有更高的 P_(700)、Cyt f 和 PQ 的相对含量。荧光发射光谱表明,两种叶绿体的 PSI 天线色素的成分是不同的,变种大麦的 PSI 只含有内侧天线。它的叶片荧光诱导瞬变不呈现 O→P→S→M→T 的振荡过程,这似乎说明荧光诱导瞬变的振荡过程可能通过 LHCP 的存在(或许还需要与 PSI 外周天线的合作)才能表现出来。同时荧光诱导动力学表明变种有较小的光合单位和较低的 PSII 原初反应光能转化效率。     

叶绿素缺乏的大麦突变体PSⅡ光化学效率较高的原因(英)

在相同的叶绿素浓度下,叶绿素缺乏的大麦突变体的叶绿体在450～480nm和600～640nm波长范围的光吸收值比野生型略高,而在400～440nm和700～740nm波长范围的光吸收值明显高于野生型;突变体叶片和叶绿体的低温（77K）荧光发射强度较低,而两个光系低温荧光产量的比值（r685／F735）较高;失去Mg2 后,突变体和野生型的F685／F735和Fv／Fm均降低,但突变体的降低幅度较小;突变体的叶绿体中基粒片层数目较少、长度较短,而间质片层较长。这些结果表明,大麦突变体PSⅡ向PSⅠ的激发能转移较少是其PSⅡ光化学效率较高的重要原因。     

不同叶龄黄瓜叶片叶绿素蛋白质复合物组分的比较研究

用SDS — 聚丙烯酰胺凝胶电泳的方法,对比分析了老、嫩黄瓜叶片叶绿素蛋白质复合物之间的差异,发现嫩黄瓜叶片中缺少1条属光系统I的CPIb带。从低温荧光发射光谱观察到,嫩黄瓜的光系统I相对高于光系统Ⅱ,而老黄瓜则相反。指出在叶绿体发育过程中首先形成光系统I,以后是光系统Ⅱ。我们还注意到,叶片中的F685/F735比值与叶绿素蛋白质复合物中的单体／寡聚体比值之间呈正相关关系。     

不同叶龄黄瓜叶片叶绿素蛋白质复合物组分的比较研究

用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳的方法,对比分析了老、嫩黄瓜叶片叶绿素蛋白质复合物之间的差异,发现嫩黄瓜叶片中缺少1条属光系统Ⅰ的CPI_b带。从低温荧光发射光谱观察到,嫩黄瓜的光系统Ⅰ相对高于光系统Ⅱ,而老黄瓜则相反。指出在叶绿体发育过程中首先形式光系统Ⅰ,以后是光系统Ⅱ。我们还注意到,叶片中的F685/F735比值与叶绿素蛋白质复合物中的单体/寡聚体比值之间是正相关关系。     

Mg2+对生长在不同光强下的小麦叶绿体光合功能的影响

研究结果表明,Mg~(2+)对生长在不同光强度下的小麦叶绿体光合功能有不同影响。与生长在低光强(2×10~8勒克斯)下的小麦叶绿体相比,Mg~(2+)更加明显地降低从生长在高光强(2×10~4勒克斯)下的小麦所分离的叶绿体的吸收光谱在红区和蓝区的吸收峰值;但它更大幅度地提高后者在低温(77K)下的PSⅡ相对荧光产量(F_(687))与PSⅠ相对荧光产量(F_(742))的比值,PSⅡ活性和PSⅡ原初光能转化效率。实验结果证明,更高的光强度可能有利于叶绿体形成更多可流动的LHC-Ⅱ和LHC-Ⅰ。     

生长期间的光强度对小麦光谱特性的影响

在强光(20 klx)下生长的小麦,其叶片和叶绿体的低温(77K)荧光发射强度明显高于在弱光(2 klx)下生长的小麦。同时,前者的PSⅡ的相对荧光产量与PSⅠ的相对荧光产量的比值也高,表明增加光强度有利于PSⅡ的发育。此外。在强光下生长的小麦具有更高的PSⅡ活性和原初光能转化效率。在等量叶绿素的情况下,生长在弱光下的小麦,其叶绿体在吸收光谱上的两个特异吸收带都有较高的吸收值,表明它们比在强光下生长的小麦叶绿体含有较多的光合膜,从而有更大截获光能的面积。     

珊瑚树阳生和阴生叶片光合特性和状态转换的比较

珊瑚树阳生和阴生叶片是在不同光照环境中长期生长的,它们的光合特性有一些明显的差异.与阳生叶片相比,阴生叶片单位干重的叶绿素含量较多,类囊体膜垛叠程度较高(即每个基粒的类囊体膜垛叠层数较多,基粒类囊体的直径较大),而叶绿素a/b比值、光合作用的饱和光强和最大净光合速率等较低.用弱红光诱导阳生和阴生叶片向状态2转换时,叶绿素荧光Fm/Fo和F685/F735先迅速下降再逐渐回升,这表明两种叶片都先后通过满溢和LHCⅡ转移调节激发能在PSⅡ和PSⅠ之间的分配,改善光能利用,但阳生叶片Fm/Fo和F685/F735下降的幅度较大.     

