超声破碎拟南芥原生质体后的再生培养初报

拟南芥原生质体在超声破碎过滤后,对其叶绿体、细胞核等细胞器进行再生培养.观察到超声破碎对叶绿体有一定破坏作用导致叶绿体在蓝色荧光下不发荧光,在培养115 h后叶绿体有聚集现象;细胞核明显增多;出现内质网的明亮绿色荧光点.细胞核和内质网都是形成新原生质体的必要细胞器,通过对其再生培养可为细胞器重组乃至细胞重建提供启示.     

海水胁迫对菠菜（Spinacia olerancea L.）叶绿体活性氧和叶绿素代谢的影响

以海水敏感品种圆叶菠菜和耐海水品种‘荷兰3号'为试材,采用水培方法,研究了海水胁迫对菠菜(Spinacia olerancea L.)叶绿体活性氧(ROS)和叶绿素(Chl)代谢的影响.结果表明,海水胁迫下,2个菠菜品种叶绿体内超氧阴离子(O-·2)产生速率、过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量显著升高,并且圆叶菠菜的提高幅度大于‘荷兰3号';圆叶菠菜叶绿体内的超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性和抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量均低于‘荷兰3号',而过氧化物酶(POD)活性高于‘荷兰3号';光氧化剂甲基紫精(MV)进一步使2个菠菜品种叶绿体内O-·2产生速率加快、H2O2含量提高、膜质过氧化加重,活性氧清除剂AsA明显降低了菠菜叶绿体内ROS水平,缓解了由MV造成的严重的膜质过氧化伤害.海水胁迫下,2个菠菜品种叶片叶绿素b(Chlb)、叶绿素a(Chla)及其合成前体物质原叶绿素酸(Pchl)、镁原卟啉Ⅸ(Mg-protoIX)、原卟啉Ⅸ(ProtoⅨ)和尿卟啉原Ⅲ(UroⅢ)含量明显降低,而胆色素原(PBG)和δ-氨基酮戊酸(ALA)积累,Chl合成受到阻碍,并且圆叶菠菜的受阻程度大于‘荷兰3号';MV进一步加剧了这种受阻程度,而AsA部分缓解了由海水胁迫和MV造成的阻碍作用.海水胁迫明显提高了圆叶菠菜叶片叶绿素酶(Chlase)活性而对‘荷兰3号'没有影响,MV处理对圆叶菠菜Chlase活性的影响程度大于‘荷兰3号',但AsA对2个品种叶片Chlase活性没有明显影响.上述结果说明,海水胁迫下,菠菜叶绿体内ROS与Chl代谢密切相关,不仅通过叶绿体膜的氧化伤害使Chl降解,而且使Chl合成的PBG向UroⅢ转化步骤受阻.耐海水品种‘荷兰3号'叶绿体清除ROS主要通过SOD和AsA-GSH循环系统,清除能力较强,减轻了ROS对叶绿体膜的氧化损伤和Chl合成的受阻程度,并且海水胁迫对其Chlase活性的影响较小;而海水敏感品种圆叶菠菜叶绿体清除ROS主要依赖于SOD和POD,对ROS的清除能力有限,从而导致了ROS大量积累,叶绿体膜的氧化损伤和Chl合成的受阻程度严重,并且海水胁迫显著提高了Chlase活性,加剧了Chl降解.     

