链霉素驱动微藻叶绿素荧光动力学的响应研究

为了探究微藻对链霉素的敏感性,通过叶绿素荧光动力学(OJIP)分析蓝藻-拟柱孢藻(Raphidiopsis raciborskii)和绿藻-四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)对链霉素的响应.研究结果表明,链霉素对拟柱孢藻和四尾栅藻的反应中心耗散的能量(DI0/RC)、单位光面积吸收的能量(ABS/CS0)和单位反应中心吸收的能量(ABS/RC)均有显著的促进作用,对拟柱孢藻单位反应中心捕获的用于还原QA的能量(TR0/RC)起抑制作用,且链霉素能够明显降低拟柱孢藻的光合驱动力.利用质量浓度为0.05~1.0 mg/L和1.0~20.0 mg/L的链霉素分别培养拟柱孢藻和四尾栅藻,其比生长率分别是对照组(0.00 mg/L)的0.74~0.25和1.19~0.51倍.拟柱孢藻丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性明显随链霉素质量浓度的升高而降低,过氧化氢酶活性随链霉素质量浓度的升高而增加.四尾栅藻的过氧化氢酶活性、丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性对链霉素质量浓度响应敏感度低.因此,本研究认为蓝藻对链霉素的敏感性比绿藻显著,主要原因是拟柱孢藻和四尾栅藻的能量分布存在显著差异.

24-表油菜素内酯对干旱胁迫下辣椒叶片快速叶绿素荧光诱导动力学曲线的影响

以辣椒品种“超辣九号”为试材,采用15%的PEG6000模拟干旱,研究了0.1μmol·L^-1外源24-表油菜素内酯(EBR)处理对干旱胁迫下辣椒叶片快速叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP)的影响。结果表明:干旱胁迫降低了辣椒叶片的光化学效率和光合性能,导致干旱光抑制的发生。干旱胁迫既损伤了辣椒叶片PSⅡ供体侧放氧复合体(OEC),同时也对PSⅡ反应中心和受体侧造成伤害,阻碍了光合电子传递;干旱胁迫还导致单位叶面积有活性反应中心数目(RC/CS)的下降,并降低了单位叶面积吸收的光能(ABS/CS)、捕获的光能(TRo/CS)和进行电子传递的能量(ETo/CS),同时诱导了单位叶面积热耗散(DIo/CS)的增加。这说明辣椒遭受干旱胁迫后启动了相应的防御机制,一方面通过PSⅡ的可逆失活减少光能吸收与传递,另一方面通过促进热耗散减少过剩激发能的积累。EBR处理改善了干旱胁迫下辣椒叶片PSⅡ受体侧的电子传递,缓解了单位叶面积有活性反应中心数目的减少,优化了光合电子传递的进行,并维持相对较高的热耗散能力,从而减轻了干旱光抑制程度,对干旱胁迫下辣椒叶片光合机构和光合性能起到保护作用。

恢复期不同光强对低夜温后番茄叶片快速叶绿素荧光诱导动力学特征的影响

为探讨低夜温后不同光强恢复对番茄叶片光合机构的影响,以番茄品种“中蔬4号”为材料,幼苗在5℃低夜温处理12 h后,移入人工气候室(18-28℃)弱光(约100μmol·m^(-2)·s^(-1))或强光(约1200μmol·m^(-2)·s^(-1))下恢复8 h,观测叶片快速叶绿素荧光诱导动力学曲线在低夜温及恢复期的变化。结果表明,低夜温虽然未导致光抑制的发生,但降低了番茄叶片的光合性能。低夜温未影响单位叶面积对光能的吸收(ABS/CS)与捕获(TRo/CS),但降低了用于电子传递的光能(ETo/CS),同时也诱导了热耗散(DIo/CS)的增加。低夜温未对PSII供体侧放氧复合体(OEC)产生影响,但阻碍了PSII受体侧QA向QB的电子传递。恢复期强光加剧了番茄叶片光合性能的下降,并导致光抑制的发生。恢复期强光还显著降低了ABS/CS、TRo/CS和ETo/CS,促进了DIo/CS的增加,但随着强光胁迫时间延长热耗散的保护作用有所下降。恢复期强光造成OEC的伤害,严重阻碍了光合电子传递的进行,且对PSII的破坏程度大于PSI。可见,恢复期弱光处理有利于叶片光合性能的增强和光合电子传递的恢复。

