外源多氨基芳香族化合物对高温强光下芦苇离体叶绿体叶绿素降解的缓解作用

以甘肃省河西走廊临泽县境内荒漠地区2种生态型芦苇为主要研究材料,研究了在添加多氨基芳香族化合物(Mr856,PAAC)条件下,不同温度、光照强度处理及处理时间对沙芦和水芦离体叶绿体叶绿素相对含量的影响,以探究PAAC对高温强光条件下离体叶绿体可能的保护机理。结果表明:(1)外源PAAC对水芦和沙芦离体叶绿体叶绿素相对含量的影响因环境光照强度、温度和处理时间的不同而异;(2)光照强度对离体叶绿体叶绿素相对含量的影响与温度有关,且随着处理时间的延长而增强,在光照水平为1 000μmol.m-2.s-1下,沙芦叶绿素相对含量在不同温度下均高于水芦;(3)外源PAAC可明显减缓高温强光胁迫下水芦叶绿素相对含量的降低趋势,尤其对强光胁迫下叶绿素相对含量降低的效应更明显。研究结果说明,PAAC可能作为沙芦叶片中具独特分子结构特征的相容性溶质,可减缓高温强光下离体叶绿体叶绿素的降解,对离体叶绿体有一定的保护作用。     

菠菜叶绿体的光抑制部位

有氧条件下,叶绿体的光抑制部位不是专一的。强光可使PSⅡ氧化侧、PSⅡ反应中心、PSⅡ还原侧,PSⅡ及类囊体膜透性都有不同程度的破坏。这种非专一性可能与类囊体膜蛋白在强光下的降解有关。无氧条件下,叶绿体的光抑制部位只是在PSⅡ反应中心及Q_B蛋白上。     

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。     

酚类对栅列藻细胞的影响

作者测定了120余种化学药物,其中30余种为酚类化合物对斜生栅列藻的毒性影响。所用方法为在培养基内混入溶解后的各种药物,接种藻类后进行培养,观察效果。实验证明邻羟基苯甲醛和5,5’-二氯-2,2’-二羟基二苯甲烷及5种胺类化合物对藻类具有毒性。50ppm剂量的邻羟基苯甲醛和DDM足以杀死藻类,使藻类由绿色变成白色,叶绿体破坏,叶绿素消失。扫描电镜和透射电镜照片表明,两种药物的作用主要在破坏叶绿体和贮藏物淀粉粒。     

水杨酸对高温强光胁迫下小麦叶绿体基因psbA表达的调节

以0.1、0.3和0.5mmol.L^-1的水杨酸预处理灌浆期的小麦叶片,测定在高温强光胁迫下小麦叶绿体基因psbA表达、D1蛋白含量和PSII功能。结果表明,叶面喷施SA不仅可减缓高温强光对psbA表达的抑制,而且可促进胁迫后在适宜光温条件下恢复表达的水平。     

叶绿素a和类胡萝卜素仿生膜研究

在植物叶片的叶绿体中的俘光色素主要有叶绿素和类胡萝卜素。有机溶剂中的叶绿素。很快会发生光解,但即使在夏日炎炎烈日暴晒下,叶片中的叶绿素a却没有任何变化。在叶绿体中叶绿素a和类胡萝卜素的分子构象是抵御强光照的主要原因。本文仿照叶绿体膜结构进行离体模拟实验,采用荧光光谱法来研究强光下β-car保护chla的物理机制。仿照叶绿体膜原理,可以开发出新一代彷生防晒霜。     

单个隐性基因控制的小麦叶片黄化

小麦材料AIM9的叶片失绿表现型是受一对隐性单基因控制的,该基因暂命名为CD5。在10个源于杂交组合CN17／AIM9的F3分离家系中失绿植株和对照植株在许多生理指标和收获指标上呈现显著差异。相关性分析表明收获指标与生理指标,如净光合速率、气孔导度、叶绿素含量等呈显著正相关;而与细胞间CO2浓度及丙二醛含量呈显著负相关。透射电镜观察发现失绿叶片中的叶绿体发生不可逆的向心运动,整个过程大致经历以下几个阶段：（1）叶绿体从叶绿体长轴垂直于光线转变至叶绿体长轴平行于光线;（2）叶绿体的形状从椭圆形转变为圆形;（3）叶绿体脱离细胞壁向细胞中心运动。     

