PSⅠ颗粒光抑制的可能机理(英文)

从菠菜 (SpinaciaoleraceaL .)叶绿体中提取的PSⅠ颗粒中加入不同浓度的组氨酸 ,利用光谱和SDS_PAGE技术研究了强光 ( 2 30 0 μmol·m-2 ·s-1)处理过程中外加组氨酸对色素和多肽光破坏进程的影响。强光处理可以使PSⅠ颗粒的光吸收减小 ,在照光 30min后外加组氨酸有效地抑制了光吸收减小的趋势。外加组氨酸在照光约 10min后对PSⅠ颗粒CD信号的下降也起到了明显的抑制作用。外加组氨酸对PSⅠ颗粒中色素保护作用的这种延迟现象表明 ,在强光照初期和后期PSⅠ颗粒光抑制的机理可能不同。外加组氨酸还可以有效地抑制光照过程中PSⅠ颗粒 77K荧光产量的下降。SDS_PAGE分析结果发现 ,外加组氨酸在光照过程中不但对PSⅠ颗粒的反应中心蛋白可以起到保护作用 ,对其他多肽组分同样有显著的保护作用     

两个不同基因型小麦光抑制特性的比较

比较了两个不同基因型小麦(Triticum aestivum L.)"京411"和"小偃54"的原初光能转化效率、荧光猝灭参数和光合色素对强光胁迫的响应.在正常生长条件下"京411"的光合色素含量高于"小偃54";但在高光强下"京411"出现明显的光抑制,而"小偃54"对高光强的适应上优于"京411"."小偃54"适应高光强的原因是它在高光强下能大幅度地提高叶黄素循环的调控因子抗坏血酸的浓度及紫黄素脱环氧化酶(vDE)的活性,从而加速叶黄素循环对过多光能的耗散过程.     

强光诱导小麦叶片花青素积累的研究

以'小偃54'、'京411'等67份小麦品种(系)为试材,对强光诱导小麦叶片花青素积累的现象及品种间变异进行分析,以探讨花青素在小麦响应强光过程中的生理与分子机制.结果显示,'小偃54'和'京411'分别经25℃强光处理24 h和48 h叶片花青素含量大幅增加,而15℃和30℃强光处理增幅较小;强光处理48 h后,'京411'的花青素含量高达7.2 μg·g-1FW,约为'小偃54'的10倍.对'京411'而言,花青素含量随叶位自下而上递减,并且按叶鞘、叶基部、叶中部和叶尖的部位依次递减.强光处理24 h和48 h后能诱导'小偃54'和'京411'的PAL活性增强.强光处理48 h后,紫色胚芽鞘类品种的花青素含量高于绿色胚芽鞘类品种,不同品种强光下的花青素吸收峰均在520 nm处.研究表明,强光下叶片花青素含量升高可能是紫色胚芽鞘类小麦品种抗强光的一种机制.     

两种基因型小麦光合作用对NaHSO3响应的差别

两种不同基因型小麦京411(J411,北京地区高产小麦品种)和小偃54(X54,一种远源杂交品种)的光合作用对低浓度NaHS03处理的响应不同。NaHS031mmol／L处理能够提高京411在CO2浓度为350和900μL／L的空气中的净光合速率;而对小偃54,在这两种情况下的净光合速率均无明显影响。以往的研究表明NaHS03促进光合作用的原因类似于PMS(Phenazine methosulfate),都是增加了ATP的合成。此文再次证明并发现经过NaHS031mmol／L处理后,京411叶片作用光关闭后叶绿素荧光瞬时上升的幅度提高,远红光后P700^ (reaction center cholorophyll of PSI)再还原的半时间缩短,表明NaHS03可以促进小麦京411中围绕PSI循环电子传递及其耦联的磷酸化。然而,NaHS03对小偃54的作用光关闭后叶绿素荧光瞬时上升的幅度及远红光后P700^ 再还原的半时间均无明显影响。与小麦京411相比较,小偃54的作用光停止后叶绿素荧光瞬时上升的幅度增大,而且其在远红光后P700^ 再还原的半时间更短,表明小偃54的循环电子传递的能力远高于京411的。两种不同基因型小麦对NaHS03的响应不同很可能是由于二者在循环电子传递能力上有很大的差别。     

