缺铁对大豆叶片光合作用和光系统Ⅱ功能的影响(英文)

通过气体交换和叶绿素荧光测定研究了缺铁对大豆叶片碳同化和光系统Ⅱ的影响。缺铁条件下大豆光合速率(Pn)大幅下降;最大光化学效率(po)下降幅度较小;荧光诱导动力学曲线发生明显的变化,其中电子传递活性明显下降,K相(VK)相对荧光产量提高。缺铁大豆的天线转化效率(Fv'/Fm')、光化学猝灭系数(qP)和光系统Ⅱ实际光化学效率(ΦPSⅡ)降低,而非光化学猝灭(NPQ)则明显增加。此外,缺铁大豆的光后荧光上升增强。据此,认为铁缺乏伤害了光系统Ⅱ复合物供体侧和受体侧的电子传递;缺铁条件下光系统I环式电子传递的增强可能在维持激发能耗散和ATP供给方面起一定作用。

生物合理设计光系统Ⅱ抑制剂研究(Ⅲ)——3-(4-氯苄胺基)-2-氰基-3-烷基丙烯酸酯类光合作用抑制剂的CoMFA研究

在除草剂的分子设计中，抑制光合作用除草剂的研究一直受到极大的关注．其中，氰基丙烯酸酯类化合物对光合作用中电子传递（即希尔反应）抑制活性较高［１，２］．研究表明，这类化合物在结构上的细微变化对希尔反应抑制活性的影响均很显著．因此，对这类抑制剂进行系统的...

青海高原及上海平原地区植物叶片光合作用的光抑制

用便携式ＡＤＣ光合气体分析系统和便携式ＣＦ－１０００荧光仪对青海和上海的同一植物和不同植物叶片光合作用的光抑制进行了测定。结果表明，两地在晴天强光下，中午植物叶片光系统Ⅱ（ＰＳⅡ）的光化学效率（Ｆｖ／Ｆｍ）和表观光合量子效率（ＡＱＹ）的日变化比早晨低；上海测定ＰＳⅡ的Ｆｖ／Ｆｍ和ＡＱＹ的日变化比青海的下降幅度大。ＡＱＹ的日变化曲线比ＰＳⅡ的Ｆｖ／Ｆｍ低，ＡＱＹ降低的幅度比ＰＳⅡ的Ｆｖ／Ｆｍ大。两地植物均有不同程度的光合作用光抑制。

珍稀濒危植物半日花光合作用日动态变化的初步研究

对半日花的光合生理生态特征的分析表明:在晴朗天气条件下,半日花的净光合速率曲线呈双峰型,在 9:00和15:00左右达到峰值。蒸腾速率日变化曲线呈单峰型,在 15:00 达到最大。数据分析表明:空气温度和气孔导度是半日花光合作用和蒸腾作用的主要影响因子。叶绿素荧光作用参数的日变化结果显示:半日花受中午强光和高温的影响发生光抑制,使PSⅡ系统发生可逆失活,产生光合“午休”现象。

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。

盐胁迫对植物光合作用影响的研究进展

针对盐胁迫影响光合作用的几个重要方面进行了综述,主要包括盐胁迫对植物光合器官的形态结构、光合作用过程、抗氧化系统以及渗透调节物质等方面.研究表明,盐胁迫对光合作用的影响是由于不同的材料和实验方法,因此得出的结论也不同.为此盐胁迫对光系统Ⅱ(PSⅡ)的影响等问题还需进一步研究.

温室效应与植物光合作用——大气CO_2浓度升高对植物光合机理影响的分析

比较分析了植物光合同化 CO2 速率、Rubisco活性等性状对长期和短期高浓度 CO2 的反应 .结果表明 :所研究的植物在高浓度 CO2 下生长 ,可以长期保持高的 CO2 同化速率 ;长期在高浓度 CO2 下生长植物的光合速率增加有两个来源 ,其一 ,是 CO2 浓度增加而增加的底物浓度效应 (Δ Pc) ,它的大小随外界短期 CO2 浓度改变而改变 ,其二 ,是植物光合系统结构改变而提高光合能量转换或是电子传递效率所产生的光合速率增加 (ΔPs) ,它的大小不随外界短期 CO2 浓度变化而改变。植物光合速率对大气 CO2