水葫芦及菠菜光合作用原初光反应的超快光谱研究

采用相同的分离技术,从水葫芦(Eichhornia crassipes(Mart)Solms.)和菠菜(Spinacia oleracea L.)叶片中提取叶绿体.利用吸收光谱和低温荧光光谱及皮秒荧光单光子计数技术对它们的光谱性质和光系统Ⅱ荧光寿命进行了研究.这两种叶绿体吸收光谱相似,暗示着它们都能高效吸收不同波长的光子.低温荧光光谱显示,水葫芦叶绿体两个光系统之间激发能分配平衡状态差,表明不利于该植物叶绿体高效利用吸收的光子能.采用三指数动力学模型对测定的光系统Ⅱ荧光衰减曲线拟合,水葫芦叶绿体光系统Ⅱ荧光衰减寿命分别是:138,521和1 494 ps;菠菜叶绿体荧光寿命分别是:197,465和1 459ps.并且归属了荧光组分,慢速度荧光衰减是由叶绿素堆积造成的,中等速度荧光衰减源于PSⅡ反应中心重新结合电荷组分,快速度荧光衰减归属于PSⅡ反应中心组分.基于20ps模型计算的水葫芦和菠菜叶绿体PSⅡ反应中心激发能转能效率分别是87%和91%.该结果与转能效率为100%的观点不一致.实验结果支持PSⅡ反应中心电荷分裂20 ps时间常数模型.根据转能效率,水葫芦生长速度不大于菠菜生长速度,但是,水葫芦叶绿体中含有丰富的胡萝卜素成分,其单位质量叶绿体吸收光能大于单位质量菠菜叶绿体吸收的量.实验结果还暗示植物叶绿体体系传能高效,接近于100%.     

基因工程

<正> 用给体一受体原生质体融合技术研究了叶绿体和线粒体控制的性状在种间的转移。野生烟草或普通烟草白化系(V BW)用作受体原生质体,下一射线照射的花烟草、印度烟草和波状叶烟草原生质体用作细胞器给体。融合细胞经培养后再生成胞质杂种植株。     

铜处理对菠菜幼苗矿质营养吸收和细胞超微结构的影响

土壤重金属积累严重影响植物生长和生态系统平衡,探寻植物对重金属的耐性机理尤为重要.菠菜可能具有一定的耐铜性,但Cu对其矿质元素吸收、细胞超微结构等方面的耐性机理尚不明确.本研究以菠菜幼苗为研究对象,通过盆栽试验,探究不同浓度铜处理对菠菜幼苗生长、矿质元素吸收、叶片细胞超微结构等指标的影响.结果表明: 100 mg·L^-1 CuSO₄处理浓度时,菠菜幼苗根Cu²⁺积累量小于地上部,其根系生长量增加,地上部生长量稍有下降,继续增加铜处理浓度,植物体各器官生长参数均呈下降趋势.低浓度铜处理时(<400 mg·L^-1 CuSO₄),菠菜幼苗叶N、K、Ca、Mg、Fe含量增加,P含量减少;根N、P、K含量减少,Ca、Mg、Fe含量增加;叶片细胞内各细胞器清晰可见,基粒片层排列仍较为整齐,叶绿体内外膜完整.高浓度铜处理时(>600 mg·L^-1 CuSO₄),菠菜幼苗叶N含量增加,P、K、Ca、Mg、Fe含量减少;根N、P、K、Ca、Mg、Fe含量均减少;叶片细胞内叶绿体变圆,叶绿体膜变薄,基质、基粒片层变少,层堆积高度下降,细胞核解体,液泡、细胞壁中有黑色小点分布,可能是大量Cu²⁺聚集导致细胞内膨压增大所致.低浓度铜处理并未对菠菜幼苗的生长生理特性产生明显的负面影响,而高浓度铜处理并未终止菠菜幼苗的生长.说明菠菜幼苗具有一定的耐铜性.     

叶绿体膜的结构与功能——Ⅹ镁离子及钾离子对叶绿体光诱导pH变化的影响

研究不同阳离子和不同阴离子浓度对菠菜叶绿体光诱导pH变化的影响。结果如下:1)在以PMS或DCPIP为辅助因子时.镁离子和钾离子对菠菜叶绿体光诱导pH变化均有明显影响。阳离子对光诱导pH变化的影响随其浓度的增加而增大。2)DCMU对叶绿体光诱导pH变化有抑制作用,而镁离子可以完全恢复 DCMU这种抑制作用。3)Gramicidin D使叶绿体光诱导pH变化消失,镁离子可恢复受 Gramicidin D抑制的光诱导pH变化。这种恢复作用随镁离子浓度的增加而增大。4)电镜观察指出Gramicidin D破坏类囊体片层结构以及镁离子对结构的恢复可能是功能上失活和恢复的原因。     