ＰＳⅠ颗粒光抑制的可能机理

从菠菜（Spinacia oleracea L.)叶绿体中提取的ＰＳⅠ颗粒中加入不同浓度的组氨酸,利用光谱和ＳＤＳ－ＰＡＧＥ技术研究了强光（２３００μmol.m^-2.s^-1）处理过程中外加组氨酸对色素和多肽光破坏进程的影响,强光处理可以使ＰＳⅠ颗粒的光吸收减小,在照光３０min后外加组氨酸有效地抑制了光吸收减小的趋势。外加组氨酸在照光约１０min后对ＰＳⅠ颗粒ＣＤ信号的下降也起到了明显的抑制作用。外加组氨酸对ＰＳⅠ颗粒中色素保护作用的这种延迟现象表明,在强光照初期和后期ＰＳⅠ颗粒光抑制的机理可能不同。外加组氨酸还可以有效地抑制光照过程中ＰＳⅠ颗粒７７Ｋ荧光产量的下降,ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析结果表明,外加组氨酸在光照过程中不但对ＰＳⅠ颗粒的反应中心蛋白可以起到保护作用,对其他多肽组分同样有显的保护作用。     

海洋管藻目绿藻刺松藻光系统Ⅰ复合物的分离

采用Triton X-100蔗糖密度梯度离心法,从管藻目绿藻刺松藻中分离到三种不同形式的光系统Ⅰ（PSⅠ）复合物.区带Ⅲ富含PSⅠ核心复合物（CCⅠ）,叶绿素（Chl）a/b＞20,在温和的聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）中只显示一条PSⅠ中心复合物CPⅠ条带.区带Ⅳ和Ⅴ在436和674 nm、467和650 nm以及540 nm的吸收表明,含有Chl a、b及管藻黄素和管藻素,Chl a/b比值分别为3.23和2.4.经PAGE检测,有CPⅠ和CPⅠa两种PSⅠ色素蛋白复合物带,因此区带Ⅳ和Ⅴ是由CCⅠ和含量不等的捕光复合物LHCⅠ构成的PSⅠ颗粒.区带Ⅲ只有66和56 ku两种核心多肽;区带Ⅳ和Ⅴ除了66、56 ku多肽以外,还有4种分子质量为25,26,26.2和27.5 ku的LHCⅠ多肽.室温荧光光谱显示,分离物中的各种光合色素之间保持着良好的能量传递关系,由Chl b及管藻黄素和管藻素吸收的能量都可以传递给Chl a.     

两个不同基因型小麦光抑制特性的比较

比较了两个不同基因型小麦（Ｔｒｉｔｉｃｕｍ ａｅｓｔｉｖｕｍ Ｌ．）“京４１１”和“小偃５４”的原初光能转化效率、荧光猝灭参数和光合色素对强光胁迫的响应。在正常生长条件下“京４１１”的光合色素含量高于“小偃５４”;但在高光强下“京４１１”出现明显的光抑制,而“小偃５４”对高光强的适应上优于“京４１１”。“小偃５４”适应高光强的原因是它在高光强下能大幅度地提高叶黄素循环的调控因子抗坏血酸的浓度及紫黄     

光系统Ⅱ反应中心D1／D2／cyt b559复合物的组氨酸残基的光照破坏

高等植物在强光照射下光合作用受到抑制。现已普遍认为,光抑制的原初部位是光系统Ⅱ(PS Ⅱ)的反应中心。无论在整个叶片,还是在类囊体膜以及 PS Ⅱ颗粒、放氧颗粒中均能发现光破坏现象。但是,由于在这些颗粒中有许多与光破坏不直接相关的色素和蛋白分子,因此很难确定具体哪个分子受到破坏。而以只含有少数色素和多肽分子的 PSⅡ反应中心 D_1/D_2/cyt b599复合物为材料可以克服这个困难。该反应中心复合物的获得大大推动了光破坏机理的研究。现已证明,D_1/D_2/cyt b559复合物对光照十分敏感,光照可引起原初电子供体 P680的破坏。我们发现该反应中心的破坏是多步     

