热诱导PSⅡ核心复合物荧光动力学研究

运用UV-3101PC型紫外-可见-红外分光光度计及皮秒时间分辨荧光光谱技术对20℃、42℃、48℃3个温度下,PSⅡ核心复合物的吸收光谱和时间分辨荧光光谱的变化进行分析,结果发现：(1)在PSⅡ核心复合物中至少存在以下几种具有特征吸收峰的chla分子,CP4．3：chla660／661(chla.：a代表吸收峰)、chla669、chla671、chla682／683;CP47：chla660／66l、chla669、chla67l／672、chla688、chla680;RC：chla680、chla670、chla684、chla673／674、chla682／683、chla660。吸收峰波长随测量温度等条件的不同而略有变化。(2)荧光发射谱组分的峰值随温度的升高而发生明显的蓝移,这是由于热诱导改变了蛋白质的结构,从而使生色团间的距离和(或)方位受到了影响,而chla分子的结构并未发生变化,因此导致chla分子间激子相互作用被破坏,从而产生了发射峰蓝移的现象。(3)20℃、42℃时核心天线向反应中心的能量传递是高效有序的。(4)反应中心中与蛋白质存在不同结合的chla分子,以及核心天线中吸收不同波段光的chla分子与蛋白质结合方式随温度变化存在不同反应。     

叶黄素循环及其在光保护中的分子机理研究

植物的生命活动离不开充足的光照,但是当光照过强时,叶片吸收的光能超过了光合电子传递所需,过剩的光能便会对光合器官产生潜在的危害,引起光合作用的光抑制或光破坏.依赖于叶黄素循环的热耗散被认为是光保护的主要途径.本文着重介绍近年来有关植物叶黄素循环在酶学方面的分子调控、它的主要功能以及依赖于叶黄素循环的热耗散在光保护中的分子机理等,并对需进一步研究的问题作了探讨.     

Triton X-100对70℃处理后光系统I颗粒耗氧速率的影响

比较了70℃10min处理前后和加与不加TritonX-100时光系统I颗粒的耗氧速率、荧光光谱和吸收光谱等。70℃处理后光系统I颗粒的耗氧速率明显降低,TritonX-100可以恢复其耗氧速率。在TritonX-100存在时,光系统I颗粒耗氧速率的急剧上升是光系统I核心复合物和捕光色素蛋白复合体I分离后产生的单线态氧引起的。     

Theoretical investigation on peripheral ligands of oxygen-evolving center in photosystem II

The interaction between the Mn-cluster and its peripheral ligands in oxygen-evolving center is still unclear. Theoretical investigation on the coordination of histidine, H2O, and Cl to Mn2O2 units in OEC is conducted. The following conclusions are obtained: (i) both histidine and H2O molecule, bound to the two Mn ions, respectively, are vertical to the Mn2O2 plane, and maintain a large distance; (ii) the two H2O molecules cannot bind to the same Mn2O2 unit. Based on Mn-cluster structure in OEC, we theoretically predict that two H2O molecules bind to the two Mn ions at the "C"-shaped open end in S0 state, while two His residues at the closed end. Cl ion can only terminally ligate at the open end. Individual valence for the four Mn ions in S0 state is assigned.     

Relationship between leaf photosynthetic function at grain filling stage and yield in super high-yielding hybrid rice (<Emphasis Type="Italic">Oryza sativa</Emphasis>. L)

The characteristics of dry matter production before and after heading and the relationships between photosynthesis of flag leaves and dry matter accumulation in panicles were investigated on super high-yielding rice cv. Xieyou 9308 (the yield of up to 12 t/ha) with rice cv. Xieyou 63 as a control. The results showed that (i) the capacity of dry matter production before and after heading in Xieyou 9308, i.e. biomass and daily dry matter production, was remarkably higher than that in Xieyou 63, especially after heading; (ii) CO₂ assimilation capacity in flag leaves in Xieyou 9308, namely Leaf Source Capacity (LSC), was also significantly higher than that in Xieyou 63, and the supply of photosynthate in leaves and the demand of grain filling were completely synchronous in Xieyou 9308, but photosynthetic function in flag leaves in Xieyou 63 declined sharply 20 days after heading and it was not enough to meet the demand of grain filling. These results confirmed that high efficient photosynthetic function in leaves after heading and its complete synchronization with grain filling are the key approaches to super high yield of rice.     

高等植物光系统Ⅱ中强光照射产生超氧阴离子自由基的ESR探索

利用自旋捕捉电子顺磁共振（ESR）的方法对从菠菜叶绿体中分离提纯的光系统Ⅱ(PSⅡ)颗粒产生O₂^-_·的机理进行了直接检测.通过对样品充氧、加入超氧化物歧化酶（SOD）抑制剂四氰乙烯（TCNE）以及原位光照检测ESR信号等手段，在PSⅡ中检测到O₂^-_·与DMPO加合物的特征ESR信号.而在没有SOD抑制剂的情况下，光照时PSⅡ中O₂^-_·与DMPO加合物浓度显著下降.进一步实验发现PSⅡ中O₂^-_·产率与氧分子浓度直接正相关.O₂^-_·产率还具有pH值依赖性，在pH值为6.0～6.5范围内，O₂^-_·产率最高，大于此范围时则呈显著下降趋势.而PSⅡ颗粒的Tris处理也将导致O₂^-_·产率的急剧减少.以上结果证实水裂解放氧十分活跃的PSⅡ也是高等植物叶绿体在光照下产生活性O₂^-_·的主要部位，通常大部分的O₂^-_·能被内源SOD清除，且O₂^-_·的生成与PSⅡ的电子传递活性密切相关.     

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。     

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。     

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。     

高温胁迫对光系统Ⅱ异质性的影响

高温胁迫可诱导光系统Ⅱ活性中心转化为无活性中心。本文讨论了在高温胁迫导致荧光猝灭的情况下如何用叶绿素荧光动力学计算ＰＳⅡ无活性中心相对含量的问题。