缺乏叶绿素的油菜突变体的叶绿体组成和结构变化(英文)

对黄化突变体Cr352 9和野生型油菜 (BrassicanapusL .) 352 9叶绿体的超微结构和组成进行了比较。与野生型相比 ,突变体Cr352 9叶片具有较少的类囊体、较少的垛叠膜区和较少的叶绿素含量。突变体的Chla/Chlb比值较高 ,是野生型的 2倍。电泳结果表明 ,突变体类囊体膜中LHCⅡ和其三聚体LHCⅡ 的含量减少。SDS_PAGE分析显示 ,LHCⅡ的脱辅基蛋白在突变体类囊体膜中明显减少。免疫印迹进一步表明 ,所有LHCⅡ组分的含量仅为野生油菜的类囊体膜的 1 / 3。突变体Cr352 9的天线系统比野生型 352 9的小。     

抽薹期叶绿素缺乏油菜突变体类囊体膜的研究

以抽薹期野生型油菜和黄化突变体叶片为材料,分析了叶片和类囊体膜的不合色素组成、色素与蛋白相对含量;比较了类囊体膜光谱特性（室温吸收光谱、荧光光谱和圆二色谱）;用温和电泳、ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析了类囊体色素蛋白和多肽组成。结果显示：与野生型相比,突变体叶片的蛋白质含量不变,而Ｃhaa和Ｃhlb的含量均减少;突变体类囊体膜的Ｃhla/Chlb比值较高,Ｃhl/蛋白质比值较低,ＬＨＣⅡ色素蛋白复合物的单体和三聚体含量明显减少。突变体的天线系统相对较小、捕光效率较低。     

黄化油菜突变体Cr3529子叶类囊体膜光谱性质研究

以发育10d的黄化油菜突变体为材料,分析了突变体油菜子叶类囊体膜的色素含量、室温吸收光谱、叶绿素荧光发射和激发光谱以及蛋白内源荧光光谱的变化。数据显示：与野生型相比,突变体油菜子叶类囊体膜的光合色素Chl α和Chl b含量均减少．但Chl α／b比值升高;突变体油菜子叶类囊体膜叶绿素捕光能力和受激发能力均下降,且较依赖于Chl α捕光并将光能激发传递给PSⅡ反应中心;突变体油菜子叶类囊体膜的蛋白内源荧光也明显异于野生型。进一步表明突变体油菜子叶类囊体膜蛋白组成发生了改变。     

叶绿素缺乏油菜突变体的LHCⅡ多肽组成、蛋白含量与cab基因转录研究

与野生型油菜相比．叶绿素缺乏油菜突变体Cr3529 LHC Ⅱ多肽组成并未发生改变,但其含量却都明显降低。RNA印迹及点杂交结果都显示出Cr3529cab基因的转录增加。这些结果表明：该叶绿素缺乏突变体仅影响LHCI多肽的蛋白含量;并未影响其组成;突变体LHC Ⅱ蛋白量的减少并非cab基因转录降低所致。可见转录水平的调节仅对LHC Ⅱ在类囊体膜上的积累起有限作用;cab核编码基因转录活性的维持和质体信号的产生并不要求有结构完整的叶绿体的存在。     

油菜叶绿素b减少突变体Cr3529叶绿素生物合成的研究

利用吸收光谱和荧光光谱法测定了油菜叶绿素b减少突变体Cr3529子叶叶绿素生物合成途径中几种主要前体物质的含量.结果显示:突变体子叶中叶绿素生物合成第一个限速步骤的前体物质δ-氨基乙酰丙酸(ALA)含量与野生型油菜大致相同,饲喂ALA后的突变体及野生型油菜子叶中ALA含量均显著增加,但二者无显著差异;胆色素原含量在突变体中也未降低,而尿卟啉原Ⅲ含量仅为野生型的一半,粪卟啉原Ⅲ、原卟啉Ⅸ、镁原卟啉Ⅸ和原植基叶绿素的含量都明显低于野生型.结果证明,Cr3529突变体中叶绿素生物合成受阻于由胆色素原形成尿卟啉原Ⅲ的步骤,其叶绿素合成缺陷的机制和前体物质的累积与其它叶绿素b减少突变体明显不同.     

