不同波长光下生长的柱孢鱼腥藻和满江红鱼腥藻的荧光光谱特性

在日光灯下生长的满江红鱼腥藻(Anabaena azollae),其叶绿素a所吸收光的激发能在两个系统间的分配相近于柱孢鱼腥藻(A.cylindrica)。两个光系统发射荧光强度与藻蓝素发射荧光强度的比值分别较柱孢鱼腥藻高,但两个光系统荧光发射强度的比值较低。满江红鱼腥藻藻蓝素吸收光的激发能有效地传递给两个光系统,并以较大的比例分配至光系统Ⅰ。在520 nm光下的满江红鱼腥藻,其叶绿素a所吸收光的激发能,与柱孢鱼腥藻相比,以较大的比例分配给光系统Ⅱ;而在600 nm光下的藻丝,其叶绿素a所吸收光的激发能在两个光系统间的分配与柱孢鱼腥藻相近似。600 nm光提高了满江红鱼腥藻别藻蓝素所吸收光的激发能对光系统Ⅱ荧光发射的贡献。生长在600 nm光下的藻丝较生长在520 nm光下的藻丝有更高的叶绿素a所吸收光的激发能传递效率。藻丝生长在不同波长光下有着不同的叶绿素a和藻蓝素所吸收光的激发能传递和激发能在两个光系统间的分配。     

在供给氮源和光暗条件下满江红鱼腥藻(Anabaena azollae)的荧光光谱特性

生长在氮培养介质的满江红鱼腥藻藻丝表现藻蓝素638nm荧光发射峰;而生长在无氮培养介质的藻丝主要表现藻蓝素642nm荧光发射峰。生长在无氮培养介质的藻丝藻胆色素所吸收的光激发荧光强度对叶绿素a 678nm所吸收的光激发荧光强度的比值较生长在有氮培养介质的藻丝为高,表明生长在无氮培养介质的藻丝有更高的激发能传递效率。生长在有氮和无氮培养介质的藻丝移置暗处40小时,藻胆色素所吸收的光激发荧光强度对678nm叶绿素a所吸收的光激发荧光强度的比值增大;随着暗处理时间增长,比值逐趋增大,表明暗处理降低叶绿素a的激发能传递。暗处理的藻丝再移置光下,藻丝的光系统Ⅰ和光系统Ⅱ叶绿素a的荧光发射强度增强;藻胆色素所吸收的光激发荧光强度对678nm叶绿素a所吸收的光激发荧光强度的比值显著地下降,表明暗处理后的藻丝在光下迅速恢复叶绿素a激发能传递的活跃状态。可能表明蓝绿藻色素间激发能传递的调节是适应变化着环境的一种有效方式。     

满江红鱼腥藻(Anabaena azollae)和柱孢鱼腥藻(A.cylindrica)营养细胞和异形胞色素的种类

满江红鱼腥藻和柱孢鱼腥藻营养细胞和异形胞的液氮低温吸收光谱表明两种细胞含有叶绿素a、藻蓝素和β-胡萝卜素。液氮低温荧光发射光谱表明:柱孢鱼腥藻营养细胞存在藻蓝素、别藻蓝素和两个光系统的叶绿素a,柱孢鱼腥藻异形胞存在藻蓝素和系统Ⅰ叶绿素a。荧光发射光谱的685nm荧光发射仅为微弱突起。满江红鱼腥藻异形胞亦存在藻蓝素和系统Ⅰ叶绿素a,缺少系统Ⅱ叶绿素a。推断满江红鱼腥藻和桩孢鱼腥藻营养细胞分化为异形胞时,伴随光系统Ⅱ的改组。系统Ⅱ叶绿素a消退和藻胆色素含量显著减少。     

满江红鱼腥藻（Anabaena azollae）和柱孢鱼腥藻(A. cylindrica)营养细胞和异形胞色素的种类

满江红鱼腥藻和柱孢鱼腥藻营养细胞和异形胞的液氮低温吸收光谱表明两种细胞含有叶绿素a、藻蓝素和β-胡萝卜素。液氮低温荧光发射光谱表明:柱孢鱼腥藻营养细胞存在藻蓝素、别藻蓝素和两个光系统的叶绿素a,柱孢鱼腥藻异形胞存在藻蓝素和系统Ⅰ叶绿素a。荧光发射光谱的685nm荧光发射仅为微弱突起。满江红鱼腥藻异形胞亦存在藻蓝素和系统Ⅰ叶绿素a,缺少系统Ⅱ叶绿素a。推断满江红鱼腥藻和桩孢鱼腥藻营养细胞分化为异形胞时,伴随光系统Ⅱ的改组。系统Ⅱ叶绿素a消退和藻胆色素含量显著减少。     