高CO_2浓度对大豆不同叶位叶片叶绿体淀粉粒积累的效应

对高CO_2浓度下生长的大豆(Glycine max(L.)Merr.)不同叶位的叶片进行了电镜观察,揭示出大豆不同叶位叶片的叶绿体对倍增的CO_2浓度反应不一。其显著的超微结构差异特征是:1.叶位居中的叶片叶绿体积累的淀粉粒不仅很大,而且最多,有的叶绿体中的淀粉粒可达20个,几乎充满着叶绿体的基质空间。2.下位叶叶绿体的淀粉粒积累较多,通常为2～5个;3.上位叶叶绿体所含淀粉粒既小又少,虽然有的叶绿体中也积累有3～4个淀粉粒,但大多数叶绿体中所含淀粉粒仅有1～2个。以上结果联系到大豆中位叶的光合作用速率较高及对籽粒产量起作用最大来讨论是很有意义的。     

硫氧还蛋白对核酮糖1,5-双磷酸羧化酶的活化作用

用菠菜叶制备了硫氧还蛋白,并根据它对 FBPase 和 NAD-G3PDH 的活化作用鉴定出所制得的硫氧还蛋白是有活性的。菠菜叶绿体可溶部分中的 RuBPCase(EC4.1.1.39)的活性用分光光度法测定。外加 RuBPCase 的实验证明在测定系统中它是限速的。进一步的实验证明经二硫苏糖醇还原的硫氧还蛋白确能活化叶绿体可溶部分中的 RuBPCase。本实验结果提供了光活化 RuBPCase 的一种可能的机理。     

镁离子对菠菜、阴生植物(吊兰、一叶兰)叶绿体DCIP光还原活性及表观吸收光谱的影响

一、阳生植物(菠莱)叶绿体的 DCIP光还原活性显著高于阴生植物(吊兰、一叶兰)。Mg~( )离子对此三种叶绿体的CDIP光还原活性都有促进,而且对阴生植物促进得更显著些。 二、在饱和强度激发光下,Mg~( )离子对菠莱和一叶兰叶绿体DCIP光还原活性的促进,都比弱光下多。在限制速率激发光下,Mg~( )离子对阴生植物的促进,比阳生植物更显著。 三、Mg~( )离子对菠莱、一叶兰、吊兰叶绿体表观吸收光谱的影响是类似的。Mg~( )离子使光谱显著变平。 四、比较了吸收光谱和差异光谱。Mg~( )离子引起吸收降低最大的位置,不在峰上,而略有蓝移(3nm左右)。 五、观察了Mg~( )离子对菠菜叶绿体表观吸收影响的动态过程。峰和肩处的吸收随时间逐渐下降,在吸收小的波段,最初几分钟内吸收上升,以后逐渐下降,甚至低于对照。 六、在菠莱叶绿体老化过程中,Mg~( )离子对表现吸收光谱的影响,随着时间的延长(如一昼夜)而减少,而对DCIP光还原活性的促进,不但不减小,反而加强了。 七、我们的结论是:Mg~( )离子促进了阳生植物和阴生植物叶绿体与PSⅡ有关反应(DCIP光还原反应)的活性,诱导了这些叶绿体结构的变化。     

C_3和C_4植物叶片内双磷酸核酮糖(RuDP)羧化酶之免疫荧光定位

我们用从菠菜提纯的RuDP 羧化酶制备兔抗RuDP 羧化酶抗体,用荧光免疫直接法在典型的C_3和C_4植物叶片横截面的冰冻切片内定位RuDP 羧化酶。抗RuDP 羧化酶抗体是用异硫氰荧光素(FITC)标记的。观察结果说明在C_4植物(玉米)叶切片中,特异荧光绝大部分集聚于维管束鞘细胞的叶绿体内。在C_3植物(小麦、大麦)叶切片中,特异荧光呈现在叶片叶肉细胞的叶绿体部位。两种植物中特异荧光分布的不同显示了它们的RuDP 羧化酶分布的不同。     