叶绿体基因工程研究进展

叶绿体是植物细胞和真核藻类执行光合作用的重要细胞器,在叶绿体中表达外源基因比在细胞核中表达具有一些独特优势。叶绿体基因工程涉及叶绿体的基因组特征、转化系统的优点、转化过程及方法等方面,叶绿体基因工程在提高植物光合效率、改良植物特性、生产生物药物及改善植物代谢途径等方面已得到应用。尽管叶绿体基因工程还存在同质化难度高、标记基因转化效率较低、宿主种类偏少等问题,但作为外源基因在高等植物中表达的良好平台其仍然具有广阔的发展和应用前景。     

藻类植物叶绿体基因组研究进展

藻类植物的cpDNA结构复杂,普遍缺失反向重复序列IR,且存在IR的藻类植物种类的cpDNA也有IR变短退化迹象.藻类植物的cpDNA包含的基因一般比高等植物要多,编码能力更强.藻类植物cpDNA全序列的测定方法主要是Fosmid文库构建,配合使用Long-PCR技术.该文对国内外有关藻类植物叶绿体基因组结构、叶绿体编码基因、叶绿体基因组在藻类系统发育中的应用以及藻类植物叶绿体基因组的提取和序列测定方法等进行综述,为藻类植物的系统发育和叶绿体起源以及功能基因组学的研究提供理论依据.     

核酸及蛋白质合成、提取、纯化

922757藻类的分子生物学〔会,法〕/Dubacq,J.P。了B iofutur一1091,106一22~24〔译自DBA,1992,11(3),92一01222〕 1990年s月4~10日,在美国Durkam召开T第四届藻类学国际研讨会。两个重点议题是:叶绿体基因组对光合器官的调控作用和核基因组在这方面的功能;以及基因的演变。在此以前,对海藻的分子生物学还一直未研究。最近,利用单细胞藻成从一些大型藻制备原生质体已能克服在抽提和纯化DNA方面的困难,对藻类基因组的研究已铺开。藻类核的、线粒体的和叶绿体的DNA在大小、基因排列和碱基化学(甲基化频率和特异于某些组的碱基)是不同的。…     

脓青素对光抑制条件下菠菜叶绿体的保护作用

在有氧条件下,脓青素可以缓解强光对菠菜叶绿体电子传递的抑制作用。加入解联剂尼日利亚菌素消除跨膜质子梯度会加剧叶绿体的光抑制,但脓青素的保护作用并不消失。脓青素对光系统Ⅰ与光系统Ⅱ均表现出保护作用,但对ＰＳⅡ的保护在光抑制初期较明显;在厌氧条件下,脓青素加剧叶绿体的光抑制,引起ＤＣＩＰ光还原与水到ｐ－ＢＱ电子传递活力的降低。推测脓青素可能通过促进细胞色素ｂ５５９介导的ＰＳⅡ循环电子传递,减轻了叶绿体的光抑制。     

植物光破坏防御机制的研究进展

植物在长期进化过程中,形成了一系列保护光合机构免受强光破坏的光破坏防御机制,本文仅就近年来光破坏防御机制中^3Chl途径、能量耗散和叶绿体呼吸作了简要综述。     

光诱导下杂种杨无性系叶角和叶绿体的运动

自然光结合人工光源对几个杂种杨无性系叶片进行处理后,对其在两种光环境下３种叶角（方位角、方向角、悬挂角）和叶绿体的运动方式进行了研究。结果发现：各无性系的叶角运动在晴天比比阴天强烈,特别是三倍体无性系最为明显,晴天上午９：００－１１：００,三倍体无性系ＺＨ６和Ｂ３４６通过方位角运动来避免强光胁迫,各无性系主要通过方向角和悬挂角的变化来调节获得最佳太阳辐射,在中午受到强光胁迫时存在明显的“避光运动”。三倍体无性系和某些二倍体无性系在避光运动方式上是不同的,三倍体无性系ＺＨ６和Ｂ３４６采用叶片下垂形式,而二倍体无性系Ｂ１１则采用叶片竖立方式,无论是晴天还是阴天,植物的节律性运动可能参与了叶角运动。受光胁迫时,栅栏组织的叶绿通过不同的运动排列方式来实现对光辐射的最佳吸收。强光胁迫下叶绿体沿径向细胞壁排列,以尽量养活接受过量的太阳辐射,处于弱光条件时,叶绿体则充满足整个细胞,以扩大上太阳辐射的表面积,三倍体无性系对光诱导的敏感程度程度要高于二倍体无性系。     

