东寨港红树林小型底栖动物丰度与Chla、有机质的相关性

于2015年4月(春季)、2015年6月(夏季)、2015年10月(秋季)、2016年1月(冬季),在海南东寨港红树林保护区潮间带进行多次采样,分选小型底栖动物,并测定沉积物中有机质和叶绿素a含量,分析不同季节东寨港红树林小型底栖动物丰度与有机质、Chla的相关性。研究结果,沉积物中小型底栖动物主要包括自由生活线虫、桡足类、涡虫、多毛类、寡毛类,线虫为优势类群;有机质含量为25.22%—93.41%,平均值为46.6%; Chla含量为0.188—6.303μg/g,平均值为1.731μg/g。相关性分析显示,春季小型底栖动物的丰度和Chla含量呈显著正相关(Pearson's r=0.684; P0.05),夏季小型底栖动物的丰度与有机质含量呈显著负相关(Pearson's r=-0.518; P0.05)。     

南海北部浮游植物生长对营养盐的响应

2004年夏季作者在南海北部海域研究了浮游植物生长的营养动力学,结合物理-化学过程对浮游植物生物量分布的影响与机制进行了研究,阐明了水平对流和中尺度涡对营养盐分布的影响及浮游植物生长和现存生物量对其的响应。受西南季风和东向沿岸流作用所形成的Ekman输送的影响,南海北部海岸带表层海水作离岸运动,使深层富含营养盐的冷水爬坡涌升到表层来补充,激发浮游植物生物量迅速增长。海区反气旋涡使海水辐聚下沉,造成水体具高温、低盐、高溶解氧浓度、低营养盐浓度和低浮游植物生物量。同时通过现场营养盐加富试验,发现该海域营养盐是浮游植物生长的主要限制因子,而且是多种营养元素共同限制了浮游植物的生长,添加单一的营养盐并不能促进浮游植物的生长。在生物量出现增长的试验组中,营养盐添加不仅促使浮游植物生物量的增长,而且也改变了浮游植物的粒级结构和群落结构。例如,在站S1008,培养前叶绿素a浓度为0.28 mg.m-3,加富培养60 h后浮游植物生物量在NP和NPSi的试验组中有显著的增加,叶绿素a浓度分别达1.07 mg.m-3和1.19 mg.m-3;培养前粒度分级叶绿素a主要以Pico级份占优势,而加富试验结束后,在NP和NPSi的试验组以Nano级份占优势,其它试验组仍以Pico级份占优势;同时,在培养后生物量出现增长的试验组,浮游植物群落的优势类群从甲藻向硅藻演替。     

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。     

通过分子的修饰进行Chla分子功能基团的研究

众所周知,叶绿素A（Chla）是植物的最重要的光合作用色素.Chla的分子结构主要是由卟啉环和叶绿醇组成的,在卟啉环的中心络合了镁离子.在光合作用过程中Chla的哪个基团起到光合功能的作用？为此我们从海带里提取Chla,然后采用分子修饰的方法对Chla分子进行一步步修饰分别生成脱镁叶绿素A和脱镁叶绿素甲酯一酸A（Pha）.通过对新鲜菜叶和在实验室制备的相关样品溶液包括Chla、脱镁叶绿素A和脱镁叶绿素甲酯一酸A（Pha）的激发谱和荧光谱进行探测分析,并与原卟啉水溶液中卟啉的光谱进行比较.结果发现这些样品的光谱均与卟啉的光谱相似,在红光波段有较强的发射带,从而表明光合作用过程中Chla的功能团是卟啉环.     

Herbicide binding and thermal stability of photosystem II isolated from Thermosynechococcus elongatus

Binding of herbicides to photosystem II inhibits the electron transfer from Q_A to Q_B due to competition of herbicides with plastoquinone bound at the Q_B site. We investigated herbicide binding to monomeric and dimeric photosystem II core complexes (PSIIcc) isolated from Thermosynechococcus elongatus by a combination of different methods (isothermal titration and differential scanning calorimetry, CD spectroscopy and measurements of the oxygen evolution) yielding binding constants, enthalpies and stoichiometries for various herbicides as well as information regarding stabilization/destabilization of the complex. Herbicide binding to detergent-solubilized PSIIcc can be described by a model of single independent binding sites present on this important membrane protein. Interestingly, binding stoichiometries herbicide:PSIIcc are lower than 1:1 and vary depending on the herbicide under study. Strong binding herbicides such as terbutryn stabilize PSIIcc in thermal unfolding experiments and endothermically binding herbicides like ioxynil probably cause large structural changes accompanied with the binding process as shown by differential scanning calorimetry experiments of the unfolding reaction of PSIIcc monomer in the presence of ioxynil. In addition we studied the occupancy of the Q_B sites with plastoquinone (PQ9) by measuring flash induced fluorescence relaxation yielding a possible explanation for the deviations of herbicide binding from a 1:1 herbicide/binding site model.     