提高叶绿体色素抽提效率的方法探讨

菠菜是“叶绿体色素提取和分离”实验中的常用材料。但受菠菜生长的季节性限制 ,有的季节采集不到 ,用其它植物绿叶 (树叶、蔬菜叶、野生植物叶 ) ,尤其是四季均可采到的常绿植物叶片替代 ,按教材的提取方法操作 ,所得到的色素提取液呈黄绿色 ,色素含量低 ,展层后 ,色素带颜色浅 ,有的色素带不能显现 ,实验效果差。分析其原因主要是 :1)对于角质层厚、机械组织多的绿叶 ,按常规方法研磨 ,组织、细胞破碎率低 ,提取出的色素绝对量少 ;2 )对含水量较高的蔬菜叶等 ,因过多水分的存在 ,降低了丙酮对色素分子的抽提效率。因此 ,实验中如何增加叶…     

用大叶黄杨做叶绿素提取和分离实验

叶绿体是光合作用的场所 ,做好叶绿体中色素的提取和分离实验 ,有助于学生对光合作用中光合色素的种类和颜色有更好的认识 ,加强学生对光合作用进一步的理解和掌握。我选用大叶黄杨做实验材料 ,取得了较好的效果。1　选绿叶材料高中课本原实验 4色素的提取和分离 ,用 5g新鲜菠菜叶和少许的二氧化硅、碳酸钙研磨制取滤液 ,由于菠菜叶含水分多 ,实验效果不太明显。我选用大叶黄杨 ,因为它的叶片含水量相对较少 ,颜色深绿 ,含色素较多。用剪刀剪成细小碎块 (越细越好便于研磨 ) ,经过耐心细致研磨、过滤后 ,取得的滤液含杂质少 ,深绿而透明。画…     

黄瓜花叶病毒衣壳蛋白存在于被其侵染的烟草叶绿体中

用原生质体法制备出高纯度的完整叶绿体经SDS-PAGE电泳,银染后,发现黄瓜花叶病毒(CMV)侵染的烟草病叶叶绿体蛋白质图谱和健叶叶绿体相比,多出一条染色较弱的迁移率与CMV衣壳蛋白质相同的带,经Western转移,用CMV游离衣壳蛋白亚基抗血清进行斑点酶联(Immunoblot)检测,证明这条带就是CMV衣壳蛋白质。健康叶绿体中加入去掉叶绿体的病叶汁液而制备出的叶绿体中无CMV衣壳蛋白质,说明这不是在叶绿体提纯过程中得到的假象,即衣壳蛋白质存在于被CMV侵染的完整叶片叶绿体中。这个结果否认了以往报道的CMV衣壳蛋白质不存在于烟草叶绿体中的结论。另外还发现,叶绿体中的衣壳蛋白质浓度与叶片症状严重程度呈正相关。     

观察植物下表皮和气孔的好材料--菠菜

我在指导学生实验课中 ,发现菠菜叶是一种观察植物下表皮和气孔的好材料。用菠菜叶制备植物叶下表皮和气孔临时装片的方法步骤如下 :1)准备好洁净的载玻片和盖玻片 ;2 )取洗净的新鲜的菠菜叶 ;3)用左手拇指和食指捏住菠菜叶的尖端 ,然后用右手的拇指和食指捏紧带叶柄的一端斜着向上撕 ,即可得到菠菜叶的下表皮 ;4 )先在载玻片的中央滴 1滴清水 ;5 )用镊子夹取任意一块菠菜叶的下表皮 ,置于载玻片的水滴上 ,用解剖针展平 ,然后用镊子夹取盖玻片盖在水滴上 ;6)将制好的临时装片放在目镜为 10×、物镜为 10×的显微镜下观察 ,可以看到在不规则…     

