低温锻炼对小麦类囊体膜脂膜蛋白的影响

比较两种不同抗寒性小麦品种在低温锻炼前后类囊体膜脂及其脂肪酸成分、光系统Ⅱ捕光叶绿素ａ／ｂ 蛋白复合体（ＬＨＣⅡ）及类囊体吸收光谱,低温荧光发射光谱,发现经低温锻炼后：（１）抗寒与不抗寒品种小麦类囊体磷脂酰甘油（ＰＧ）的反式十六碳－烯酸含量均明显降低;抗寒品种小麦的单半乳糖基甘油二酯（ＭＧＤＧ）／双半乳糖基甘油二酯（ＤＧＤＧ）比值明显降低,而不抗寒品种变化不明显。（２）抗寒品种小麦类脂／叶绿素比值明显增高。（３）两品种小麦类囊体膜ＬＨＣⅡ寡聚体含量均降低,而单体含量均增加。（４）两品种小麦类囊体膜吸收四阶导数光谱Ａ６８３／Ａ６５２比值均升高。（５）不抗寒品种小麦低温荧光发射光谱Ｆ６８５／Ｆ７３８比值上升,而抗寒品种没有变化。我们认为,在低温锻炼过程中膜流动性增大可能是植物抗寒性增强的重要原因,此外,ＭＧＤＧ 含量降低对低温下膜双层的稳定性可能起重要作用     

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。     

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。     

光周期对光敏核不育水稻叶绿体类囊体膜超分子结构的影响

通过冰冻撕裂叶绿体类囊体膜电镜术的研究,在超分子水平上揭示出长日照（ＬＤ）与短日照（ＳＤ）对突变型光敏核雄性不育水稻农垦５８Ｓ及其野生型农垦５８ 倒二叶叶绿体类囊体膜的形成有不同的影响。农垦５８－ＳＤ 和农垦５８－ＬＤ差别不明显;而农垦５８Ｓ－ＳＤ和农垦５８Ｓ－ＬＤ之间出现较明显的差异：（１）农垦５８Ｓ－ＳＤ 叶绿体类囊体膜的垛叠和非垛叠膜区的４ 个冰冻撕裂膜小面呈现的功能蛋白粒的密度、大小及构象分布与其对照农垦５８－ＳＤ 和农垦５８－ＬＤ 类似,均属正常的超分子结构类型。（２）农垦５８Ｓ－ＳＤ叶绿体垛叠类囊体膜区的外质撕裂面（ＥＦｓ）功能蛋白粒的密度比５８Ｓ－ＬＤ的大,且在有的垛叠膜区呈现出类晶格状的规则排列。（３）农垦５８Ｓ－ＬＤ 叶绿体非垛叠膜区的原生质撕裂面（ＰＦｕ）和外质撕裂面（ＥＦｕ）出现频率较低,往往在基粒的边缘膜或末端中能找到,且分布于膜上的功能蛋白粒的密度较小。有的叶绿体ＥＦｕ、ＰＦｕ、ＥＦｓ和垛叠膜区原生质撕裂面（ＰＦｓ）功能蛋白粒极少或丧失,表明类囊体膜受到严重损伤     

色素分子在光合膜内取向初探

从正常大麦与缺乏叶绿素b大麦突变种的类囊体中分离提纯捕光叶绿素a /b—蛋白复合体和光系统Ⅱ颗粒,比较其线二色光谱,以及光合膜受到不饱和脂肪酸处理时线二色光谱的变化,参照几种光合色素的标准吸收光谱,初步分析和探讨了叶绿体光合膜中各种线二色组分可能的取向,提出了难以分辩的710～730 nm区域、624nm和595 nm处存在弱二色成分的证据。 七种高等植物叶绿体线二色光谱的成分大致相同。离体叶绿体在不同贮存条件(温度、时间等)下的线二色光谱,在一定范围内表明其色素及色素蛋白复合体具有稳定性。     