叶绿素缺乏的大麦突变体的光合作用和叶绿素荧光

和早熟３号大麦（野生型）（ＤＧ）相比,黄化大麦（突变体）（ＬＧ）叶片Ｃｈｌ含量低,而Ｃｈｌ ａ／ｂ较高;光合速率低,表观量子效率低,而饱和光强较高,气孔导度较高;荧光参数Ｆｏ低,而ＰＳⅡ的光化学效率（Ｆｖ／Ｆｍ）以及Ｔ１／２、Ｆｍ／Ｆｏ、Φｅ均高。以单位叶绿素计算,黄化大麦的ＰＳⅡ电子传递活性和全链电子传递活性较高,而ＰＳＩ电子传递活性较低。推测黄化大麦ＰＳⅡ的光化学效率增高可能是由于其ＰＳⅡ向Ｐ     

芥菜型油菜黄化突变体叶片叶绿素合成代谢变化

以芥菜型油菜黄化突变体(L638-y)及其野生型(L638-g)为材料,测定了叶片叶绿素(Chl)、类胡萝卜素(Caro)、Chl合成代谢中间产物含量变化,及叶绿素分解代谢的关键酶叶绿素酶(Chlase)和叶绿素合成代谢相关的氨基乙酰脱氢酶(ALAD)、胆色素原脱氨酶(PBGD)、粪卟啉原Ⅲ氧化酶(CPOX)和原卟啉原Ⅸ氧化酶(PPOX)的活性变化,以揭示芥菜型油菜黄化突变体L638-y叶片缺绿的生化机制.结果显示:(1)从油菜苗期到现蕾期,L638-y叶片总Chl和Caro含量均显著低于L638-g,且Chl b含量降低程度大于Chl a,总Chl含量降低程度大于Caro;(2)L638-y叶片Chlase活性在3～5叶期显著低于L638-g, 其它各生长时期二者Chlase活性均无显著差异;(3)L638-y叶片叶绿素合成代谢中间产物氨基乙酰丙酸(ALA)、胆色素原(BPG)、尿卟啉原Ⅲ(Urogen Ⅲ)和粪卟啉原Ⅲ(Coprogen Ⅲ)含量均显著大于L638-g,而原卟啉Ⅸ(Proto Ⅸ)、镁原卟啉(Mg-Proto)、原脱植基叶绿素(Pchlide)的含量却显著低于L638-g;与L638-g相比,L638-y叶片ALAD活性无显著差异,BPGD活性显著增加,而COPX和PPOX活性却显著降低.研究表明,L638-y叶片叶绿素缺乏的主要原因是叶绿素合成代谢受阻,而并非其叶绿素降解所致,受阻位点在由Coprogen Ⅲ-Proto Ⅸ的反应.这是一种不同于前人报道的新型缺绿突变体.     

热处理对菠菜和上海青类囊体膜及叶绿素稳定性的影响

绿色蔬菜在加工和贮藏过程中发生的颜色劣变与类囊体膜上叶绿素蛋白复合体的稳定性有着密切的关系。本研究以上海青和菠菜为原料,研究了两种绿色蔬菜在热处理过程中类囊体膜溶液热容、多肽组分、叶绿素含量、pH以及蛋白质荧光的变化。结果表明：热处理会导致叶绿素蛋白复合体的降解,类囊体膜溶液pH下降,上海青类囊体膜热稳定性、叶绿素含量的保持优于菠菜类囊体膜。试验结果为我们明确绿色蔬菜颜色劣变的机理以及寻求更好的护绿手段提供了理论基础。     

野生和黄化大麦类囊体膜色素蛋白的分离和比较

用混和去垢剂（ＳＤＳ、ＯＧ）增溶和温和电泳方法,对野生和黄化大麦的叶绿体类囊体膜进行了色素蛋白复合体组成的分离和比较,并结合ＳＤＳ－聚丙烯酰胺凝胶电泳对类囊体膜蛋白进行了鉴定。结果表明,黄化大麦类囊体膜色素蛋白组分中,ＬＨＣ Ⅱ和ＬＨＣ Ⅰ的含量都较野生型大麦明显减少;并讨论了黄化大麦类囊体膜色素蛋白含量的减少与其光合速率降低的关系。     

叶绿素缺乏的大麦突变体的光合作用和叶绿素荧光

和早熟３号大麦（野生型）（ＤＧ）相比,黄化大麦（突变体）（ＬＧ）叶片Ｃｈｌ含量低,而Ｃｈｌａ／ｂ较高;光合速率低,表现量子效率低,而饱和光强较高,气孔导度较高;荧光参数Ｆｏ低,而ＰＳⅡ的光化学效率（Ｆｖ／Ｆｍ）以及Ｔ１／２、Ｆｍ／Ｆｏ、Φｅ均高。以单位叶绿素计算,黄化大麦的ＰＳⅡ电子传递活性和全链电子传递活性较高,而ＰＳⅠ电子传递活性较低。推测黄化大麦ＰＳⅡ的光化学效率增高可能是由于其ＰＳⅡ向ＰＳⅠ传递的激发能较少,是对Ｃｈｌ含量低的一种补偿。     