满江红鱼腥藻的相对耐热性

利用加温处理引起藻丝叶绿素a可变荧光强度的变化,以测定满江红鱼腥藻(Anabaena azollae imbricata)的相对耐热性。藻丝在25℃下可变荧光和固定荧光的比值为0.35±0.05;在37℃下(5分钟),相应的比值为0.27;在45℃下比值降至0.11。在50℃下,叶绿素a可变荧光几乎完全消失。较高温度可能引起光合电子传递链成分的构象和功能的变化,减少了光能的利用。结果表明满江红鱼腥藻可以忍受37℃的温度。     

镁离子对柱孢鱼腥藻(Anabaena cylindrica)类囊体膜吸收光谱和荧光光谱的影响

研究了不同浓度(5和10mM)的镁离子对柱孢鱼腥藻类囊体膜吸收光谱和荧光光谱的影响。5mM镁离子浓度降低柱孢鱼腥藻类囊体膜的叶绿素α在红区和蓝区的吸收峰,表现相似于镁离子对叶绿体的叶绿素α吸收峰的变平效应。在室温下,加入5mM镁离子浓度使膜的光系统Ⅱ684nm发射荧光强度降低。在液氮低温下,镁离子降低膜的光系统Ⅱ684nm和光系统Ⅰ728nm发射荧光强度的比值。可能表明镁离子促进光系统问激发能的传递。同时,镁离子增大叶绿素α所吸收光的激发能对光系统Ⅰ发射荧光的贡献,促进叶绿素α至光系统Ⅰ的激发能传递。     

满江红鱼腥藻(Anabaena azollae)的色素组成和能量的传递

用滚压法分离满江红鱼腥藻,测定其吸收光谱和荧光光谱。这些光谱表明,在满江红鱼腥藻中含有Chl a、类胡萝卜素、藻红素、藻蓝素和别藻蓝素等色素。这些色素都能传递光能。其中最有效的激发光是620 nm(藻蓝素),而类胡萝卜素的效率最低。PS Ⅰ和PS Ⅱ的荧光都可由藻胆素所吸收的光引起。藻胆素在光合作用中起着吸收和传递光能的作用。值得注意的是,在满江红鱼腥藻中还含有P_(330)物质。在室温下它能把光能传给藻胆素和Chl a,而在77°K下则不能。分析可能是由于在室温下色素的振幅远比在77°K下的大,而使光能能够传递下去,或者是由于其它更复杂的原因。P_(330)物质不溶于80％丙酮。     

不同光质下生长的满江红叶绿体和共生者满江红鱼腥藻的吸收光谱和荧光光谱的研究

测定了不同光质下培养的满江红的叶绿体和满江红鱼腥藻的吸收光谱和荧光光谱。吸收光谱表明:对于前者叶绿体,红光和蓝光比白光和绿光更有利于Chl a的形成。对于后者光对其色素的影响比叶绿体更为敏感。在白光下其胆藻素含量最高,在红光下P_(330)含量最高,依次为蓝光、白光、绿光;而类胡萝卜素相对稳定。荧光发射光谱表明:红光下培养的满江红的叶绿体PS Ⅱ荧光发射最强,蓝光、白光、绿光依次减弱。这与我们在电镜下观察到叶绿体膜垛叠的结果是一致的。而在满江红鱼腥藻中,不同光质下的差异与叶绿体不同。从荧光光谱和类囊体膜垛叠的分析表明,我们从另一方面支持了Arntzen等(1977)关于系统Ⅱ颗粒主要分布在基粒膜上的观点。     

满江红鱼腥藻的异养生理

设计了一个经机械处理而获得蓝藻无菌培养物的方法,利用这一方法获得满江红鱼腥藻(Anabaena azollae)的无菌培养物。满江红鱼腥藻的无菌培养物能以果糖、葡萄糖或者蔗糖为底物,在黑暗中进行化能异养生长。将适应了光能自养生长的培养物转移至黑暗中异养生长时,以NaNO3为氮源时的生长速率比以空气中的氮气为氮源时高;然而适应了化能异养生长的培养物以空气中的氮气为氮源时生长更佳。搅拌促进生长。满江红鱼腥藻在黑暗中生长半年后,叶绿素a的含量降至光照下生长时的1/3-1/4。满江红鱼腥藻在5500勒克斯光照下生长时,添加外源果糖或葡萄糖仍能促进生长,提高固氮活性。     

满江红鱼腥藻的异养生理

设计了一个经机械处理而获得蓝藻无菌培养物的方法,利用这一方法获得满江红鱼腥藻(Anabaena azollae)的无菌培养物。满江红鱼腥藻的无菌培养物能以果糖、葡萄糖或者蔗糖为底物,在黑暗中进行化能异养生长。将适应了光能自养生长的培养物转移至黑暗中异养生长时,以NaNO3为氮源时的生长速率比以空气中的氮气为氮源时高;然而适应了化能异养生长的培养物以空气中的氮气为氮源时生长更佳。搅拌促进生长。满江红鱼腥藻在黑暗中生长半年后,叶绿素a的含量降至光照下生长时的1/3-1/4。满江红鱼腥藻在5500勒克斯光照下生长时,添加外源果糖或葡萄糖仍能促进生长,提高固氮活性。       