类囊体膜蛋白质磷酸酶的研究进展

光合作用是地球上最重要的生命活动过程之一。近年来,围绕着光合机构运转的调节和控制问题,对叶绿体类囊体膜蛋白质的可逆磷酸化进行了广泛研究,发现类囊体膜蛋白质的磷酸化和去磷酸化是调控光合机构运转的步骤之一。现在已知,多种叶绿体类囊体收稿日期：１９９９－０６－２５作者简介：邹永龙（１９７４～）,男,博士生;王国强（１９３９～）,男,研究员。膜蛋白质都能进行可逆的磷酸化,这一反应参与了调节光合电子传递、光状态Ⅰ和状态Ⅱ的转换和编码光合机构的基因表达等。目前,研究人员将研究重点集中在捕光色素复合物Ⅱ（ＬＨ…     

菠菜和黄瓜光系统Ⅱ捕光叶绿素a／b蛋白质复合体的比较研究

用菠菜（Ｓｐｉｎａｃｉａ ｏｌｅｒａｃｅａ Ｍｉｌｌ．）和黄瓜（Ｃｕｃｕｍ ｉｓｓａｔｉｖｕｓＬ．）叶片的叶绿体制备出光系统Ⅱ捕光叶绿素ａ／ｂ 蛋白质复合体（ＬＨＣⅡ）,并对这两种ＬＨＣⅡ的聚合状态的Ｃｈｌａ／ｂ 值、光谱特性以及多肽组分进行了比较研究。实验结果表明,菠菜ＬＨＣⅡ的Ｃｈｌａ／ｂ 为１．３３,黄瓜ＬＨＣⅡ的Ｃｈｌａ／ｂ 为１．１７。其光谱特性说明黄瓜的ＬＨＣⅡ更富含Ｃｈｌｂ。它们的多肽组分存在着明显差异,菠菜的ＬＨＣⅡ含有２７ ｋＤ和２５ ｋＤ ２个多肽,而黄瓜的ＬＨＣⅡ只含有２７ ｋＤ １个多肽,这表明２５ ｋＤ多肽含有较少的Ｃｈｌｂ。叶绿素蛋白质复合体的分析结果表明,菠菜ＬＨＣⅡ的单体、二聚体及三聚体均由２个多肽组成;而黄瓜的ＬＨＣⅡ不同聚合状态均由１个多肽组成     

小麦TaLhca基因的克隆及表达分析

为了从分子水分研究小麦的光合作用,该研究采用RT-PCR方法,从小麦品种‘百农207’的叶中克隆到1个捕光叶绿素a/b结合蛋白基因,命名为TaLhca。序列分析结果表明,TaLhca的编码区序列(coding DNA sequence,CDS)长810 bp,编码269个氨基酸,推测分子量为29.31 kD,等电点为8.69。TaLhca被定位于叶绿体,无信号肽,存在3个明显的跨膜区域,预测其蛋白结构含有典型的捕光叶绿素a/b结合蛋白功能域(chlorophyll a/b binding domain),为亲水性非分泌蛋白。蛋白序列比对和进化树分析表明,小麦与二穗短柄草(Brachypodium distachyon)和水稻(Oryza sativa)中的Lhca序列相似性最高,亲缘关系最近。启动子顺式作用元件预测表明,启动子区域包含多个光响应元件及逆境响应元件。实时荧光定量PCR分析表明,TaLhca基因在小麦根、茎、叶中均有表达。其中在叶中表达量最高,在根中表达量最低,且受NaCl、干旱、ABA、H2O2和低温胁迫表达增强,受黑暗胁迫表达降低。该研究结果为进一步解析小麦光合作用机理及其相关基因的诱导表达特性提供了依据。     

Changes of Freeze-Fracture Ultrastructure and Light Harvesting Chlorophyll Protein Complex in Thylakoid Membranes During Ontogeny of Maize