铁皮石斛叶色突变体的叶绿体超微结构、光合色素和叶绿素荧光特性的研究

以铁皮石斛(Dendrobium officinale Kimura et Migo)(‘TP35’)经自然突变的白绿杂色突变体(‘TP-MA’)和太空诱变的绿黄杂色突变体(‘TP-MG’)为材料,研究不同光照强度(0、50、100μmol·m^-2·s^-1)处理后,植株叶片的叶绿体超微结构、光合色素含量以及叶绿素荧光动力学参数的变化规律,并阐明叶色突变体与正常植株光合特性的差异。结果显示,‘TP-MA’和‘TP-MG’的叶绿体形态均发生了一定程度的缺失,且叶绿体分布不均匀、无规则,基粒片层结构不完整且排列疏松,基本与其表型性状相一致。‘TP-MA’光合色素的含量和叶绿素荧光参数F v/F m、ΦPSⅡ及F v′/F m′等显著低于‘TP35’,但非光化学淬灭系数(NPQ和q P)则相对较高;‘TP-MG’的光合色素含量及叶绿素荧光参数均低于‘TP35’,但差异不显著,且对较强的光照(100μmol·m^-2·s^-1)条件具有一定的适应性。研究结果表明不同光强处理后,铁皮石斛叶色突变体的叶绿体结构和光合生理指标均发生了不同程度的变化,且对植株的叶绿素含量及荧光参数产生一定影响,过低和过高的光照强度均不利于植株的正常生长。     

叶绿素缺乏大麦突变体光系统II色素蛋白复合物的研究

同野生型大麦相比,突变大麦光系统Ⅱ捕光色素蛋白复合物的含量明显降低,其多肽组分也发生了变化;２６ｋＤ的多肽缺失,２４ｋＤ、２７ｋＤ和３０ｋＤ多肽含量减少。ＲＮＡ印迹杂交结果表明突变大麦中ｃａｂ基因的表达与野生大麦基本一致。说明突变大麦中ＬＨＣＩＩ多肽的缺乏不是在转录水平引起的障碍,而很可能是受转录后水平的调节。突变大麦叶绿体的内膜系统处于发育的初级阶段,基粒较少,类囊体膜的垛叠也受到很大的限制,这     

低温胁迫期间水稻光合膜色素与蛋白水平的变化

对４℃和１１℃两种低温胁迫过程中水稻类囊体膜色素与蛋白组成的变化进行了比较研究。结果表明：４℃低温不仅使类囊体膜中的光合色素（叶绿素、类胡萝卜素）含量降低,而且还引起膜蛋白组成的深刻变化,表现在大部分原有膜蛋白组分的含量在低温下明显降低,同时在低温处理的第３天诱导出一条３２．５ＫＤ的新蛋白带。与４℃处理相比,１１℃低温处理只引起了光合色素含量的降低,而对类囊体膜蛋白组成的影响不大,另外发现,两种低     

莱茵衣藻叶绿素暗合成突变体y-1类囊体膜形成过程中PSI核心色素蛋白复合物CPI的积累

主要运用温和电泳和蛋白印迹技术检测了暗培养4天脱绿的衣藻y-1细胞以及转绿后y-1细胞光系统Ⅰ的核心色素蛋白复合物(CPⅠ)和核心叶绿素脱辅基蛋白PsaA/B。暗培养衣藻细胞中,PSⅠ中主要的色素蛋白复合物-CPⅠ完全缺失,然而核心多肽PsaA/B仍有一定量的积累,同时检测不到P700的含量。当脱绿的y-1细胞转移至光照下(50 μmol Photons/m2·s)时,伴随着叶绿素的合成,色素蛋白复合物CPⅠ和PsaA/B脱辅基蛋白的合成也逐渐达到正常水平,叶绿素和PsaA/B蛋白进行组装并形成了具有功能的PSⅠ反应中心, 同时P700的含量也得到恢复。实验证明了光照是形成光合系统色素蛋白复合物的重要前提,叶绿素的合成能够稳定并促进PsaA/B的积累。同时发现,叶绿体基因组编码的PSⅠ核心多肽PsaA/B能够在暗条件下合成,而在高等植物如豌豆、大麦的黄化体中不能合成PsaA/B蛋白,这可能是由于在脱绿的y-1细胞中叶绿体的量并没有发生明显的减少,且仍具有相对完整的大小和形状,而在叶绿体的被膜上具有许多参与光合作用的酶系统。     