多变鱼腥藻(Anabaena variabilis)藻胆体——类囊体膜光能传递的研究

多变鱼腥藻(Anabaena variabilis)藻胆体一类囊体膜的吸收峰位于678,624,490,438和418nm.当用580nm波长光激发藻胆体一类囊体膜中藻胆蛋白时,室温荧光峰位于662nm,在680nm附近有一肩;液氮温度荧光峰位于655,666,695和730nm.这说明藻胆蛋白捕获的光能能有效地传给叶绿素a.当用436nm波长光激发藻胆体一类囊性膜中叶绿素a时,室温荧光峰(?)于683nm;液氮温室荧光峰在730nm,另一小峰在695nm.表明叶绿素a捕获的光能不能传递给藻胆蛋白.藻胆体一类囊体膜放氧速率为245μmoleO_2/小时,毫克叶绿素,电境照片显示在类囊体膜上有大量藻胆体.用0.3M蔗糖,O.05M磷酸缓冲溶液洗藻胆体一类囊体膜,能使藻胆体与类囊体膜分开.对藻胆体与类囊体之间的光能传递进行了讨论.     

多变鱼腥藻(Anabaena variabilis)藻胆体——类囊体膜光能传递的研究

多变鱼腥藻(Anabaena variabilis)藻胆体一类囊体膜的吸收峰位于678,624,490,438和418nm.当用580nm波长光激发藻胆体一类囊体膜中藻胆蛋白时,室温荧光峰位于662nm,在680nm附近有一肩;液氮温度荧光峰位于655,666,695和730nm.这说明藻胆蛋白捕获的光能能有效地传给叶绿素a.当用436nm波长光激发藻胆体一类囊性膜中叶绿素a时,室温荧光峰(?)于683nm;液氮温室荧光峰在730nm,另一小峰在695nm.表明叶绿素a捕获的光能不能传递给藻胆蛋白.藻胆体一类囊体膜放氧速率为245μmoleO_2/小时,毫克叶绿素,电境照片显示在类囊体膜上有大量藻胆体.用0.3M蔗糖,O.05M磷酸缓冲溶液洗藻胆体一类囊体膜,能使藻胆体与类囊体膜分开.对藻胆体与类囊体之间的光能传递进行了讨论.     

鱼腥藻与满江红大孢子果长成幼孢子体的共生关系的形态学观察

满江红属成熟的孢子体的同化叶中有鱼腥藻共生,其大孢子果内和幼孢子体的叶内也有鱼腥藻,这亦为学者所注意。但鱼腥藻什么时候进入幼孢子体?幼孢子体的那一片叶开始有鱼腥藻进入?鱼腥藻什么时候从休眠状态转变为活动状态,并进行分裂而成藻丝体?这些问题在国内报道尚不多。本工作是通过满江红属的大孢子发育到形成幼孢子体各阶段制片,对它们各时期鱼腥藻的分布和变化作了较系统的观察,并就上述问题从     

PSⅡ核心复合物能量传递的飞秒时间分辨荧光光谱学研究

运用稳态、瞬态荧光光谱技术对光系统Ⅱ核心复合物的能量传递动力学进行研究.分别用436 nm光脉冲激发叶绿素a分子、45l nm光激发叶绿素a和β-胡萝卜素分子、473和481 nm光激发β-胡萝卜素分子,得到5组反应能量传递、电荷重组等过程的寿命组分:8～40 ps为核心天线中β-胡萝卜素分子通过相邻β-胡萝卜素分子或中间叶绿素a向叶绿素a分子传递能量的时间;85～152 ps为核心天线色素分子激发能传递时间;201～925 ps反映部分电荷重组过程;1.03l～1.2l ns为参与能量传递的色素分子从激发态衰退回到基态的时间;6.17～18.13 ns的长寿命时间组分归因于P680+Pheo-的重组过程.将荧光发射谱进行高斯解析,发现在核心复合物中还至少存在Chla 685 683、Chla 682 680、Chla679 673,677三种特征叶绿素a分子.     