阴生和阳生环境下空心莲子草叶片快速叶绿素荧光诱导动力学的比较

为了探究空心莲子草对阳生和阴生环境的适应性,对两种光环境下空心莲子草叶片快速叶绿素荧光诱导动力学进行了分析。结果表明,两种光环境下的空心莲子草叶片快速叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP曲线)存在明显差异,但其PIABS却无差异。阳生环境下的空心莲子草具有相对较高的Sm、ψo、φDo、φRo、ETo/RC、DIo/RC和REo/RC。而阴生环境下的空心莲子草则具有相较高的TRo/RC、RC/CS、ABS/CS和TRo/CS。这表明,阳生环境下的空心莲子草可通过增大PQ库容量和PSI活性来提高光合电子传递链的电子传递效率,并增强热耗散能力以消耗过量吸收光能,从而防御了强光对光合机构的伤害;而阴生环境下,空心莲子草可通过增加单位面积中反应中心数量来增强对弱光的吸收与利用能力。

短时强光对绿萝快速叶绿素荧光诱导动力学特性的影响

本研究以室内培养的阴生植物绿萝(Epipremnum aureum)为实验材料,将绿萝于7月晴天上午8:30-9:30置于室外全光照环境下(光照度21000~34500 lux)处理1.0 h,然后移入室内弱光(最大光照度3600 lux)恢复48 h。于处理不同时期对绿萝叶片进行快速叶绿素荧光诱导动力学曲线的测定,通过比较叶片快速叶绿素荧光诱导动力学特性的变化,以探索绿萝叶片光合机构对短时强光胁迫的响应特征。结果表明:短时强光胁迫导致绿萝叶片光抑制(Fv/Fm)发生,并引起叶片光合性能指数(PIABS)下降,室内弱光有利于Fv/Fm和PIABS的恢复,但PIABS恢复慢于Fv/Fm。短时强光胁迫并未对PSII供体侧放氧复合体(OEC)和PSI反应中心产生影响,但造成PSII反应中心不可逆失活。短时强光使得叶片单位面积内有活性的PSII反应中心数量(RC/CS)下降,从而降低了叶片单位面积吸收的光能(ABS/CS)、捕获的光能(TRo/CS)和进行电子传递的能量(ETo/CS),且其影响在短时间内难以恢复。短时强光虽然降低了捕获光能用于电子传递的量子产额(φEo),但诱导了PSII受体侧PQ库容量(Sm)的增大,这有利于维持光合电子传递,是绿萝对短时强光的应急适应性反应。

哈密瓜叶色黄绿突变体Cmygl-1快速叶绿素荧光诱导动力学特性

【目的】研究哈密瓜叶色黄绿突变体Cmygl-1的快速叶绿素荧光诱导动力学特性。【方法】以突变体Cmygl-1及其野生型近等基因系为试材,构建遗传分离群体,分析突变体的快速叶绿素荧光诱导动力学特性。【结果】突变体材料的O-J-I-P标准化曲线中J-I相抬高,且叶片ABS/RC增加而ABS/CSo降低,说明PSII数量减少。相对可变荧光ΔVt曲线和ΔWk曲线ΔL–band和ΔK–band均大于0,且叶片TRo/RC与野生型相同而ETo/RC降低,反应活性也大幅降低。反应中心虽能吸收较多能量,但能够捕获的很少,能够传递到电子传递链中的更少,其余均通过热耗散形式散失了。【结论】最终导致PSII最大光化学效率φRo和综合性能指数PI(abs)降低。