叶绿素缺乏大麦突变体光系统I色素蛋白复合物的研究

同野生型大麦相比,突变大麦光系统ＩＩ捕光色素蛋白复合物的含量明显降低,其多肽组分也发生了变化：２６ｋＤ的多肽缺失,２４ｋＤ、２７ｋＤ和３０ｋＤ多肽含量减少。ＲＮＡ印迹杂交结果表明突变大麦中ｃａｂ基因的表达与野生大麦基本一致,说明突变大麦中ＬＨＣＩ多肽的缺乏不是在转录水平引起的障碍,而很可能是受转录后水平的调节。突变大麦叶绿体的内膜系统处于发育的初级阶段,基粒较少,类囊体膜的垛叠也受到很大的限制,这可能与２６ｋＤ多肽的缺失有关。     

小麦返白系返白阶段叶片蛋白质变化与叶绿素含量的关系

小麦返白系春天现出白色心叶,白叶中有脱辅基蛋白存在,但含量很低。白叶复绿时色素条带中ＣＰⅡ出现先于ＣＰＩ,叶绿素含量的增加与色素蛋白的出现呈正相关,同时影响蛋白含量,但２１、２５ｋＤ蛋白即使在全白叶中也较高水平,白叶中ＲｕｂｉｓｃｏＬＳ含量极低,而ＳＳ仅略有降低,复绿初期蛋白质合成速率随叶绿素含量增而显著提高,ＬＳ也迅速增加。     

镉离子对菠菜叶绿体色素蛋白质复合物及激发能分配的影响

Cd~(2+)使叶绿体低温(77K)荧光发射光谱中 F686/F736及 F696/F736和激发光谱中F480/F436比值降低,说明 Cd~(2+)不利于激发能向 PSⅡ传递。SDS-PAGE 分析表明,Cd(2+)处理后叶绿体类囊体膜中光系统Ⅱ捕光叶绿素蛋白质复合物 LHCⅡ的部分寡聚体解聚成单体,且 LHCⅡ的总量也减少了。分析表明 Cd~(2+)使属于 LHCⅡ的多肽减少。已知LHCⅡ在光能吸收、传递以及激发能在两个光系统间的分配和调节方面起着重要作用,Cd~(2+)引起部分 LHCⅡ解聚和总量减少,必然导致由 LHCⅡ捕获和向光系统Ⅱ中心传递的能量减少。     

突变体大麦Mb1832C的叶绿素蛋白复合体

用低浓度ＳＤＳ对突变体大麦Ｍｂ１８３２Ｃ的类囊体膜进行增溶,再经不连续的ＳＤＳ－聚丙烯酰胺凝胺电泳后,按电泳迁移率的增加顺序,分离出ＣＰＩ,ＣＰａｌ,ＣＰａ２和ＦＣ４条蓝绿色的带。ＣＰＩ在红区和蓝区的吸收峰分别位于６６７ｎｍ和４３８ｎｍ处。低温荧光发射光谱表明ＣＰＩ为含有少量光系统Ⅱ的光系统Ⅰ反应中心复合体。     

低叶绿素b水稻突变体类囊体膜的比较蛋白质组学

采用蓝绿温和胶凝胶电泳(blue-nativepolyacrylamidegel-electrophoresis,BN-PAGE),以及改进的第二向SDS-PAGE分离了水稻低叶绿素b突变体ZH249-Y和野生型ZH249-W类囊体膜蛋白复合物,系统比较了突变体和野生型各复合物亚基的表达差异.结果显示,第一向BN-PAGE分离了PSⅠ-LHCⅠ、LHCⅠ缺失的PSⅠ、ATP合成酶、细胞色素b6f、CP43缺失的PSⅡ及LHCⅡ六种复合物.上述各复合物经第二相SDS-Urea-PAGE分离后,利用胶内酶解,高效液相层析分离肽段,电喷雾串联质谱鉴定了复合物的亚基.结合免疫印迹研究,证明和野生型相比,突变体光系统Ⅱ捕光天线复合体的表达量适度下降,但光系统Ⅰ捕光天线破坏严重,同时光系统Ⅱ核心蛋白和ATP合成酶的表达量上升.研究结果对揭示低叶绿素b水稻突变体较高光化学效率和光稳定性的分子基础提供了线索,同时也表明,改进的BN/SDS-PAGE双向电泳不仅可以有效地分离膜蛋白复合物及亚基,也可以进行不同生理条件下,或野生型和突变体之间膜蛋白质组的比较研究.     

叶绿体结构状态与光化学活性的关系

叶绿体被膜阻碍以Fecy为受体的电子传递,而对以DCIP为受体的电子传递无妨。被膜完整度越高则P/O值也越高。类囊体膜结构的完整度高,则电子传递速率和P/O值也比膜结构受到破损时高。类囊体膜结构的完整度对保持PS Ⅱ活性是必要的,随着完整度的降低,PS Ⅱ在电子传递中所占比重相应减少。