高温胁迫对‘赤霞珠’葡萄光合作用的影响

【目的】研究成熟期‘赤霞珠’葡萄的光合作用在高温胁迫下及恢复期间的变化,探讨葡萄光合作用抑制及恢复的机制。【方法】以‘赤霞珠’葡萄为试材,进行6d的高温(每日9:30—15:3040℃,其余时间30℃)处理,然后恢复1d。对照的温度每日6:30—18:30为30℃,其余时间20℃。恢复时的温度条件同对照的温度。测定高温处理前、处理过程中和恢复后葡萄叶片的气体交换参数和叶绿素荧光参数。【结果】每日40℃的高温处理后,葡萄叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、PSⅡ的实际光化学效率(ΦPSII)、光化学猝灭系数(qP)和单位面积有活性的反应中心的密度(RC/CSo)显著小于对照,细胞间隙二氧化碳浓度(Ci)、非光化学猝灭系数(NPQ)、光系统Ⅱ受体侧放氧复合体功能参数(Wk)和捕获的激子将电子传递到电子传递链中QA-下游的其它电子受体的概率(ψEo)升高。经过1d的恢复,高温处理的这些参数值与对照没有显著差异。【结论】40℃的高温胁迫导致‘赤霞珠’葡萄叶片的Pn显著下降,不过在常温下1d就能够恢复。Pn下降不是气孔因子导致的结果,主要与PSⅡ供体侧和反应中心活性以及激发能的分配有关;Pn恢复上升,与上述因子都有关系。

杨梅光合作用的低温光抑制

利用便携式调制叶绿素荧光仪和光合作用测定系统研究了短期低温光照对杨梅幼树光合作用的影响。结果表明,低温光照处理后,杨梅叶片的Pn(净光合速率)、Gs(气孔导度)、Fv/Fm(最大的光系统Ⅱ光化学效率)、qP(光化学猝灭系数)和ФPSⅡ(光系统Ⅱ的量子产量)下降,Ci/Ca(细胞间隙CO2浓度/环境CO2浓度)、Fo(初始荧光)、qN(非光化学猝灭系数)和(Fi-Fo)/(Fp-Fo)(失活的PSⅡ反应中心数量)上升。此外在同一水平低温下,中等强光(350μmolm-2s-1)加剧了PSⅡ反应中心的失活或破坏并且需要更长时间来恢复。这些结果说明低温和有光照条件下引起的杨梅光合作用下降是由于光合机构活性下降所致,即主要是PSⅡ反应中心的失活或破坏;我们推测QA-(还原态质体醌A)和非还原QB(质体醌B)数量的积累可能是导致PSⅡ反应中心失活或破坏的原因,在低温光抑制过程中非辐射能量耗散对保护光合机构起着重要作用。

光合作用PSII Chl分子传能超快光谱学

利用ICCD皮秒、飞秒扫描成像和飞秒时间分辨光谱装置实验研究了高等植物捕光天线LHCⅡ三聚体和PSⅡ颗粒复合物及PSⅡ核心复合物的超快光谱动力学,经过吸收光谱和发射光谱分析,确定在LHCⅡ三聚体中至少存在7种Chl分子光谱特性,它们是:Chlb653/656658.7、Chla662。0665。2、Chla/b670/671671.6、Chla675.0677.1、Chla680/681682.9、Chla685689.1和Chla695.0695.6。采用光强103光子/cm2/脉冲激励浓度为30μg/ml的捕光天线LHCⅡ三聚体,在650nm到705nm谱段逐点探测分析处理,产生了两组短寿命组分210fs、520fs和5.2ps、36.7ps及两个长寿命组分1.8ns、2ns。最快的三个寿命210fs、520fs和5.2ps反映了三聚体Chlb分子向Chla分子的激发能传递过程;寿命36.7ps反映了Chla分子向相邻单体Chla分子的激发能传递过程;最长的两个寿命1.8ns和2ns是在三聚体中Chla分子通过中间体Chla分子辐射荧光,分别跃迁回基态的过程。获得的六个寿命组分有把激发能传递时间与Chla/b分子发射光谱相结合的特点。经拟合处理解析PSⅡ颗粒复合物光谱,得到三个组分谱,其峰值分别为686.8nm、692.2nm和694.9nm,与LHCⅡ比较分析,说明天然构型的PSⅡ有很强的吸收光能和有效传递光能的本领、PSⅡ核心复合物的核心天线CP43和CP47。