糜子不同生育时期不同叶位叶片超微结构研究

对糜子不同生育时期、不同叶位叶片进行电镜观察.结果显示:(1)在籽粒灌浆中期以前,叶肉细胞排列整齐,细胞间隙小,细胞中叶绿体、线粒体等细胞器含量多.叶绿体、线粒体基质含量浓厚,高基粒片层数增加,胞问连丝畅通;(2)在籽粒灌浆中期以后,叶片迅速衰老,细胞解体,细胞间出现间隙,叶绿体减少,叶绿体基粒片层、基质片层解体.嗜锇颗粒变大增多.胞间连丝受到阻碍.(3)不同生育时期不同叶位叶绿体的高基粒片层数差异较大,其中在灌浆中期各叶位叶绿体高基粒片层数最高,在各生育时期旗叶的为最大.     

在黑暗中不同温度处理菠菜植株和莴苣叶片对其叶绿体光合电子传递的影响

在黑暗中用不同温度处理的菠菜植株和莴苣叶片作为材料,观察了时间进程中叶绿体DCIP和Fecy光还原的速率和光合磷酸化活性的变化。用抑制剂和不同的电子供体,对不同温度处理的材料所提取的叶绿体进行了试验,同时用电子显微技术检察了这些叶绿体的亚显微结构。结果说明:在暗中不同温度处理叶片不同时间后,叶绿体电子传递速率有变化。DCIP和Fecy光还原可能是在膜的不同部位,通过不同的支路进行的。在不同温度诱导下囊状体的结构有明显的差异。     

NaN_3对叶绿体Mg~（2＋）－ATPase的抑制作用再探

ＮａＮ３能抑制新鲜菠菜叶片叶绿体经ＤＴＴ和光激活的Ｍｇ２＋－ＡＴＰａｓｅ活力。这种抑制属非竞争性抑制。ＮａＮ３还能降低新鲜菠菜叶片叶绿体的反映光合磷酸化高能态的毫秒延迟发光和减少反映类爱体膜质子吸收变化的叶绿体的９－氨基吖啶的荧光猝灭。菠菜叶片经低温贮存几天后其叶绿体的超微结构发生变化,ＮａＮ３对叶绿体的上述影响就消失或基本消失。本实验指出ＮａＮ３是新鲜叶片叶绿体Ｈ＋－ＡＴＰａｓｅ的一个强有力的抑制剂。其影响受叶绿体制剂的内源无机磷酸盐含量调节。     

菠菜原生质体游离与纯化的研究

以菠菜为实验材料进行原生质体分离、纯化、活力鉴定。结果表明:1.5%纤维素酶OnozukaR-10+1%果胶酶Pectolase+0.5mol/L甘露醇+CPW盐的酶液,酶解时间5h,菠菜原生质体的获得率高。纯化时,适当降低离心时间有利于原生质体纯化过程中产量及活力的保持,500r/min离心5min,效果较好。     

小麦原生质体和叶绿体分离及其光合速率的测定

具有光合能力的叶绿体,必须具有完整的被膜,分离这种叶绿体多采用短时间高速冷冻离心的方法。但此法仅适用于菠菜和豌豆等植物。在小麦上至今未见成功的报道。     

各种植物叶片上清液对不同叶绿体的环式光合磷酸化的影响——初步报告——

甜菜叶片的匀浆用10000×g和140000×g离心后,其上清液中有一种(或几种)物质,这种物质对菠菜和莴苣叶绿体的环式磷酸化反应速度有很强的促进作用,对于甜菜本身叶绿体则没有作用。上清液用丙酮沉淀或凝胶过滤后仍有活性。经过100℃温度处理后四分之三的活性丧失。初步测定这种物质的分子量在60000以上。菠菜上清液对甜菜和莴苣叶绿体的环式磷酸化亦有促进作用,对菠菜叶绿体本身则无促进作用。莴苣上清液对甜菜、菠菜和莴苣本身叶绿体的环式磷酸化都有促进作用。这种现象我们暂称之为“互补”效应。