叶绿素b缺失与植物的光合作用

文章介绍叶绿素b的结构性质、生物合成和功能以及叶绿素b缺失与植物光合作用的关系的研究进展。

植物光合速率对光强从饱和到有限转变响应方式的物种依赖性

在考察过的57种植物中,有32种的光合速率对光强转换的响应曲线为V型,25种的响应曲线为L型。这种响应类型对物种的依赖性即物种差异,与植物科属分类无关,而与碳同化途径的不同有关,可能还与物种起源时的光环境有关。虽然在饱和光下2类植物体内电子传递速率与羧化速率的比值差异不大,但是在有限光下响应曲线为V型的植物该比值远高于响应曲线为L型的植物。这个差别可以部分地用前者具有较大的捕光天线并且在饱和光下部分天线从反应中心复合体可逆脱离来解释。

饱和白光引起的光系统Ⅱ捕光复合体(LHCⅡ)从反应中心复合体脱离不同于弱红光引起的状态1向状态2的转换(英文)

我们观测了不同光照预处理对拟南芥、小麦和大豆叶片光合作用和低温(77K)叶绿素荧光参数F685、F735和F685/F735的影响。野生型拟南芥叶片光合作用对饱和光到有限光转变的响应曲线是V型,而缺乏叶绿体蛋白激酶的突变体STN7的这一曲线为L型。饱和白光可以引起拟南芥叶片F685/F735的明显降低,但是F735没有明显增高,而弱红光可以导致拟南芥叶片F685/F735的明显降低和F735的明显增高,表明弱红光可以引起状态1向状态2的转变,同时伴随从光系统Ⅱ脱离的LHCⅡ与光系统I的结合,而饱和白光只能引起LHCⅡ从光系统Ⅱ反应中心复合体脱离。并且,低温叶绿素荧光分析结果证明,饱和白光可以引起大豆叶片LHCⅡ脱离,但是不能引起小麦叶片LHCⅡ脱离,而弱红光可以引起小麦叶片的这种状态转换,却不能引起大豆叶片的这种状态转换。因此,饱和白光引起的野生型拟南芥和大豆叶片的LHCⅡ脱离不是一个典型的状态转换现象。

高等植物光系统Ⅱ大量捕光天线与量子点之间的定向连接及共振能量传递

高等植物光系统Ⅱ大量捕光天线(light-harvesting complexes of photosystem Ⅱ,LHCⅡ)能与有机或无机材料连接,构建仿生的捕捉光能的新型材料。将量子点(quantum dot,QD)与LHCⅡ定向连接,构建共振能量传递体系,得到一系列不同摩尔比的QD-LHCⅡ杂合复合物(QD与LHCⅡ的摩尔比分别为1∶64、1∶32、1∶16、1∶12、1∶8、1∶4、1∶2.7、1∶2和1∶1.6)。光谱结果显示,随着摩尔比的增大,越来越多QD的激发能传递给LHCⅡ,并在1∶2.7时达到饱和。而无组氨酸标签的天然LHCⅡ与QD共孵育后,LHCⅡ和QD的荧光发射并没有显著变化。以上结果说明,本研究实现了定向连接后QD到LHCⅡ的显著共振能量传递,而定向连接对于这种共振能量传递是必要条件。

Rhodobacter sphaeroides和Rhodovulum sulidophilum LHII的α和β亚基的交叉作用关系

类球红细菌(Rhodobacter sphaeroides)和嗜硫小红卵菌(Rhodovulum sulidophilum)为不同属的两种光合细菌,前者的捕光系统Ⅱ由pucB、pucA基因编码产生的β亚基和α亚基组装形成,后者的捕光系统Ⅱ由pucsB、pucsA基因编码产生的β亚基和α亚基组装形成.将这两组基因交叉组合,克隆到包含puc启动子的表达载体中,得到两个表达质粒即pRKpucsBpucA和pRKpucBpucsA,然后通过接合转移方法分别转入LHI、LHII和RC缺陷型菌株DD13中,两种接合转移菌株都可以形成捕光系统Ⅱ并进入光合细菌膜系统.