低温下紫花苜蓿叶片的光破坏防御作用

低温是影响植物正常生长发育的重要环境因素。本研究以‘新牧4号’紫花苜蓿(Medicago sativa L.‘Xinmu No.4’)和‘甘农5号’紫花苜蓿(Medicago sativa L.‘Gannong No.5’)为试验材料,探究低温下紫花苜蓿叶片光破坏防御作用的变化。结果表明,低温下紫花苜蓿叶片的光合速率、最大光化学效率(Fv/Fm)及核心蛋白下降;低温下非光化学淬灭系数(NPQ)降低,环式电子传递(CEF)上调,使用NPQ抑制剂后Fv/Fm显著下降;低温下交替氧化酶(AOX)呼吸速率以及蛋白含量降低,但AOX呼吸的占比升高,AOX抑制剂和光呼吸抑制剂的施用均加重Fv/Fm的下降;低温下超氧阴离子、过氧化氢和丙二醛含量上升,抗坏血酸酶(APX)活性上升。低温下NPQ被抑制,CEF的上调弥补了NPQ作用的下降从而保护叶片减少光破坏;AOX增加电子分流从而维持光呼吸正常运作;低温下活性氧的清除主要依靠APX,但仍有大量活性氧产生使光系统受到损伤,引起光抑制。

干旱胁迫下大豆与玉米叶片光破坏的防御

随干旱强度的增加，大豆叶片光呼吸速率（Pr）降低的幅度小于Pn，使Pr／Pn比率升高。在轻度及中度干旱下，PSII光化学效率（Fv／Fm）能在暗置后较快地恢复。随干旱强度的增加，叶片光化学猝灭系数下降，非光化学猝死系数升高。干旱使叶片β－胡萝卜素及紫黄质含量下降，而玉米黄质含量（Z）与叶黄素库增加。与大豆相比，玉米在干旱条件下具有较高的Z含量和较大的叶黄素库。

高等植物光合机构避免强光破坏的保护机制

结合光合作用的光抑制研究的最新进展，综述陆生高等植物光合机构的一些避克强光破坏的保护机制。

光系统Ⅱ反应中心D_1-D_2-Cyt b_(559)的光破坏作用研究

从高等植物叶绿体中分离得到的光系统Ⅱ(PSⅡ)反应中心D_1-D_2-Cytb(559)复合物很不稳定,极易受到光照的破坏。光照导致D_1-D_2-Cytb_(559)在红区(Qy带)的吸收光谱发生很大的变化,在最初光照45秒时间内,吸光度值升高,继续光照则吸光度值下降,而且680nm处的下降速度最大,吸收峰发生兰移,光照也导致荧光强度增大,发射峰兰移。所有这些结果表明,光破坏至少存在两个不同的过程,而且主要受到破坏的是原初电子供体P680。

状态转换对光合作用中激发能分配的调节及其与光破坏防御的关系

高等植物和其他低等光合生物可以通过能量满溢、捕光截面变化等方式进行状态转换 ,有效地调节激发能在两个光系统间的分配 ,提高光能利用率 。

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。

砂仁叶片光破坏的防御

报告了生长于热带林窗向阳处砂仁叶片叶绿素荧光参数的日变化 ,及阻止卷叶和用二硫苏糖醇(DTT)处理对它的影响。受强光照射 ,砂仁叶片迅速卷起。在雾天上午光强还相当弱 (低于 10 0 μmolm-2s-1)时 ,砂仁叶片就发生光抑制 ,中午最重 ,下午当光强减弱时 ,光抑制逐渐得到缓解。其热耗散 ( qN、NPQ)随光强的升高而增加 ,且下午仍在缓慢增加。阻止卷叶使强光下砂仁叶片光抑制加剧 ,Fo、NPQ升高。DTT处理也使光抑制加剧 ,Fo 升高 ,且使PSII反应中心发生可逆失活。夜间 2 3∶0 0各处理的荧光参数基本恢复。卷叶、叶黄素循环和PSII可逆失活 3种保护机制在同种植物中依次启动的现象尚属少见。