低温胁迫及恢复对番茄快速叶绿素荧光诱导动力学特征的影响

以番茄品种“中蔬4号”为试材,设置对照(人工气候室,温度变化范围18~28℃,600μmol·m^(−2)·s^(−1),光周期12h,CK)和低温(人工气候箱,8℃,200μmol·m^(−2)·s^(−1),光周期12h,CL)两个处理,低温处理4d后将番茄幼苗移入对照环境下恢复4d,观测叶片快速叶绿素荧光诱导动力学曲线在低温处理及恢复期的变化,以探讨低温胁迫和随后恢复对番茄叶片光系统II(PSII)反应中心和受体侧的影响。结果表明:低温胁迫降低了番茄叶片PSII光化学效率和光合性能,导致低温光抑制的发生。低温胁迫导致番茄叶片单位面积有活性的反应中心数目(RC/CS)及其开放程度(Ψo)下降,从而降低了叶片单位面积对光能的吸收(ABS/CS)、捕获(TRo/CS)和进行电子传递(ETo/CS)能力,减少了电子传递到电子传递链中超过QA−电子受体的概率(φEo),阻碍了光合电子传递的进行;与此同时,低温首先诱导了PSII可逆失活和热耗散增强以减少对过剩光能的吸收、传递与积累,随后促进了PSII受体侧电子传递体PQ库容量(Sm)增大以防御PSII过量激发压积累。本实验中低温主要抑制了番茄叶片PSII活性,而对PSI影响相对较小。恢复期天线色素对光能的吸收和PSII反应中心对光能的捕获能力较电子传递更易于恢复,并且恢复初期强光反而会加重光抑制程度。

三江平原湿地小叶章叶片叶绿素荧光特性对水分梯度的响应

以三江平原湿地典型沼泽(常年积水)、沼泽化草甸(季节性积水)和草甸(地表无积水)3个不同水分梯度下湿地类型小叶章(Deyeuxia angustifoli)为试验材料,利用叶绿素荧光技术研究了不同水分梯度下湿地小叶章叶片的PSII功能变化。结果表明,与沼泽小叶章相比,沼泽化草甸和草甸小叶章叶片的PSII最大光化学效率(Fv/Fm)和以吸收光能为基础的光合性能指数(PIABS)均有不同程度的增加,说明沼泽化草甸和草甸小叶章叶片的PSII光化学活性明显高于沼泽小叶章。通过对不同水分梯度下小叶章叶片OJIP曲线标准化后可以发现,沼泽化草甸和草甸小叶章叶片PSII供体侧OEC活性有所增加,PSII受体侧电子传递能力均明显高于沼泽小叶章。沼泽化草甸和草甸小叶章叶片的实际光化学效率(ФPSⅡ)和电子传递速率(ETR)在较高光强下也明显高于沼泽小叶章。另外,通过对不同水分梯度下小叶章叶片PSII光能利用情况可以发现,沼泽化草甸和草甸小叶章叶片PSII吸收光能以无效热能形式的耗散比例及分配到失活反应中心的比例有所降低,而将吸收光能更多地用于光化学反应中心,以提高其PSII反应中心光化学功能。季节性淹水及地表无积水的沼泽化草甸和草甸小叶章叶片的PSII功能无明显差异,说明小叶章叶片光合PSII功能对不同水分梯度具有较强的适应能力。

持续脱水下海藻叶绿素瞬变荧光模式的三阶段转换及临界水量的发现(英文)

在自然干燥条件下 ,跟踪研究了海洋红藻带形蜈蚣藻 (GrateloupiaturuturuYamada) ,绿藻石莼 (UlvapertusaKjellm)和褐藻海带 (LaminariajaponicaAresch)的叶绿素荧光动力学曲线的变化 ,并用脉冲调制荧光仪分析了藻体脱水过程中的各个荧光参数。结果表明 ,在持续脱水过程中 ,3类海藻的荧光动力学曲线都显示出 3个阶段的变化 ,即 :1)在脱水开始时正常的峰形曲线 ;2 )荧光上升至最高时持平、形成了高原型曲线 ;3)荧光跌落变成平台型曲线。发现荧光跌落前藻体的含水百分数是一个重要的生理指标 ,称为临界水量 (CWC) ,一旦藻体失水至低于此临界水量时 ,即便复水也不能使原来的峰形曲线得以恢复 ,说明脱水可能引起了叶绿体类囊体膜的不可逆损伤。临界水量可以用来衡量不同海藻的耐旱力 ,其数值高低随不同海藻而不同 ,并与其耐旱力成负相关。如在上述 3大类海藻中 ,海带的CWC值最高 (约 90 % ) ,但其耐旱性最差。此外 ,在红藻 (只有红藻 )经受干燥后作复水处理时 ,观察到有荧光急剧上升 (爆发 )的现象。对海膜脱水前后的几个荧光参数 (F0 、Fv、Fv/Fm)作了测定和比较 ,发现F0和Fv 在脱水的第一阶段都上升 ,而Fv/Fm 值维持基本不变。因此可以得出结论 ,活体叶绿素荧光对干旱的最初响应是立即增强 。