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。     

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。     

NaCl胁迫加重强光胁迫下超大甜椒叶片的光系统Ⅱ和光系统Ⅰ的光抑制

快速叶绿素荧光动力学可以在无损情况下探知叶片光合机构的损伤程度,快速叶绿素荧光测定和分析技术(JIP-test)将测量值转化为多种具有生物学意义的参数,因而被广泛应用于植物光合机构对环境的响应机制研究.该文研究了超大甜椒(Capsicum annuum)幼苗在强光及不同NaCl浓度胁迫下的荧光响应情况.与单纯强光胁迫相比,NaCl胁迫引起了叶绿素荧光诱导曲线的明显改变,光系统Ⅱ(PSⅡ)光抑制加重,同时PSⅡ反应中心和受体侧受到明显影响,而且高NaCl浓度胁迫下PSⅡ供体侧受伤害明显,同时PSⅠ反应中心活性(P700+)在盐胁迫下明显降低.这些结果表明,NaCl胁迫会增强强光对超大甜椒光系统的光抑制,并且浓度越高抑制越明显,但对PSⅠ的抑制作用低于PSⅡ.高NaCl浓度胁迫易对PSⅡ供体侧造成破坏,且PSⅠ光抑制严重.     

遮荫棉花转入强光后光合作用的光抑制及其恢复

研究了遮荫棉花（Gossypium hirsutum L.）突然由遮荫条件暴露在自然强光下时,叶绿素荧光发射、叶绿体色素组成、净光合速率（Pn）等在光照转移当天以及随后的适应过程中（光照转换后15d内）的变化。遮荫棉花突然转到强光下,叶片发生了严重的光合作用光抑制,叶绿素荧光参数Fv/Fm和φPSⅡ急剧降低,且明显低于自然光照下生长的叶片,而F。值却明显升高。这些参数即使在光照转换的次日清晨也不能完全恢复。Fv/Fm和Pn在光照转换以后的4d内持续降低,在第6天以后开始逐渐升高,在10-12d达到稳定值,表现出遮荫棉花叶片对光强变化的一定适应性,但Fv/Fm和Pn均未达到自然光照条件下生长的棉花叶片的相应值。最后的Pn值较遮荫下叶片增加60%,但同自然光照下生长的叶片相比只有后的40%。试验结果还表明,光照转换以后叶片内叶黄素循环库逐渐增大,在较短的时间内（3d）即可达到较高的水平。遮荫棉花突然转么自然强光下,叶片Fv/Fm及Pn的降低与PSⅡ反应中心的破坏有关,在对强光的适应过程中依赖叶黄素循环的热耗散等保护机制增强。光保护机制的逐渐完善有助于减轻叶片由遮荫转到强光下遭受的光破坏。     

光系统Ⅱ反应中心D_1/D_2/cyt b_(559)复合物光破坏的多步反应

光系统Ⅱ(PSⅡ)反应中心D_1D_2’cyt b_(559)复合物在强光照射下色素分子受到破坏,导致在红区(Q_y带)的吸光度值及CD信号的下降,而且在光照后的暗放置过程中这种变化继续进行,吸收差光谱的峰位在680nm处,说明受破坏的很可能是原初电子供体P680.在光照后的暗放置过程中,该反应中心复合物的荧先强度继续升高,而且峰位蓝移.所有这些结果表明,在光照的过程中,PSⅡ反应中心D_1/D_2/cytb_(559)复合物很可能有一个相对稳定的反应中间体形成,从而造成在暗放置过程中该反应中心继续受到破坏,也就是说,PSⅡ反应中心D_1/D_2/cytb_(559)复合物的光破坏不是一步反应,而是一个多步反应.     

高等植物PS的光抑制与光破坏研究进展

强光对高等植物的光合作用具有抑制和破坏作用,光抑制的原初部位及主要部位在PS 。综述了高等植物PS 的光破坏的分子机理及其保护机制研究进展,提出了今后进一步研究的方向。     

高等植物PSⅡ的光抑制与光破坏研究进展

摘要：强光对高等植物的光合作用具有抑制和破坏作用,光抑制的原初部位及主要部位在PSⅡ。综述了高等植物PSⅡ的光破坏的分子机理及其保护机制研究进展,提出了今后进一步研究的方向。     

溶液离子强度对光系统Ⅰ和光系统Ⅱ结构性质及分离的影响

本文运用现代分析手段系统考察了溶液离子强度对菠菜来源光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统(PSⅡ)结构性质的影响,研究的结构性质包括：低温荧光光谱、放(耗)氧活性、聚集尺寸、聚集形貌、Zeta电位和热稳定性等．结果表明,溶液离子强度对PSⅠ和PSⅡ的放(耗)氧活性、聚集尺寸和热稳定性具有显著影响．此外,根据测试结果的分析得知,“筛分效应”在光系统Ⅰ的超滤分离过程中起决定性作用．     