AOX途径在苹果离体叶片失水过程中的光破坏防御作用

为探讨线粒体交替氧化酶呼吸途径(AOX途径)对水分胁迫下苹果叶片光破坏的防御作用,以苹果砧木平邑甜茶离体叶片为试材,通过AOX抑制剂水杨基羟肟酸(SHAM)处理,同时测定苹果叶片叶绿素荧光诱导动力学曲线和820nm光的吸收曲线,结合JIP-test分析,探讨了失水过程中AOX途径的光保护作用。结果表明:水分胁迫条件下,平邑甜茶叶片的AOX活性显著增加,SHAM抑制AOX途径后,叶片发生更严重的光抑制;在失水胁迫条件下,平邑甜茶叶片PSⅡ原初光化学反应的量子产额(TRo/ABS)、PSⅡ捕获的电子从Q_A传递到Q_B的概率(ETo/TRo)下降,PSⅡ单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)上升,而PSⅠ的最大氧化还原活性(ΔI/I_o)未受影响;SHAM抑制AOX途径后,TRo/ABS和ETo/TRo进一步下降,ABS/RC进一步上升,同时引起了ΔI/I_o的下降。研究认为,水分胁迫条件下,平邑甜茶叶片PSⅡ发生了光抑制,而SHAM处理在加重PSⅡ光抑制的同时,引起了PSⅠ的光抑制;叶片失水过程中,AOX呼吸上调是平邑甜茶叶片的重要光破坏防御机制,特别是对PSⅠ具有重要的保护作用。

干旱胁迫对沙冬青叶片防御光破坏机制的影响(英文)

沙冬青 (Ammopiptanthusmongolicus (Maxim .)Chengf.)是生长在沙漠及干旱荒漠地区的常绿灌木。在夏季 ,其叶片经常遭受中午强光 (超过 15 0 0 μmol·m-2 ·s-1)胁迫 ,出现明显的光抑制现象。我们利用便携式光合测定系统 (CIRAS_1)和脉冲调制荧光仪 (MFMS_2 )测定了自然形成的干旱胁迫条件下沙冬青光合和荧光参数的日变化 ,主要探讨了干旱胁迫对沙冬青叶片防御强光破坏机制的影响。结果表明 ,正常水分和干旱胁迫下 ,沙冬青叶片的净光合速率 (Pn)、PSⅡ最大光化学效率 (Fv/Fm)和PSⅡ非环式电子传递效率 (ΦPSⅡ)在中午都明显降低 ;相对正常水分条件而言 ,干旱胁迫下初始荧光 (Fo)先下降后上升 ,荧光的非光化学淬灭 (NPQ)上升较快并在一定水平上维持不变。由此推断晴天中午沙冬青叶片在正常水分条件下主要采取依赖叶黄素循环的热耗散机制 ;而在干旱胁迫条件下主要采取了依赖叶黄素循环的热耗散和PSⅡ反应中心可逆失活两种保护机制。

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。

质体醌重组的D1/D2/Cytb559复合物的荧光衰减动力学和光破坏作用

光系统Ⅱ反应中心Ｄ１／Ｄ２／Ｃｙｔｂ５５９ 在分离纯化过程中失去了电子受体ＱＡ 和ＱＢ，人工合成的质体醌可以与Ｄ１／Ｄ２／Ｃｙｔｂ５５９ 复合物发生重组。癸基质体醌（ＤＰＱ）与Ｄ１／Ｄ２／Ｃｙｔｂ５９９ 复合物的重组导致该复合物的荧光强度下降及发射光谱蓝移，同时两个与光化学活性相关的长寿命（２４ ｎｓ和７３ ｎｓ）荧光衰减组分占整个荧光的百分数下降，这些结果表明ＤＰＱ作为Ｐｈｅｏ－ 的电子受体，限制了Ｐ６８０＋ ·Ｐｈｅｏ－ 的电荷重组。ＤＰＱ 的加入对Ｄ１／Ｄ２／Ｃｙｔｂ５５９复合物中Ｃｈｌａ 分子的光破坏敏感性影响不大，但β－胡萝卜素在加入ＤＰＱ 之后可以被光照破坏，这个过程可能与β－胡萝卜素的生理功能相关。