宝鸡市3种木犀科植物叶绿素荧光特征分析

目的探讨宝鸡文理学院在夜景照明环境下最适合种植的木犀科景观植物。方法利用Mini-Imaging-PAM叶绿素荧光仪测定3种木犀科植物快速叶绿素荧光曲线以及快速光响应曲线(light curve,LC),分析叶绿素荧光参数。结果紫丁香的初始荧光(F0)最大,与其他2种植物呈显著性差异水平(α=0.05);金叶女贞的最大荧光(Fm)、最大荧光效率(Fv/Fm)和以吸收光能为基础的性能指数(Peiformance index based on absorption,PIabs)都为最高,说明金叶女贞对光能的利用效率最强;此外,金叶女贞在PSⅡ捕获能量从QA-传递到QB的效率(ψo)和用于电子传递的量子产额(ΦEo)也为最强,说明金叶女贞用于电子传递的量子产额最大、相对电子的传递速率最快;金叶女贞用于热耗散的量子比率(ΦDo)最小,说明金叶女贞用于热耗散的电子最少;叶绿素荧光动力学曲线(OJIP曲线)从J点到I点,金叶女贞在PSⅡ反应中心捕获能点电子传递比例最高,说明在QA-向QB的电子传递过程中所耗散的能量最小;快速光响应曲线中,3种植物的光补偿点(light compensation point,LCP)都低于10μmol/(m2·s),金叶女贞量子产额(quantum yield,QY)最大,说明金叶女贞应对光强的能力较强。结论3种木犀科景观植物中,金叶女贞最适应该区域的环境,可在该区进行广泛种植。

根域体积限制对芹菜幼苗生长和气体交换及叶绿素荧光参数的影响

以芹菜品种‘皇后’为试材,采用自配育苗基质(柠条粉∶珍珠岩∶蛭石=7∶2∶1体积比),按照不同根域体积(110.07、67.20、39.06、26.82、19.76、12.21、7.28cm3/穴)进行育苗,探索在柠条混配基质条件下不同根域体积水平对芹菜幼苗生长、气体交换和叶绿素荧光动力学诱导曲线的影响,为柠条混配基质条件下设施蔬菜育苗提供科学依据。结果表明:(1)芹菜幼苗株高、叶片数、根长、根系体积、地上部鲜质量、地上部干质量、地下部鲜质量和地下部干质量均随着根域体积的减小而降低;根域体积最大(110.07cm3/穴)时的净光合速率和蒸腾速率分别比根域体积最小(7.28cm3/穴)时高出64.13%和18.87%。(2)气孔导度变化总体随着根域体积的减少而减少,胞间CO2浓度变化总体受根域体积影响不大。(3)根域体积过大(110.07cm3/穴)或偏小(7.28cm3/穴)都会影响PSⅡ光合电子传递,均使得PSⅡ反应中心用于热耗散的能量高于用于电子传递的能量,用于电子传递的量子产额(φEo)、ψo值、单位面积捕获的光能(TRo/CS)和单位面积捕获的光能(TRo/CS)分别在根域体积为25.68、14.34、17.32和19.21cm3/穴时达到最大。研究认为,根域体积限制直接影响着芹菜幼苗气体交换和叶绿素荧光参数的变化,进而影响幼苗的光合作用及生长。

