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     

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。     

光和暗条件下低温对黄瓜和水稻叶绿素蛋白质复合体的影响

本试验以黄瓜和水稻幼苗为材料,研究了光照和黑暗条件下低温对植物叶绿素蛋白质复合体的影响。SDS—PAGE电泳结果表明:5℃及12h 280μmol m~(-2)S~(-1)处理2d,Chl-蛋白质复合体的降解明显大于5℃暗低温处理;低温与光照对P700-CPa_1的影响大于LHCP。叶绿素荧光测定表明;5℃及12h 280μmol m~(-2)s~(-1)的处理对PSⅡ的影响亦大于暗低温处理。由此认为:低温与光对植物叶绿体的PSⅠ和PSⅡ都有明显的影响,其机理可能与常温下高光强引起的光抑制相类似;不同的是低温下中等光强就能引起光抑制。因此,在光照低温下往往加剧植物冷害的发生。     

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。     

不同光质对黄瓜叶片光合特性的影响

将黄瓜（ Ｃｕｃｕｍｉｓｓａｔｉｖｕｓ Ｌ．） 幼苗培养在相同辐照度（２０ μｍｏｌ·ｍ － ２·ｓ－１） 的白光、红光和蓝光下,研究了光质对黄瓜叶片的光合作用特性的影响。实验结果表明,生长在白光下的叶片,其叶绿素（Ｃｈｌ）含量分别比红光和蓝光下高７ ％ 和２２４％ ,在蓝光下的含量最低。生长在红光下的黄瓜叶片有较低的Ｃｈｌａ／ｂ 比值和较高的Ｃｈｌ ｂ 含量。低温（７７ Ｋ）荧光发射光谱和Ｃｈｌａ 荧光动力学诱导的实验结果表明,红光下的叶片具有较高的光系统Ⅱ（ＰＳⅡ） 活性和较低的光系统Ⅰ（ＰＳⅠ）活性,蓝光下的叶片具有较低的ＰＳⅡ活性和较高的ＰＳⅠ活性。红光下叶片的放Ｏ２ 速率比白光下叶片的放Ｏ２ 速率高４４９％ ,而蓝光下的叶片放Ｏ２ 速率略低于白光下的。表明光质对调节黄瓜叶片ＰＳⅠ和ＰＳⅡ的发育和光合活性以及光合放Ｏ２ 速率具有重要作用。     

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。     

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     

玉米类囊体膜的超分子结构及LHCP在个体发育中的变化

对玉米(Zea mays)营养生长期中的下位叶(第5叶)和生殖生长时期的中位叶(果穗叶)和上位叶(顶生叶)的成熟叶片的冰冻撕裂电镜观察,发现叶绿体类囊体膜所有撕裂面上各种功能蛋白颗粒的密度均以果穗叶中的最大,依次是顶生叶和第5叶的。以果穗叶与顶生叶相比,其类囊体膜中包含有绝大多数 LHCP 的 EFs 颗粒增加28%;包含有 PSI 反应中心与LHCP 相结合的 PFu 颗粒增加20%;包含有 PSII 反应中心与 LHCP 相结合的 EFs 颗粒增加19%。这一超分子结构的电镜观察结果与其 SDS-聚丙烯酰胺梯度凝胶板电泳解析的结果相一致。即 SDS-聚丙烯酰胺梯度凝胶板电泳解析的色素带上,同样是果穗叶类囊体膜上呈现的21kD(LHCP Ⅰ)和25 kD(LHCPⅡ)多肽的色素带相应地也比顶生叶的加宽,表明果穗叶叶绿体类囊体膜上镶嵌的叶绿素 a/b 蛋白复合体等比顶生叶的显著地增多,这有利于果穗叶光合作用中光能的吸收、传递、分配和转化。     

菠菜细胞色素b6f复合体中单线态氧的产生和清除机制（英文）

采用自旋捕捉电子顺磁共振技术研究了强光诱导下菠菜Cyt b6f中单线态氧(1O2*)产生和清除的分子机制,结果表明:在强光照射和有氧条件下,缺失Rieske Fe-S蛋白的Cytb6f和分离的Rieske Fe-S蛋白溶液中都检测到1O2*的产生,这证明Chla和Rieske Fe-S蛋白都是菠菜Cytb6f中光诱导1O2*产生的位点,而Chla是1O2*产生的主要部位。采用波长为675 nm的红光选择性激发Cytb6f中的Chla时,也检测到1O2*的产生,进一步支持了上述结论。此外,外加天然抗氧化物质,如抗坏血酸、谷胱甘肽、L-组氨酸和β-胡萝卜素,可清除系统中产生的1O2*。这很可能是菠菜Cytb6f中一种保护底物抵抗单线态氧光氧化的保护机制。     

新的用于蛋白质组学研究的二维蛋白质分析系统

蛋白质组学是生物技术领域的"新鲜事物",热衷于这一领域的学者正在争相研究人体内蛋白质的种类,以及蛋白质分子之间形成网络结构的机理.这些努力会给人类带来更多、更好的药物.     