胶州湾叶绿素a浓度及浮游植物的粒级组成

2008年2、5、8和11月对胶州湾及邻近水域中表层叶绿素a浓度和浮游植物粒级组成进行了调查.结果表明:胶州湾内和湾外表层叶绿素a年平均浓度分别为4.90和2.03 mg·m^-3;叶绿素a浓度的平面分布呈现自东北部及近岸向中部、南部及湾外递减的趋势;叶绿素a浓度季节变化明显,冬季和夏季浓度较高,春季次之,呈现温带海域双峰型的变化趋势.胶州湾浮游植物粒级组成以微型浮游植物为主,平均占叶绿素a总量的60.9%,其次是小型浮游植物,超微型浮游植物所占比例最低,与我国近海浮游植物粒级组成基本一致.与历史资料相比,微型浮游植物所占比例有所增加,超微型浮游植物所占比例降低.     

温度升高对PSⅡ中CP47和CP47／D1／D2／Cyt b559 Chla能量传递的影响

采用激励光源为4MHz、514．5nm的延时分幅扫描单光子计数荧光装置对从菠菜中分离提纯的核心天线CP47和CP47／D1／D2／Cyt b559复合物的Chla的能量传递进行了研究,得到经20℃、42℃和48℃处理后的最大峰值处的时问常量。分析认为CP47中,20～42℃之间的温度对蛋白质空间结构的改变较小,Chla分子之间的能量传递受到微小的影响,而42～48℃之间的温度引起较大的蛋白质空间结构改变,明显地影响了其中Chla分子问的能量传递。在PSⅡ(2P47／D1／D2／cyt b559复合物中,处理温度的升高使CP47／D1／D2／cyt b559复合物的二级结构、色素分布的空间位置发生变化,从而影响了CP47／D1／D2／Cyt b559复合物中Chla的能量传递以及电荷重组,42℃已对其造成影响,而48℃对其的影响很大。     

温度升高对高光强环境下蛋白核小球藻(Chlolorella pyrenoidosa)光能利用和生长的阻抑效应

以蛋白核小球藻（Cholorella pyrenoidosa）为实验材料,研究了温度变化对不同光照水平下蛋白核小球藻的光能利用和生长的影响,以明确光照强度对微藻的光能利用和生长的影响是否因温度不同而发生变化。实验中共设置了3个光照强度水平（50,150,300μmol·m^-2s^-1）和2个温度水平（15℃,25℃）。实验结果表明,不同光照水平下小球藻叶绿素荧光的非光化学淬灭（NPQ）大小与温度有关,光照强度为150,300μmol·m^-2s^-1时,温度升高使小球藻叶绿素荧光NPQ提高,并且光照强度越高小球藻叶绿素荧光NPQ增大越多,50μmol·m^-2s^-1光照强度下温度升高对叶绿素荧光NPQ没有影响。实验发现,25℃培养温度下小球藻的光合电子传递速率（ETR）随光照强度增高而上升的速率要低于15℃时小球藻ETR上升的速率;随着光照强度增高,温度升高使小球藻ETR降低程度增大。实验结果还表明,15℃时小球藻培养液叶绿素a浓度随光照强度升高而增高,300μmol·m^-2s^-1培养光强下具有最高的叶绿素a浓度。但在25℃时,光照强度升高叶绿素a浓度并不一定增高,300μmol·m^-2s^-1光照强度下的叶绿素a浓度比150μmol·m^-2s^-1光照强度下要低。本研究表明,温度升高增大了高光照水平下蛋白核小球藻对光能的热耗散,使光照增强对小球藻生长的促进作用减弱。由于温度升高对小球藻光能利用和生长的阻抑作用,小球藻生长的适宜光照水平因温度升高而降低。     

Analysis of elevated temperature-induced inhibition of photosystem II using chlorophyll a fluorescence induction kinetics in wheat leaves (Triticum aestivum)

Wheat is the major crop plant in many parts of the world. Elevated temperature-induced changes in photosynthetic efficiency were studied in wheat (T. aestivum) leaves by measuring Chl a fluorescence induction kinetics. Detached leaves were subjected to elevated temperature stress of 35 °C, 40 °C or 45 °C. Parameters such as Fv/Fm, performance index (PI), and reaction centre to absorbance ratio (RC/ABS) were deduced using radial plots from fluorescence induction curves obtained with a plant efficiency analyser (PEA). To derive precise information on fluorescence induction kinetics, energy pipeline leaf models were plotted using biolyzer hp3 software. At 35 °C, there was no effect on photosynthetic efficiency, including the oxygen-evolving complex, and the donor side of PSII remained active. At 40 °C, activity was reduced by 14%, while at 45 °C, a K intermediate step was observed, indicating irreversible damage to the oxygen-evolving complex. This analysis can be used to rapidly screen for vitality and stress tolerance characteristics of wheat growing in the field under high temperature stress.