连续施用生物炭对花生不同生育时期叶绿素荧光特性的影响

【目的】通过测定花生不同生育时期功能叶片的叶绿素荧光特性,探讨连续9年施用不同用量生物炭对花生叶片光系统Ⅱ的电子传递、光能吸收和氧化还原性能影响规律,同时观测叶片放氧复合体(OEC)受损程度变化趋势,为指导花生施肥提供理论支撑。【方法】于2011年建立的田间定位试验,设3个处理:CK(不施肥);C15(生物炭225 kg·hm^(-2));C50(生物炭750 kg·hm^(-2))。2019年分别采集不同生育时期花生功能叶,利用M-PEA-2仪器测定暗处理后的叶片光合指标。【结果】通过分析不同生育时期花生功能叶叶绿素荧光参数发现,连续施用不同用量生物炭对快速叶绿素荧光动力学曲线(OJIP曲线)有显著影响。C15处理的K点的相对可变荧光强度差(ΔVT)在花生苗期和开花下针期分别为-0.002和-0.020,在结荚期和成熟期分别为-0.024和-0.053,与CK处理相比花生各生育时期功能叶K点的相对可变荧光强度显著降低;随着生物炭用量的增加,开花下针期与成熟期K点降低幅度有不同程度增大。花生功能叶叶绿素荧光参数在开花下针期和成熟期对生物炭的连续施用有积极响应,其具体表现为:在开花下针期,与CK处理相比C15处理的J点相对可变荧光强度(VJ)降低23.9%,初级醌受体(Q_(A))被还原速率(MO)降低32.1%,捕获的激电子将电子传递到电子传递链中Q_(A)下游的其他电子受体的速率(ΨO)增加25.0%,以吸收光能为基础的光化学性能指数(PI_(ABS))增加154.6%。缓解了花生功能叶片的放氧复合体(OEC)受损程度,提高电子由初级醌受体(Q_(A))向电子传递链下游的其他电子受体传递的能力,随着生物炭用量的增加,效果越明显。在成熟期,施用不同量生物炭对花生叶片叶绿素荧光特性指标的影响与开花下针期基本一致,具体表现为:C15处理较CK处理J点相对可变荧光强度(VJ)和初级醌受体(Q_(A))被还原速率(MO)显著降低,分别减少12.5%和16.0%,捕获的激电子将电子传递到电子传递链中Q_(A)下游的其他电子受体的速率(ΨO)增加7.8%,以吸收光能为基础的光化学性能指数(PI_(ABS))增加73.7%;C50处理与CK处理相比J点相对可变荧光强度(VJ)减少13.2%,初级醌受体(Q_(A))被还原速率(MO)减少19.4%,捕获的激电子将电子传递到电子传递链中Q_(A)游的其他电子受体的速率(ΨO)增加8.2%,以吸收光能为基础的光化学性能指数(PI_(ABS))增加79.7%。【结论】连续施用生物炭能显著提高花生功能叶片在开花下针期和成熟期光系统Ⅱ电子传递效率,缓解OEC损伤程度,从而提高花生功能叶的光合性能。

保绿玉米与早衰玉米叶片衰老过程中叶绿素降解与光合作用光化学活性的关系

【目的】阐明玉米叶片衰老过程中叶片叶绿素降解与光合作用光反应活性的关系,为选育长效光合持续期的作物品种提供理论基础。【方法】本研究使用保绿型玉米品种"齐319"(Q319)和早衰型玉米品种"黄早4"(HZ4)为材料,在严格控制环境因素的条件下,用乙烯利诱导离体叶片衰老,通过快速叶绿素荧光诱导动力学曲线分析(OJIP test)和820 nm光吸收曲线技术,研究衰老过程中叶片叶绿素含量、光合速率、光系统1(PSI)和光系统2(PSII)光化学活性的变化,并分析光化学活性下降与叶绿素降解的关系。【结果】在衰老过程中,与保绿品种相比,早衰品种HZ4叶片的光能吸收能力、能量的转化效率以及PSI和PSII电子传递的活性均衰退较快。虽然早衰品种在衰老过程中光化学活性的衰退快于保绿品种,但是当叶片的叶绿素含量下降相同程度时,保绿品种Q319叶片的光能的捕获、能量的转化以及电子传递活性都比HZ4叶片下降得更明显。【结论】光化学活性的快速衰退是导致早衰品种HZ4叶片在生育后期光合功能快速衰退的一个重要原因,但它在叶绿素降解时能维持较高的光化学活性。因此在长效光合持续期品种的选育中,应当同时重视两个典型性状:①衰老过程中维持较高的叶绿素含量;②在叶绿素降解时维持较高的单位叶绿素光能吸收、能量转换以及电子传递活性。