光系统Ⅰ、光系统Ⅱ亚叶绿体颗粒的分离

菠菜叶绿体用去污剂(毛地黄皂苷或Triton X-100)破碎后,经差异离心和DEAE-纤维素柱纯化,可分别得到富含光系统Ⅰ或光系统Ⅱ的颗粒。富含光系统Ⅰ的颗粒具有DCIP的光还原活性,从低温(-196℃)荧光发射光谱看来,其光系统Ⅰ的含量是相当低的。富含光系统Ⅰ的颗粒的P_(700)与Chl的比值可达到1 P_(700)/40～60 Chl。它的Chla/b值为12～18,吸收光谱类似于P_(700)·叶绿素α-蛋白质复合物的吸收光谱。     

叶绿体膜的结构与功能 Ⅱ.钾离子和镁离子对两种类型叶绿体膜吸收光谱及光系统Ⅱ功能的影响

研究不同阳离子和不同阳离子浓度对两种类型的叶绿体膜吸收光谱和光系统Ⅱ功能的影响。观察到一价的 K~ 和二价的 Mg~(2 )对发育完善的叶绿体膜的吸收光谱具有同样的效应,它们均降低这种叶绿体在红区和蓝区的吸收峰,峰值的降低与离子浓度成正相关。而在发育不完善的叶绿体中却没有观察到类似的现象。在不同浓度的 K~ 和 Mg~(2 )的存在下,红区的吸收峰几乎完全重叠,仅在蓝区稍有变化。不同浓度的 K~ 和 Mg~(2 )对上述两种类型的叶绿体膜的 DCIP 光还原速度均有促进作用,但是它们的促进作用有相当大的差别。本文还讨论了阳离子对这两种类型叶绿体膜吸收光谱和光系统Ⅱ活力不同影响的原因。     

毛竹茎秆叶绿体超微结构及其发射荧光光谱特征

为了探讨毛竹（Phyllostachys pubescens）茎秆的光合特性,以1龄和3龄毛竹为材料,观察了茎秆和叶中叶绿体的超微结构,测定了光合色素含量以及发射荧光光谱。结果表明：茎秆中叶绿体发育完整,其类囊体垛叠程度高于叶,并含有淀粉粒。茎秆中叶绿素总含量、类胡萝卜素及Chla／b含量显著低于叶（FI〈O．05）。茎秆发射荧光光谱在735nm处没有明显的主峰,1龄和3龄毛竹茎秆光系统lI与光系统I的半峰宽比值分别比叶降低了7．0％和11．3％（P〈0．05）,峰高比值比叶分别增加了6．5％和18．3％（P〈0．05）。四阶导数光谱在650—800nm波长范围内出现了6个极大值,代表LHCII、CP43、CP47、RCI和ILHCI的发射荧光峰以及PSI和PSII的发射荧光副振峰：其中,茎秆中RCI和LHCI特征发射荧光峰与叶相比有不同程度的红移。表明毛竹茎秆叶绿体通过提高Chlb的相对含量和增加类囊体垛叠以及降低LHCI含量,来适应毛竹茎秆以红光为主的光环境。进而协调激发能在2个光系统间的分配。     

色膜覆盖下大豆幼苗光合特性的研究

对红、黄、绿、蓝、银色及无色塑料薄膜下培育的大豆幼苗的叶绿素含量、叶绿素溶液的吸收光谱、荧光光谱及单叶光合作用强度进行了测定。结果表明,黄膜下的大豆幼苗叶绿素含量最低,叶绿素 a 与叶绿素 b 的比值最大,而单叶光合作用强度最高;蓝膜下的大豆幼苗叶绿素含量最高,叶绿素 a 与叶绿素 b 的比值最小,单叶光合作用最低。不同色膜下的大豆幼苗叶片的叶绿素溶液的吸收光谱、荧光光谱相比较,其峰的位置无显著差异,但峰的高度有差异。各色膜间大豆幼苗叶绿素溶液吸收光谱峰的高低与叶绿素含量多少基本一致而荧光光谱峰值高低与单叶光合强度的大小有相一致的趋势。     

冷害对黄瓜叶绿体类囊体膜的影响

研究了冷害温度(0℃,16h)对黄瓜(Cucumis sativus L.)叶绿体类囊体膜膜脂、膜蛋白成分的影响。在没有可见伤害症状的低温处理条件下,黄瓜叶片叶绿体类囊体膜膜脂成分已有变化,主要是磷脂酰甘油(PG)含量明显降低,但主要脂类成分单半乳糖基甘油二酯(MGDG)、双半乳糖基甘油二酯(DGDG)、硫代异鼠李糖甘油二酯(SQDC)和PG的脂肪酸组分没有明显的变化;类囊体膜上色素蛋白质复合体的变化以光系统Ⅱ捕光叶绿素a/b蛋白质(LHCⅡ)单体及寡聚体含量的变化最明显,低温处理使LHCⅡ单体比例增加。对提纯的LHCⅡ结合脂的分析表明,低温处理改变了LHCⅡ结合脂及其脂肪酸的组成,使PG含量降低。以上结果表明,LHCⅡ结合脂成分变化以及LHCⅡ寡聚体解聚可能是叶绿体类囊体膜受冷害的最初反应。