Freeze-fracture electron microscopy enables us to observe and count the freeze-fracture particles which correspond to the different functional components of thylakoid membranes. The present paper reports the observation on freeze-fracture ultrastructure of thylakoid membranes and the analysis of proteins by the SDS-polyacrylamide gel electrophoresis within the membranes from differenly located leaves of maize. In the past, we found that the leaies subtending the ear of maize had a much higher chlorophyll content, a lower chlorophyll a/b ratio and more staking thylakoid membranes and provided the photosynthetic energy used to fill the maize seeds more than that of other leaves. Recently, we have further found that the particle densities of all four faces of thylakoid membranes from the ear leaf were the highest, than those, successively, from the terminal leaf, and the fifth leaf (from the base of the plant). The particle densities on all four fracture faces of thylakoid membranes isolated from the ear leaves of maize were significantly higher than those from the terminal leaves with the increases of 19% in EFs, 28% in PFs and 20% in PFu. Increases in particle densities on the PFs, EFs and PFu faces result in increased densities of LHCP II, PSⅡ and PSI reactions centres, respectively. It is significant that this supramolecular architecture of the ear leaves is consistent with our analytical results of the SDS-polyacrylamide gel electrophoresis within the membranes (a detailed report in another paper). The contents of major polypeptides of 21 kD (LHCP Ⅰ) and 25 kD (LHCP Ⅱ) in thylakoid membranes from the ear leaves were more than those from the terminal leaves. The characteristics of both supramolecular architecture and polypeptide components are in favour of absorbing, transferring, distributing and conversing light energy in the course of photosynthesis of the ear leaves in maize.     

莲子光下萌发过程中光合膜超分子结构与27kD多肽变化

冰冻撕裂电镜观察及膜多肽组分的研究结果表明,随着莲子在光下萌发时间的延长,莲(Nelumbonucifera Gaertn.)胚芽叶的叶绿体光合膜的超分子结构发育与膜多肽组分中的27kD多肽含量变化具有明显的相关性:1.萌发2d后,胚芽叶的叶绿体巨基位变成解垛叠状态,其光合膜的超分子结构只呈现解垛叠类囊体区外质膜撕裂面(EF)和解垛叠类囊体的原生质膜撕裂面(PF)两个面;膜组分中主要是30kD多肽,而27kD多肽含量甚微。2.萌发4d后,光合膜从解垛叠开始转变成小基粒垛,垛叠区类囊体外质膜撕裂面(EFs)和垛叠类囊体的原生质膜撕裂面(PFs)开始发育;27kD多肽含量开始增加,30kD多肽含量开始减少。3.萌发6～8d后,光合膜明显分化出非垛叠膜区,非垛叠类囊体的外质膜撕裂面(EFu)和非垛叠类囊体的原生质膜撕裂面(PFu)开始呈现,EFs和PFs功能蛋白颗粒逐渐增多;27kD多肽逐渐增加,30kD多肽逐渐减少。4.萌发10～12d后,光合膜垛叠和非垛叠膜区分化完善,排列有序,EFs、PFs、EFu和PFu面功能蛋白颗粒的密度、大小、分布等超分子构象发育正常;27kD多肽更加增多,30kD多肽几乎消失。表明其超分子结构的发育动态既与其超微结构变化相一致,又与27kD多肽含量变化相吻合,却与一般高等植物的叶绿体发育相反,可为显示莲在被子植物系统演化中的独特地位提     

不同活力玉米种子胚萌发过程中蛋白质的变化

从不同人工老化处理中筛选出３组分别代表不同活力的玉米种子。萌发期间,中、低活力种子胚蛋白的降解比高活力对照种子慢,萌发前期胚蛋白合成能力也较低。吸胀２４ｈ,不同活力胚的蛋白合成能力差异显著,可以作为衡量种子活力的指标。     