玉米持绿与早衰品种叶片衰老过程中光化学活性的变化

为了探讨不同衰老型玉米叶片在衰老过程中光化学反应及其对光合能力维持的贡献,本研究使用持绿玉米品种"齐319"和早衰玉米品种"黄早四",在控制的条件下,用乙烯利诱导离体叶片衰老,通过快速叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP曲线)和820nm光吸收等技术,研究了衰老过程中叶片叶绿素含量、光合速率、光系统I(PSI)、光系统II(PSII)以及光合电子传递体活性的变化。结果表明,在衰老过程中,齐319叶片叶绿素含量和光合速率的下降速度明显慢于黄早四,是功能型持绿品种。玉米叶片的衰老伴随着OJIP曲线的J、I、K、L点荧光的增加,以及远红光诱导820nm光信号落差的下降。与齐319相比,黄早四叶片的OJIP曲线和820nm光吸收曲线的变化更剧烈。我们认为,在衰老过程中PSI和PSII光化学活性的快速下降和光合电子传递功能的衰退是玉米叶片光合能力迅速下降的重要原因之一。在此基础上,讨论了衰老过程中玉米叶片中与光合作用有关蛋白与光合能力下降的可能关系。

干旱对桑树叶片光系统Ⅱ活性的影响

栽植桑树既有防风固沙的生态价值,又具有增加农民收入的多种经济效益。随着国家"东桑西移,南蚕北移"工程的实施,栽桑业逐渐由湿润区域向干旱地区转移。干旱胁迫对于桑树光系统Ⅱ(PSⅡ)活性影响的生理机制尚不明确,该研究利用快速叶绿素荧光技术,研究干旱胁迫对桑树叶片PSⅡ活性的影响。结果表明:干旱胁迫导致叶片光系统Ⅱ活性受到明显的抑制,桑树叶片光反应中心潜在活性(F_v/F_o)和以光吸收为基础的光合性能指数(PI_(ABS))均显著低于对照,但干旱协迫对桑树叶片最大光化学效率(F_v/F_m)的影响不显著。干旱处理的桑树叶片PSⅡ电子受体侧的电子由Q_A向Q_B传递受阻,同时PQ库和Q_B的电子接受能力下降,进而增加了Q^-_A的积累量;同时PSⅡ电子供体侧放氧复合体(OEC)的活性下降,导致PSⅡ活性受到抑制。由此可知,重度干旱抑制桑树PSⅡ光化学活性的生理机制可能是降低PSⅡ受体侧电子传递能力,同时桑树叶片OEC活性也受到伤害。

增施硝态氮对Na_2CO_3胁迫下桑树幼苗叶片PSⅡ功能的影响

以桑树(Morus alba)为试验材料,在室内以溶液培养的方法研究了增施NO_3^--N(7.5 mmol·L^(-1)增加到17.5mmol·L^(-1))对Na_2CO_3胁迫(50mmol·L^(-1))下桑树幼苗叶片PSⅡ功能的影响。结果表明,50mmol·L^(-1)的Na_2CO_3胁迫下桑树植株表现出明显的盐害症状,叶片的PSⅡ反应中心光化学活性明显降低,PSⅡ电子供体侧和受体侧均受到不同程度的影响。增施NO_3^--N显著提高了Na_2CO_3胁迫下桑树幼苗叶片的光合电子供应和传递能力,表现为PSⅡ电子供体侧放氧复合体OEC的功能增强,PSⅡ电子受体侧受体库接受电子能力增加。另外,增施NO_3^--N还可以相对提高桑树幼苗叶片类囊体膜结构的稳定性,促进Na_2CO_3胁迫下桑树幼苗叶片光能向光化学反应方向的分配,降低以无效热能形式耗散的比例。可见,增施NO_3^--N可显著增强Na_2CO_3胁迫下桑树幼苗叶片PSⅡ的功能,这为其光合作用的正常进行提供了保证。