Cr^(6+)胁迫对莱茵衣藻光合作用的影响

以莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)为研究材料,采用氧电极和快速叶绿素a荧光诱导动力学方法研究了不同浓度和时间Cr6+处理对其光合作用的影响。结果表明:当Cr6+浓度大于40μmol/L时,莱茵衣藻细胞数逐渐下降,而藻细胞变大;表观光合速率成为负值,呼吸作用随Cr6+处理浓度的增加先上升后下降至对照水平;莱茵衣藻有活性放氧复合体比例随Cr6+处理浓度的增加逐渐降低,80μmol/L Cr6+处理3 d时已下降至13.72%;光合驱动力(DFABS)随Cr6+浓度增加逐步下降,并以DFφPo在DFABS的下降中的贡献最大。研究发现,重金属Cr6+胁迫显著影响莱茵衣藻的光合作用,而对呼吸作用则影响较小;Cr6+主要通过损伤供体侧的放氧复合体以及阻断QA至QB的电子传递而抑制光系统Ⅱ的功能;莱茵衣藻光系统Ⅱ对Cr6+处理比较敏感且存在着多个作用位点,并首先影响反应中心光能捕获效率,其次影响反应中心的活性,最后影响QA-之后的电子传递。

光合作用光抑制的研究进展

概述了植物光合作用光抑制的研究进展 ,包括造成光抑制和光氧化的活性氧的产生和作用机理 ,光抑制的作用部位 ,以及光保护机制等 ,着重从三个方面讨论了植物抗光抑制的保护机理 :与光系统Ⅱ天线以及叶黄素循环相关的热耗散途径 ,包括光呼吸、H2 O_H2 O循环和环式电子传递在内的电子传递途径 。

光合作用研究的一些进展

本文介绍国内外光合作用研究的现状和热点。光合作用已成为生物化学、物理学、化学等基础学科和晶体学、波谱学等技术学科的研究目标，为了解决粮食、能源、资源和环境问题，必须进行光合作用的基础研究和应用研究。最后指出了光合作用的发展方向。

光合作用放氧反应

光合作用放氧中心(OEC)是植物光系统Ⅱ(PSⅡ)中利用太阳能高效、安全地将水氧化,释放出电子、质子和氧气的生物催化剂。OEC的合成、结构和催化机理及其仿生模拟一直是光合领域广受关注的研究热点和难点。近年PSⅡ高分辨率晶体结构研究揭示出OEC是一个特殊的Mn_(4)CaO_(5)-簇合物,这一重要进展使人类可以在原子水平上探讨光合放氧反应的微观机理,同时也为OEC的人工合成提供了重要依据。我们近年来成功合成出结构和理化性能均与生物OEC类似的系列仿生Mn_(4)CaO_(4)簇合物,为研究OEC的微观机理提供了理想的化学模型,同时也为发展高效、廉价人工光合作用水裂解催化剂奠定了基础。目前无论是自然光合放氧研究,还是人工光合放氧研究都有大量重要的科学问题亟待深入研究。

重金属镉对斜生栅藻光合作用的影响

本文研究了斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)对重金属镉(Cd)的吸附情况及不同浓度的镉处理和恢复处理下斜生栅藻的光合活性。研究表明:斜生栅藻对镉有高达97%的吸附率,Cd2+对斜生栅藻的生长半抑制浓度(IC50-96h)为119.04μmol/L。浓度高于50μmol/L的Cd2+不仅会抑制叶绿素a的合成,还会明显抑制斜生栅藻的光合活性,并且这种抑制作用对于光系统Ⅱ更显著。添加新鲜培养基的处理方式,不仅不能恢复其光合活性,反而导致其实际光合量子产量和最大光合量子产量几乎为零。而浓度为1—10μmol/L的Cd2+对斜生栅藻的损伤并不大,尚能保持较高的光合活性。因此,我们初步认为斜生栅藻作为治理镉污染水体的吸附材料有着良好的发展前景。