强光高温胁迫对盾叶薯蓣量子产额和77K荧光光谱的影响

以低光强生态型盾叶薯蓣(Dioscorea zingiberensis)为材料,研究强光高温(32℃)对盾叶薯蓣量子产额和77K荧光光谱的影响,以探讨强光高温胁迫与光合作用的关系.结果表明:短期高温强光胁迫引起最大量子产额显著下降,但能迅速恢复,且存在超补偿现象.强光胁迫首先破坏了光系统Ⅱ,表现为胁迫后在77K荧光光谱中出现了F680的荧光峰.670 nm红光诱导后引起部分捕光系统Ⅱ的色素蛋白转移至光系统Ⅰ,导致光系统Ⅰ的荧光发射量增加;716 nm红光诱导后引起捕光系统Ⅱ部分色素蛋白转移到光系统Ⅱ,导致光系统Ⅱ的荧光发射量增加.强光高温胁迫后各个荧光峰的差异程度减少.研究发现,强光高温胁迫引起光系统的能量重新调整,从而出现状态转变;依据F672和F675两个荧光峰的首次出现,预测叶绿体类囊体膜上含叶绿素的多肽或蛋白亚基至少有16个.     

杨梅光合作用的低温光抑制

利用便携式调制叶绿素荧光仪和光合作用测定系统研究了短期低温光照对杨梅幼树光合作用的影响。结果表明,低温光照处理后,杨梅叶片的Pn（净光合速率）、Gs（气孔导度）、Fv／Fm（最大的光系统Ⅱ光化学效率）、qP（光化学猝灭系数）和①PSⅡ（光系统Ⅱ的量子产量）下降,Ci／Ca（细胞间隙CO2浓度／环境CO2浓度）、Fo（初始荧光）、qN（非光化学猝灭系数）和（Fi—Fo）／（Fp—Fo）（失活的PSⅡ反应中心数量）上升。此外在同一水平低温下,中等强光（350μmol m^-2s^-1）加剧了PSⅡ反应中心的失活或破坏并且需要更长时间来恢复。这些结果说明低温和有光照条件下引起的杨梅光合作用下降是由于光合机构活性下降所致,即主要是PSⅡ反应中心的失活或破坏：我们推测QA^-（还原态质体醌A）和非还原QB（质体醌B）数量的积累可能是导致PSⅡ反应中心失活或破坏的原因,在低温光抑制过程中非辐射能量耗散对保护光合机构起着重要作用。     

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PSⅡ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。     

低温光抑制恢复过程中黄瓜叶片PSⅡ活性及其电子传递对PSⅠ的影响

以“津春4号”黄瓜为试材,通过测定黄瓜叶片叶绿素荧光快速诱导动力学曲线和对820 nm光的吸收曲线,结合叶绿素荧光淬灭分析,研究低温光胁迫(4℃,200 μmol·m-2·s-1)6 h后,黄瓜叶片在常温(25℃)不同光强(0、15、200μmol·m-2·s-1)下PS Ⅰ和PS Ⅱ活性的恢复,以及恢复过程中PS Ⅰ与PS Ⅱ的相互作用.结果表明:低温光胁迫6h后,PS Ⅰ和PS Ⅱ发生不同程度的光抑制.在常温恢复阶段,PS Ⅱ活性快速恢复且对光强不敏感;PS Ⅰ活性在弱光下(15 μmol·m-2·s-1)快速恢复,在较强光(200 μmol·m-2·s-1)下恢复较慢.在低温光抑制恢复过程中,常温下PS Ⅱ活性恢复较快可能导致PS Ⅱ向PS Ⅰ的线性电子传递过快,进而抑制PS Ⅰ的活性恢复.因此,在进行黄瓜抗冷性育种时,不应该仅追求较高的PS Ⅱ抗性和较快的PS Ⅱ恢复速度,还应该注意两个光系统活性的协调.在生产中,应当在低温逆境发生及其之后较长一段时间内采取措施降低叶表面光照强度,以利于对植株光合机构的保护和光合活性的恢复.