叶绿体膜的结构与功能ⅩⅥ.正常大麦和变种Chlorinaf_2光合特性的比较研究

研究正常大麦矮秆齐(Hordeum vulgare)和引进的大麦变种 Chlorina f_2的光合特性。观察到两者在叶绿体结构、光合膜的一些成分和光合特性等方面均有较大差异。变种大麦缺乏 Chl b,不存在 LHCP,且单位叶面积或单位鲜重中所含的 Chl 比正常大麦低得多。而以叶绿素为基数时它却有更高的 P_(700)、Cyt f 和 PQ 的相对含量。荧光发射光谱表明,两种叶绿体的 PSI 天线色素的成分是不同的,变种大麦的 PSI 只含有内侧天线。它的叶片荧光诱导瞬变不呈现 O→P→S→M→T 的振荡过程,这似乎说明荧光诱导瞬变的振荡过程可能通过 LHCP 的存在(或许还需要与 PSI 外周天线的合作)才能表现出来。同时荧光诱导动力学表明变种有较小的光合单位和较低的 PSII 原初反应光能转化效率。     

芦芽山亚高山草甸优势种群和群落的二维格局分析

种群和群落的二维空间格局研究能够更好地揭示群落的空间和结构特征,但在分析方法上有较大的困难。用垂直相交的两条样带在两个方向上同时取样的二维取样法,获得数据,用一维格局分析方法分别分析,可以得到各个种不同格局规模斑块的长、宽及面积,实现二维格局研究。用DCA排序和格局分析方法相结合,可以完成群落的二维格局分析。在山西芦芽山亚高山草甸应用的结果表明这样的垂直样带二维取样及分析方法较好地反映了种群和群落的空间特性,是非常有效的,并且该方法简单易做,具有较大的可操作性。所研究的草甸主要优势种格局斑块的形状比较规则,面积也较大。次要种斑块多为不规则形,面积也较小。群落格局与主要优势种的格局关系密切。     

PSⅡ原初电子供体P680的光破坏现象研究:高效液相色谱对光抑制条件下D1/D2/Cyt b559复合物色素成分和含量变化的分析(英文)

采用高效液相色谱 (HPLC)的分析方法 ,对菠菜 (SpinaciaoleraceaMill.)叶绿体PSⅡ反应中心光破坏过程进行了研究。结果表明 :(1)在本实验条件下 ,45min的光照处理 ,可以使PSⅡ反应中心的光化学活性基本接近丢失。(2 )从光照约 2 0min开始至约 40min ,Chla的含量逐渐减少到原有含量的 2 /3左右 ,然后浓度保持不变至约 6 0min ,此后 ,Chla的含量出现了第二次下降 ,到 80min左右 ,稳定在约 30 %的含量水平并不再变化。D1/D2 /Cytb5 5 9复合物的原有色素分子组成约为 6Chla∶2Pheo∶2 β_Car。 (3)在 40min的光照处理后 ,HPLC图谱上出现了一个新的产物峰 ,其吸收谱十分类似于Pheo分子 (峰位分别为 40 7、5 0 4、5 33、6 0 6及 6 6 3nm) ,但其保留时间 (7.2min)比正常的Pheo分子 (6 .9min)较晚 ,因此推测它可能是一种结构类似于Pheo的分子     

圆二色光谱揭示光系统Ⅱ在热处理过程中叶绿素荧光动力学变化的原因

研究了光系统Ⅱ(PSⅡ)在热处理过程中的叶绿素a荧光和圆二色(CD)光谱.在30℃～40℃热处理过程中,PSⅡ的叶绿素荧光参数Fo′保持稳定不变;当温度大于40℃时,Fo'逐渐升高并在55℃达到最大值.在PSⅡ颗粒和富含捕光色素(LHCⅡ)的复合物的热处理过程中,具有超大振幅的CD异常信号出现,并且在40℃时,677 nm的异常CD峰强度达到最大.这些结果暗示在PS Ⅱ颗粒热处理过程中,PSⅡ颗粒中的LHCⅡ的聚集状态和异常CD信号相关,并且也可能是影响Fo′的一个重要因素.     

黄瓜CsEXP10蛋白的结构构建和分析

利用一系列生物信息学软件预测了黄瓜CsEXP10蛋白的理化性质、卷曲螺旋、疏水性、信号肽、跨膜结构、糖基位点、活性位点、亚细胞定位及二级和高级结构.结果 表明:该蛋白是一个疏水性稳定蛋白,定位于细胞壁,含有4个α-螺旋,11个β-折叠,5个跨膜区域和10个糖基化位点.     

毛柄短肠蕨红/蓝光嵌合光受体基因的克隆和蛋白质结构分析

Phytochrome 3 (PHY3) 是一种特殊的既能吸收红光/远红光又能吸收蓝光的嵌合光受体, 一些隐花植物利用 PHY3 提高在弱光环境下的光敏感性。但是, 有关植物嵌合光受体的序列信息极为匮乏。文章采用反向 PCR 法分离了蕨类植物毛柄短肠蕨红/蓝光嵌合光受体编码基因的全长序列。序列分析表明: 该基因没有内含子, 仅包含一个长度为 4 278 bp 的开放阅读框, 与铁线蕨 PHY3 的核苷酸序列具有 80％以上的一致性。该基因编码一个 1 425个氨基酸组成的蛋白质, 预测分子量为 157 kDa, 理论等电点 (pI) 为 6.29。结构分析表明, PHY3是由光敏色素和向光色素蛋白融合而成, 其 N 端序列与光敏色素 N 端序列类似, 包括 PAS、GAF 和 PHY 结构域, 负责结合吸收红光/远红光的藻蓝胆素生色团; 而 C端与完整的向光色素类似, 由 2 个 LOV和 1 个 Ser/Thr 激酶结构域组成, 可结合吸收蓝光/ UV-A 的生色团黄素单核苷酸 FMN。