活性氧对植物光系统Ⅱ的破坏作用

应用荧光发射和激发光谱、可见吸收光谱和ＳＤＳ－ＰＡＧＥ等监测手段，比较了ＰＳⅡ颗粒在光抑制光照下，以及在次氯酸钠、过氧化氢、次氯酸钠和过氧化氢混合体系中处理时，色素含量、蛋白组分和ＰＳⅡ活性的变化．实验表明，在上述处理过程中，ＰＳⅡ颗粒的放氧活性、叶绿素等色素及多肽组分均受到破坏．

盐胁迫条件下甜高粱幼苗的光合特性及光系统Ⅱ功能调节

通过气体交换和叶绿素荧光猝灭动力学研究了盐胁迫对甜高粱幼苗碳同化能力和光系统Ⅱ光化学效率的影响。结果表明,50和100mmolL-1的盐(NaCl)处理对叶绿素含量、相对含水量和膜质过氧化程度影响很小;200mmolL-1NaCl处理导致叶绿素含量和相对含水量明显下降、膜质过氧化程度增加。50mmolL-1NaCl处理未影响甜高粱幼苗的净光合速率;NaCl浓度大于50mmolL-1时,净光合速率开始迅速降低;同时,气孔限制值(Ls)也减小;而且,光合能力的下降未能通过增加CO2浓度得以恢复。甜高粱幼苗的初始荧光(Fo)、最大荧光产量(Fm)和最大光化学效率(Fv/Fm)只在200mmolL-1NaCl处理时有较大程度的下降。此外,50mmolL-1NaCl胁迫也没有影响甜高粱幼苗的荧光猝灭动力学参数;当NaCl浓度大于50mmolL-1时,光系统Ⅱ开放反应中心转化效率(F′v/F′m),光化学猝灭系数(qP)和光系统Ⅱ实际光化学效率(ΦPSⅡ)开始下降,而非光化学猝灭(NPQ)提高。因此认为,盐胁迫导致的碳同化能力的降低属于非气孔限制;碳同化能力的降低改变了甜高粱光系统Ⅱ的激发能利用和分配。100mmolL-1盐胁迫条件下,甜高粱幼苗主要通过增加热耗散来消耗过多的激发能,而200mmolL-1盐胁迫条件下通过减少光能吸收和增加热耗散来维持光能捕获和利用的平衡。

高温胁迫对柑橘光合速率和光系统Ⅱ活性的影响

用红外CO2 分析仪和叶绿素荧光仪测定了温州蜜柑和脐橙叶片的净光合速率 (Pn)、初始荧光(Fo)、最大光能转换效率 (Fv/Fm)及电子传递速率 (ETR) .结果表明 ,与常温 (2 5℃ )相比 ,高温胁迫 (38～ 4 0℃ )使温州蜜柑和脐橙叶片的Pn、Fv/Fm及ETR下降 ,Fo升高 .胁迫 2 5d后温州蜜柑和脐橙叶片的Pn分别下降 5 5 .6 %和 39.8% ,Fv/Fm下降 2 2 .0 %和 6 .7% ,ETR下降 5 5 .0 %和 4 1.5 % ,Fo分别上升了 113.8%和 14 .9% .柑橘经高温胁迫后 ,在 2 5℃下处理 10d ,叶片的Pn、Fv/Fm、Fo及ETR恢复明显 .这些结果说明柑橘的光合速率下降与PSⅡ反应中心失活有关 .

高等植物光系统Ⅱ反应中心的亚纳秒时间分辨荧光光谱的测量

高等植物光系统Ⅱ是光合作用中的一个非常重要的单元，它是与裂解水放氧相关的功能结构，光系统Ⅱ反应中心是进行光化学反应的场所，在其内部发生的光能的吸收、激发态的传递、电荷的分离重组以及迁移等等过程，都是在非常短的时间里发生的，其时间尺度在１０￣（－１５）～１０￣（－７）ｓ之间，本文建立了亚纳秒时间分辨荧光光谱测量装置，并对菠菜光系统Ⅱ反应中心蛋白复合体Ｄ１／Ｄ２／ｃｙｔｂ─５５９，在不同波长激发下的时间分辨荧光光谱进行了测量，经过解卷积和多指数数据拟合，获得４个寿命组分，并对结果进行了分析讨论，指出在不同的激发波长激发下的荧光衰减曲线的差异可能源于被激发的组分不同和能量传递路径的不同。