水杨酸对高温强光下小麦叶绿体蛋白酶Deg5和PSⅡ功能的调节作用

以小麦(Triticum aestivum)矮抗58为材料,采用0.1mmol/L的外源水杨酸(SA)处理小麦叶片,以清水为对照,通过Western blotting蛋白质印记技术和叶绿素荧光分析,研究了高温强光胁迫(38℃和1600μmol m-2s-1)对小麦叶绿体Deg5蛋白酶、D1蛋白和叶绿素荧光参数的影响及SA的调节作用。结果表明,高温强光胁迫导致小麦叶绿体Deg5蛋白酶、D1蛋白含量和PSⅡ最大光能转化效率(Fv/Fm)降低,原初荧光(Fo)升高。和对照相比,外源SA处理可维持较高的Deg5蛋白酶、D1蛋白、Fv/Fm水平和较低的Fo。说明外源水杨酸可减轻高温强光对Deg5蛋白酶和D1蛋白的损伤,维持较强的PSⅡ功能。     

强光及外源活性氧对莴苣叶绿素荧光的影响

莴苣叶绿体在强光处理下发生先抑制,主要表现为叶绿素荧光参数Fv／Fm和ΦPSⅡ降低;外源活性氧H2O2、O2·OH和1O2均能引起叶绿体PSⅡ光化学效率Fv／Fm不同程度的下降,其中以1O2影响最明显;H2O2在诱导叶绿体荧光猝灭过程中,引起荧光产量降低,而使qp、qN、ΦPSⅡ、KD上升;在H2O2诱导的叶绿体荧光猝灭过程中,Fe2 能使qN和KD低于对照;由于1O2的产生对PSⅡ反应中心造成了损伤,引起qp和ΦPSⅡ下降。     

叶绿体分子生物学研究进展

叶绿体是绿色植物进行光合作用的重要细胞器。早在1909年,就有人根据高等植物叶片的花斑性状的非孟德尔遗传现象,推测叶绿体内存在着遗传物质。1954年以后,Sager等人以藻类为材料,初步揭示了叶绿体母系遗传的规律。然而,直到1962年,人们才利用电镜技术首次证实了叶绿体DNA(cp DNA)分子的存在。十年后,才分离到cp DNA分子。     

植物光破坏防御机制的研究进展

植物在长期进化过程中,形成了一系列保护光合机构免受强光破坏的光破坏防御机制,本文仅就近年来光破坏防御机制中3Chl途径、能量耗散和叶绿体呼吸作了简要综述。     

对光呼吸在C3植物中的一种功能的探讨

小麦不离体叶片在无 CO_2气流中,预照3小时2000μmol·m~(-2)·s~(-1)强光后,叶片光合作用受光照抑制的百分率随气流中氧浓度的不同而不同。气流氧浓度在0—10%范围内,随氧浓度升高,光抑制程度减小。在10—50%氧浓度下,叶片光合强度几乎没有不可逆下降。高于50%氧浓度,叶片所受光抑制程度反而随氧浓度提高而加重。预照光强度增加,时间延长,叶片的光抑制程度也增加。在高于2%氧的无 CO_2气流中,叶片在强光下的 CO_2猝发并非都能长时间存在。在8—11%氧浓度下,叶片的 CO_2猝发仅可持续15—30分钟。氧也可使破碎叶绿体免受强光伤害。叶片无论在高氧还是低氧条件下,强光总是只影响叶绿体 PSⅡ活性。     

衣藻叶绿体表达系统的研究

真核藻类作为一种新型的蛋白表达系统,因其培养方法简单,成本低廉并且能大规模繁殖,最近几年成为人们关注的焦点.作为一种模式生物,单细胞的真核生物莱茵衣藻已经成为人们研究的重点.外源蛋白不仅能在衣藻核中进行表达而且也能在叶绿体中表达,但衣藻叶绿体的表达系统较之核表达有巨大的优越性.在到目前为止,已经有许多的药用蛋白在莱茵衣藻的叶绿体中成功表达的报道,证明了莱茵衣藻叶绿体作为生物反应器的能力.将对衣藻叶绿体的表达做详细的描述.     

植物叶绿体类囊体膜及膜蛋白研究进展

叶绿体是植物和真核藻类进行光合作用的场所。存在于叶绿体类囊体膜上的蛋白质复合物含有光反应所需的光合色素和电子传递链组分,在光合作用过程中,光化学反应发生在类囊体膜上。因此,类囊体膜是光能向化学能转化的主要场所,因而也一直是光合作用研究的热点。叶绿体类囊体膜的深入研究可以促进光合作用的分子机理研究。该文就叶绿体类囊体膜的三维构象及类囊体膜蛋白的组成和功能研究进行了综述。