满江红鱼腥藻休眠和萌发孢子的吸收光谱和荧光光谱特性

满江红是我国南方稻田的绿肥。满江红鱼腥藻(Anabaena azollac)是居留在满江红小叶腔内的蓝绿藻。当满江红死亡时,蓝绿藻几乎同步地形成孢子并进入休眠。从满江红分离和在自生条件下继代培养的满江红鱼腥藻能在含铵态氮介质中形成孢子,在有利的光照和温度下孢子迅速萌发和生长。比较休眠孢子和萌发孢子的光合系统的色素及其光谱特性将有助于阐明孢子萌明发时光合系统的形成及其对环境的适应性。     

PSII核心复合物能量传递的飞秒时间分辩荧光光谱学研究

运用稳态、瞬态荧光光谱技术对光系统Ⅱ核心复合物的能量传递动力学进行研究。分别用436nm光脉冲激发叶绿素a分子、451nm光激发叶绿素a和β-胡萝卜素分子、473和481nm光激发β-胡萝卜素分子,得到5组反应能量传递、电荷重组等过程的寿命组分：8～40 ps为核心天线中β-胡萝卜素分子通过相邻β-胡萝卜素分子或中间叶绿素a向叶绿素a分子传递能量的时间;85～152 ps为核心天线色素分子激发能传递时间;201～925ps反映部分电荷重组过程;1．031～1．21ns为参与能量传递的色素分子从激发态衰退回到基态的时间;6．17～18、13 ns的长寿命时间组分归因于P680^ Pheo^-的重组过程。将荧光发射谱进行高斯解析,发现在核心复合物中还至少存在Chla683^685、Chla680^682、Chla673,677^679三种特征叶绿素a分子。     

Hg^2＋和Cd^2＋胁迫对满江红生理和细胞超微结构的影响

研究了在梯度浓度Hg^2 和Cd^2 胁迫下,满江红（Azolla imbricata(Roxb.)Nakai)的叶绿素含量,叶绿素a/b比值,光合放氧速率,呼吸速率,抗氧化酶系（超氧化物歧化酶（SOD）,过氧化氢酶（CAT）,过氧化物酶（POD）和细胞超微结构受He^2 和Cd^2 的毒害影响。结果显示：随着胁迫程度的增大,叶绿素含量,叶绿素a/b比值,光合放氧速率明显下降,呼吸速率均在2mg/L浓度下达到峰值,尔后下降;SOD,CAT,POD的活性均出现不同程度的应激性升高（除POD在Cd^2 处理时下降）,尔后下降,电镜观察发现,随着污染物浓度的增加和胁迫时间的延长,叶绿体出现膨大,破损和解体;线粒体嵴突膨胀和线粒体变形及空泡化;核染色质凝集,核仁消失。核膜破裂,实验结果表明：Hg^2 和Cd^2 污染不仅损害植物的生理活性,而且也破坏细胞的超微结构,最终导致植物死亡,随着Hg^2 和Cd^2 为3.0-3.5mg/L。对满江红鱼腥藻（Anabaena azollae Strasburger)细胞的超微结构变化观察表明,满江红鱼腥藻对Hg^2 和Cd^2 的耐受性明显高于满江红。     

光合色素

参与光合作用中光能的吸收、传递或引起原初光化学反应的各种色素。在高等植物和大部份藻类中是叶绿素a、b和类胡萝卜素等,在蓝藻中是叶绿素和藻蓝素等,在光合细菌中是细菌叶绿素等。其中只有以特殊形式和蛋白质、脂质等结合的一小部份叶绿素a(反应中心色素)能引起原初光化学反应。叶绿素的其余     

光系统Ⅱ核心复合物的稳态荧光光谱

在83K和160K两个温度下,通过激发波长对荧光发射谱的影响研究了光系统Ⅱ中核心复合物的荧光光谱特性。用不同波长的光激发,核心复合物的发射谱的最大发射峰值不变,用480、489、495和507nm的光分别激发核心复合物,其光谱最大峰值处的荧光强度随不同激发波长下β-胡萝卜素分子的吸收强度的增大而降低,在长波长区域光谱的变化依赖于首先被激发的色素分子。所以,激发波长的不同影响着核心复合物中能量传递的途径。通过高斯解析,分析出核心复合物中至少存在有7组叶绿素a组分,它们是Ch1 a660,Ch1 a670,Ch1 a680,Ch1 a682,Ch1 a684,Ch1 a687和Ch1 a690。     

转基因鱼腥藻中hTNF-α基因表达与光合作用间的相关性研究

分析了培养光强对转基因鱼腥藻生长和hTNF-α基因表达的影响,以及转基因鱼腥藻IB02的光合放氧活性、光系统Ⅰ及光系统Ⅱ活性。发现光强对转基因鱼腥藻IB02的生长和hTNF-α基因表达都有促进;hTNF-α基因在鱼腥藻中的表达率与真正光合、光系统Ⅰ和光系统Ⅱ活性存在一定的联系。hTNF-α基因表达同时对宿主的光合放氧特性也产生了显著的影响,与正对照相比转基因藻光呼吸速率增强68%,饱和点降低66%,说明转基因鱼腥藻的代谢负荷增加,并在低光强下生长比野生型快。