土壤菲胁迫对高丹草幼苗叶片光合机构功能的影响

以高丹草(Sorghum bicolor×S.sudanense)为试验材料,研究了土壤菲胁迫对高丹草幼苗叶片快速叶绿素荧光动力学参数的影响。结果表明,土壤菲胁迫下高丹草幼苗叶片的Fm、Fv/Fm、Fv/Fo和PIABS等参数均随着菲浓度的增加而降低,即土壤菲胁迫抑制了高丹草幼苗叶片的PSⅡ光化学活性。通过对PSⅡ电子供体侧和受体侧的电子供应及传递能力的研究发现,土壤菲胁迫下高丹草幼苗叶片OJIP曲线上0.3ms时(即K点)的荧光强度增加,即放氧复合体(OEC)活性降低。土壤菲胁迫还导致OJIP曲线上J点和I点荧光强度的增加,这说明土壤菲胁迫导致了高丹草幼苗叶片PSⅡ受体侧电子接受能力的降低,使电子由QA向QB传递受阻。高丹草幼苗叶片的光能吸收和分配参数也明显受到土壤菲胁迫的影响,随着土壤菲浓度的增加高丹草幼苗叶片PSⅡ反应中心吸收光能用于QA-以后的电子传递的能量比例和单位反应中心捕获的用于电子传递的能量降低,即吸收的光能用于光化学反应的比例降低,而通过无效热能的形式耗散比例增加。因此,土壤菲胁迫下,导致PSⅡ电子供体侧OEC的损伤和PSⅡ电子受体侧的电子传递能力的降低以及光能分配利用的改变均是导致其PSⅡ反应中心的活性降低的重要原因。

转2–Cys Prx基因烟草F_1幼苗叶片光系统Ⅱ光化学活性对干旱胁迫的响应

以转2–Cys Prx基因烟草(龙江911)为材料,测定和分析了干旱胁迫下转基因烟草的光化学活性。结果表明:干旱胁迫下,转2–Cys Prx基因烟草叶片OJIP曲线上K点和J点的相对荧光强度增加量明显低于非转基因烟草,而2 ms时有活性反应中心的开放程度(Ψo)明显高于非转基因烟草;增强2–Cys Prx基因的相对表达,增加了干旱胁迫下烟草叶片PSⅡ电子供体侧OEC的电荷分离能力和受体侧QA向QB的电子传递能力;转2–Cys Prx基因烟草叶片在干旱胁迫下,吸收光能用于QA–以后的电子传递的能量比例(φEo)明显大于非转基因烟草,而非光化学猝灭的最大量子产额(φDo)。2–Cys Prx基因的表达可以提高烟草幼苗叶片的光化学活性,并改变光能的分配来增强其抗旱能力。

过表达和抑制表达2–Cys Prx基因烟草的生长特性和叶片光合功能

以过表达和抑制表达2–Cys Prx基因烟草(龙江911)为材料,测定和分析其生长特性和光化学活性。结果表明:过表达2–Cys Prx基因烟草的株高、根长、生物量显著高于非转基因烟草和抑制表达2–Cys Prx基因烟草;抑制表达2–Cys Prx基因烟草的PSⅡ反应中心电子传递速率(ETR)显著低于过表达2–Cys Prx基因烟草,过表达2–Cys Prx基因烟草的荧光曲线与Fm所围成的面积(Area)、2 ms时有活性反应中心的开放程度(Ψo)、吸收光能用于QA–以后电子传递的量子产额(φEo)、单位反应中心吸收光能用于电子传递的能量(ETo/RC)高于非转基因烟草,非光化学猝灭的最大量子产额(φDo)、单位反应中心耗散掉的能量(DIo/RC)低于非转基因烟草,而抑制表达转2–Cys Prx基因烟草呈现相反趋势。说明过表达2–Cys Prx基因烟草叶片吸收的光能更倾向于分配到光化学反应,以无效形式耗散的能量比例降低,这有利于为碳同化反应提供充足的同化力,以维持较高碳同化速率;抑制表达2–Cys Prx基因烟草叶片吸收的光能用于光化学反应的比例相对降低。

微囊藻生长及光合系统Ⅱ对重金属镉的响应

近年来,随着工农业及采矿业的迅速发展,重金属对水体环境的污染已经成为了全球性的环境问题。镉是生物有机体的非必需元素,在环境中以自由离子和配合物的形式存在,且易被浮游生物吸收。被吸收后的镉一部分随着浮游生物的死亡而进入沉积物,另一部分则随着食物链进行传递,最后被人体吸收,从而对人体产生毒害作用,因此被认为是最典型的一种重金属污染物。研究表明镉能够抑制植物的生长,破坏叶绿素的合成,损害放氧复合体（OEC）锰稳定蛋白（MSP）的结构,或取代放氧复合体中的Ca2＋和叶绿素a的Mg2＋等。