依赖于叶黄素循环的热耗散对茶树叶片防御强光破坏的相关试验研究

经叶黄素循环抑制剂———二硫苏糖醇(DTT)处理的茶树叶片,以850μmol.m-2.s-1的PFD照射120min后,福鼎大白茶的叶黄素循环组分中的环氧玉米黄素(A)和玉米黄素(Z)含量之和降低了76.5%,结果导致非光化学猝灭(NPQ)、光系统Ⅱ(PSⅡ)的光化学效率(Fv/Fm)、光化学猝灭系数(qP)、PSⅡ实际光化学量子效率(φPSⅡR)和光合电子传递速率(ETR)明显下降,而FO显著上升,暗恢复后Fv/Fm恢复程度小于未经DTT处理的叶片。自然光强下,NPQ与与叶黄素循环的脱环氧化程度(A+Z)/(V+A+Z)比值呈明显的正线性关系(R=0.9488 )。这些结果充分证明依赖与叶黄素循环的热耗散是茶树叶片光合器官防御强光破坏的主要途径。

突变体在植物光破坏防御研究中的应用

用突变体研究植物的光破坏防御机制是一种有效的方法 ,与传统方法相比 ,具有专一性强、副效应少、直接在基因水平上起作用、可信度高等优点。本文简要介绍了突变体的获得、筛选、鉴定 。

去镁叶绿素a的光破坏及对光系统Ⅱ——反应中心的光保护作用研究

光是高等植物进行光合作用的唯一能源,但是过多的光能会对植物造成伤害,使光合作用受到抑制,甚至能够使农作物减产,对人类的生活产生不良影响。近年来,光抑制的作用机制包括光破坏和光保护的研究方面,已取得了重要的进展。

光照下叶绿素a分子对两种磷脂结构的影响:脂在光系统Ⅱ光破坏过程中的可能行为

在构造的脂-色素囊泡模型系统中,过度的光照会引起脂分子结构的变化,主要表现在其脂肪链的不饱和度增大及酯键参与形成氢键能力的降低.脂肪链中的端基成分基本保持不变.化学单线态氧也可对脂分子造成类似影响,但单线态氧的攻击不影响酯键参与形成氢键的能力.结果表明在光合作用系统的天然光破坏过程中不但存在着蛋白和色素的破坏,还有可能存在脂分子的损伤.

植物光合机构的光破坏防御

植物的光合作用是以太阳光能为根本推动力的复杂的生物合成过程.它将二氧化碳和水等无机物合成碳水化合物等有机物并释放氧气,为地球上包括人类在内的几乎所有的生物提供它们赖以生存、发展和繁荣的物质和能量.

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.

光系统Ⅱ反应中心的光破坏及光保护机制的研究进展

对光系统Ⅱ反应中心的分子结构、光破坏及光保护的分子机制的最新研究结果做了扼要综述。

植物光合机构的光破坏及其防御机制

植物在强光下会发生光抑制与光氧化现象,从而引起光化学效率下降。在长期的进化过程中,植物建立了相应的防御机制。植物生理与植物育种工作者合作,将常规育种与生理育种技术结合起来,为培育超高产品种和建立系统的育种流程开拓了新的途径。

菠菜PSⅠ颗粒中色素和蛋白的光破坏进程

用强光（光强为２３００μｍｏｌ·ｍ－２· ｓ－１）对菠菜（Ｓｐｉｎａｃｉａ Ｏｌｅｒａｃｅａ Ｌ．）叶绿体中分离提纯的ＰＳＩ颗粒进行不同时间的光照处理，通过分析其光谱特性的变化，以及利用 ＳＤＳ－ＰＡＧＥ技术分析其多肽组成的变化，研究了 ＰＳＩ颗粒中色素和多肽组分的光破坏过程．发现 ＰＳＩ颗粒中叶绿素对强光处理的敏感性不仅同所处的能级有关，还同它所结合的位置有关．在 ＰＳＩ颗粒叶绿素中长波吸收组分首先发生光破坏，同时位于颗粒外围的外周天线色素蛋白复合物 ＬＨＣＩ上的叶绿素 ｂ也容易受到光破坏．光照处理过程中， ＬＨＣⅠ多肽降解程度大于反应中心多肽组分（６６， ６７ ｋｕ）的降解． ＰＳＩ中其他一些多肽对强光也较反应中心多肽敏感，其中 ＬＨＣＩ－６８０多肽组分（Ｌｈｃａ３，Ｌｈｃａ ２）和ＰｓａＤ最先发生光破坏．另外，还发现在长时间光照后有蛋白聚合现象出现．