中华绒螯蟹蜕壳过程中肌肉的组织学、超微结构及主要蛋白质含量的变化

为探讨中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)蜕壳前后肌肉组织的形态特征变化, 采用石蜡切片、电镜及生物化学方法, 研究了中华绒螯蟹蜕皮过程中步行足和腹部肌肉的组织学、超微结构及主要蛋白质含量的变化。结果显示: 相对于蜕皮间期, 步行足在蜕皮前后组织学形态特征无明显变化; 超微结构在蜕皮前无明显变化, 蜕皮后可见肌原纤维纵裂及肌小节横裂现象, 表明蜕皮后外骨骼硬化的过程伴随着肌肉的生长。相对于蜕皮间期, 腹部肌肉在蜕皮前后组织学特征变化明显: 蜕皮前肌束间隙增大, 蜕皮后肌束内肌纤维间隙增大。电子显微镜观察显示, 蜕皮前肌原纤维在内部降解, 出现空洞, 肌原纤维边缘降解, 导致肌原纤维间隙增大; 蜕皮后肌原纤维重新组装、重建, 恢复到间期正常形态。生物化学研究发现, 蜕皮前后步行足和腹部肌肉中肌原纤维蛋白和可溶性蛋白含量的变化同其结构特征的变化相一致。以上研究结果表明, 中华绒螯蟹肌肉组织的结构特征同蜕皮周期密切相关。     

Expression of genes for plastid membrane proteins in barley under intermittent light conditions

Barley plants grown under intermittent light show a plastid membrane composition intermediate between those of etioplasts and chloroplasts. In particular protochlorophyll reductase disappears from the membranes whereas the 32000 protein, coded for by chloroplast DNA, becomes integrated into the membranes. The light-harvesting chlorophyll a/b protein does not accumulate within the membranes even after 11 d of development, while the corresponding mRNA can already be observed after 4 d and is translated under in vivo conditions.Abbreviations LHCP light-harvesting chlorophyll a/b protein - IL intermittent light - LD light-dark (12-h day) - EGTA ethyleneglycol-bis(oxy-ethylenenitrile)tetraacetic acid     

PLC/PLD抑制剂对盐胁迫下玉米幼苗根系新的69.5kD热稳定蛋白表达调控的影响

逆境蛋白在植物抵抗逆境胁迫中具有重要作用。广泛存在于植物中的磷脂酶 (PhospholipaseC/D, PLC/PLD) 是一种逆境信号传递物质, 在逆境蛋白的诱导表达中具有重要意义。该文探讨了不同胁迫及PLC/PLD抑制剂处理后一种新发现的 6 9.5kD热稳定蛋白的表达情况, 为进一步研究PLC/PLD在逆境蛋白表达中的作用机理提供依据。以玉米 (Zeamays) ‘鲁单 90 0 2’幼苗为材料, 用 2 70mmol·L-1NaCl胁迫处理, 然后进行SDS _PAGE (Sodiumdo decylsulfate_Polyacrylamidegelelectrophoresis) 电泳, 从受胁迫的玉米幼苗根系中分离出一种新的 6 9.5kD热稳定蛋白, 其表达量随胁迫时间的延长逐渐增加。该蛋白在恢复正常条件后仍然表达, 表明其可能是一种胁迫适应性蛋白 ;2 0 μmol·L-1ABA处理也能引起该蛋白的表达, 但表达量远低于同期的 2 70mmol·L-1NaCl胁迫处理。NaCl+ABA处理后该蛋白表达量低于NaCl处理, 但高于ABA处理。PLC/PLD抑制剂硫酸新霉素 (Neomycinsulfate, NS) 和正丁醇 (n _Butylalcohol, BA) 对NaCl、ABA和NaCl+ABA诱导的 6 9.5kD热稳定蛋白表达均有明显的抑制作用, 且对ABA和NaCl+ABA两个处理蛋白表达的抑制作用均随抑制剂浓度升高或处理时间延长而逐渐增强, 但对NaCl处理蛋白表达的抑制作用则表现出复杂性。结果表明, 不同处理诱导 6 9.5kD热稳定蛋白表达的敏感程度不同, 而磷脂酶在不同处理诱导的信号传递途径中的作用机理有一定的差别。