Na_2CO_3胁迫下星星草幼苗叶片PSⅡ光能利用和耗散与培养基质渗透势的关系

用荧光动力学的方法研究了碱性盐Na2CO3胁迫下星星草幼苗叶片PSⅡ光能利用和耗散与培养基质渗透势的关系。结果发现在大于-4bar的胁迫下,PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在光化学效率(Fv/Fo)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)以及开放的PSⅡ反应中心有效光化学效率(Fv′/Fm′)的变化不大;然而在小于-4barNa2CO3胁迫下,Fv/Fm、Fv/Fo和Fv′/Fm′均随着渗透势的增大而增大,而ΦPSⅡ、电子传递速率(ETR)、光化学速率、捕光色素吸收的光能被用于热耗散的相对份额及热耗散速率则随着渗透势的增大而减小。这些研究结果说明星星草幼苗在Na2CO3胁迫所导致的不同的渗透胁迫下(小于-4bar和大于-4bar)其过剩光能的耗散机制可能不同,大于-4bar的胁迫下可能存在精细的渗透调节机制,而在高强度的Na2CO3所导致的渗透胁迫下具有与其它植物不同的保护机制,可能通过两条途径耗散过剩的光能,一方面通过增加捕光色素吸收的光能被用于热耗散的相对份额及热耗散速率;另一方面通过增大ΦPSⅡ、光化学速率、ETR,增强假循环式光合磷酸化过程,而由此引起的活性氧的增加则通过体内较高活性的保护酶系统来清除,以保护光合器官免受过剩光能的损伤。

Na_2CO_3胁迫下星星草幼苗叶片电解质外渗率与PSⅡ光能耗散的关系

用荧光动力学的方法探讨Na2CO3胁迫下星星草幼苗叶片电解质外渗率与PSⅡ光能耗散的关系。结果表明,随着星星草幼苗叶片电解质外渗率的增大,PSⅡ的最大光化学效率(Fv/Fm)和潜在光化学效率(Fv/Fo)呈逐渐减小的趋势。同时,当电解质外渗率小于0.2时,PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)、电子传递速率(ETR)、光化学淬灭系数(qP)、光化学速率(PR)、捕光色素的光能被用于热耗散的相对份额(HD)、热耗散速率(HDR)都随着电解质外渗率的增大而增大;而当电解质外渗率超过0.2时,PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)、电子传递速率(ETR)、光化学淬灭系数(qP)、光化学速率(PR)却随着电解质外渗率的增大而减小。另一方面,电解质外渗率在小于0.15时,非光化学淬灭系数(qNP)一直在增加,但是当电解质外渗率超过0.15时,qNP却减少。本试验结果说明当电解质外渗率在一定范围内,星星草通过增加热耗散以及增加捕光色素吸收的光能被用于热耗散的相对份额(HD)和热耗散速率(HDR)来改善PSⅡ的功能,由此引起的活性氧增加则由体内较高的保护酶来清除,若超过了一定阈值则抑制了PSⅡ的功能,或者说PSⅡ系统可能遭受了不可逆损伤。

叶绿体PSⅡ光能耗散机制的研究进展

植物的光合作用包括光能固定和过剩光能的耗散两个方面，在光能耗散方面，除了人们以前所认识的光呼吸、Ｍｅｈｌｅｒ反应等生化机制外，近几年人们发现在光合系统Ⅱ（ＰＳⅡ）复合体内还存在三种光能耗散方式：ａ．围绕ＰＳⅡ的电子循环；ｂ．与类囊体膜的能量化和叶黄素循环有关的热耗散；ｃ与ＰＳⅡ反应中心异质化及Ｄ１蛋白修复循环有关的能量耗散机制．

叶绿素缺乏对大豆光系统Ⅱ和光能分配的影响

研究田间条件下大豆叶绿素缺乏突变体以及野生型叶片逐步展开过程中的叶绿素含量、气体交换、叶绿素荧光动力学等特性,并分析了二者在叶片展开过程中吸收光能分配的差异。结果表明:叶绿素缺乏导致突变体大豆有活性的PSⅡ反应中心数目减少,每个反应中心的光能吸收和激发能捕获增加,但是PSⅡ电子传递受阻,致使每个反应中心的激发能耗散增加。与野生型相比,突变体大豆叶片所吸收的能量中分配给热耗散的能量较多,而过剩的激发能较少;同时随着叶绿素含量降低,光合电子传递中向光呼吸分配的比例增大。

玉米突变体(zb/zb)的叶绿体光合特性

常规育种中出现的偶然变异植株,用来作光合机理和遗传机理的研究,不需要复杂的生物技术操作手段,受到很多学者关注。植物的花斑叶是一种结构上的嵌合体。Hayden和Hopkins发现玉米(zae mays L.)的黄绿色突变体OYyg中缺少介于CPⅠ与CPⅡ之间的一条被他们称为复合体Ⅳ的小带。李玉湘和李继耕用玉米白色叶片和条纹叶片两种突变系,进行叶绿素蛋白复合体研究表明,纯白色突变系叶片中捕光叶绿素a/b蛋白复合体的合成受阻。本文用zb/zb与一正常自交系杂交,得到的F_1代为zb/zb基因型。将其分别播种后,对白色叶片和绿色叶片叶绿体膜的光合特性进行了多项比较研究。