高温胁迫对水稻光合PSII系统伤害及其与叶绿体D1蛋白间关系

以水稻结实期的人工控温试验测定不同温度处理下水稻旗叶光合速率、叶绿素荧光参数的动态变化,并结合Western印迹与胶体金标记技术对叶肉细胞类囊体膜中D1蛋白的表达检测与活性定位,探讨了高温胁迫对D1蛋白存在形态与活性分布的影响,以及D1蛋白表达与叶片光合速率、PSII荧光参数的联系。结果表明,高温处理下叶片净光合速率下降、PSII潜在活性(Fv/Fo)和PSII光能转化效率(Fv/Fm)降低,且随着高温胁迫时间的持续和叶片功能的衰退,类囊体膜结构损伤越严重,光能转化效率越低;在D1蛋白的两类存在形态中,非磷酸化D1蛋白和磷酸化D1蛋白在高温胁迫下的表达量均有所下降,但前者下降更明显;高温处理下控制D1蛋白表达的叶绿体psbA基因在转录水平呈下调表达,使D1蛋白合成及周转过程受到抑制,进而类囊体膜PSII反应中心的功能受损与叶绿体光合效率下降,揭示高温胁迫对叶片PSII系统的伤害受D1蛋白磷酸化过程和psbA基因表达变化的共同作用,进而影响不同水稻品种在高温胁迫下的光合速率和耐热性。

不同季节桃金娘光合特性与光系统PSII活性研究

【目的】探明桃金娘在不同季节下光合特性与生理生态因子相关性以及光系统PSII活性变化情况。【方法】以3年生桃金娘为试验材料,在春季(4月)、夏季(7月)、秋季(10月)、冬季(1月)使用LCi-SD便携式光合仪、手持叶绿素荧光氟笔(FP110 PAR-Fluor Pen)进行测定。【结果】春季和冬季净光合速率(P_(n))都出现“光合午休”属于气孔限制引起,夏季P_(n)出现“光合午休”属于非气孔限制引起;气孔导度(G_(s))、空气相对湿度(HR)以及胞间CO_(2)浓度(C_(i))是影响春季P_(n)主要因子,有效光合辐射(PAR)是影响夏季P_(n)的主要因子,蒸腾速率(T_(r))、G_(s)、C_(i)是影响秋季P_(n)的主要因子,T_(r)、空气CO_(2)浓度(C_(a))是影响冬季P_(n)的主要因子;不同季节光系统PSII活性(F_(v)/F_(m))中夏季最高,冬季最低,春季桃金娘天线色素捕获的能量(ABS/RC)最大;光稳态下夏季量子产率(QY)最大,秋季QY最小;暗处理下的QY夏季最大,春季最小,秋季非化学淬灭(NPQ)最高;春季和冬季桃金娘在光照强度100μmol/(m^(2)·s)时QY最大,夏季和秋季QY随着光照强度增加而减小;随着光照强度增加,不同季节桃金娘光系统PSII的F_(v)/F_(m)呈上升趋势。【结论】不同季节环境变化能导致桃金娘出现气孔限制和非气孔限制“光合午休”现象;不同季节下生理生态因子对光合作用的影响均不同光系统桃金娘PSII活性(F_(v)/F_(m))为夏季>秋季>春季>冬季,ABS/RC为春季>秋季>夏季>冬季,光稳态下QY为夏季>冬季>春季>秋季,最大QY为夏季>冬季>秋季>春季。

盐胁迫对“宝岛蕉”光合作用和植株养分分布特征的影响

本文以“宝岛蕉”20叶苗为材料,测定分析0、0.01%、0.05%、0.10%、0.20%、0.40%、0.60%、0.80%不同浓度NaCl胁迫处理对其叶片叶绿素含量,叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、胞间二氧化碳浓度(Ci)、气孔导度(Gs)等光合参数,及植株各部位全氮、全磷、全钾等养分含量。结果表明,当盐浓度>0.20%时,叶绿素含量随着盐浓度升高而显著降低;当盐浓度>0.05%时,光合气体交换参数随着盐浓度升高而降低;盐胁迫对PSII原初光能转换效率无显著影响,未破坏PSII系统。说明光合效率降低的原因为叶绿素含量下降以及气孔导度降低导致的CO_(2)不足。盐浓度>0.01%时,随着盐浓度升高,各部位的全氮、全磷、全钾、全镁和全钙含量均逐渐下降,叶片全镁、全钙含量下降速度较慢,且下降比例小于其他部位,这表明叶片可能具有选择性吸收Ca^(2+)、Mg^(2+)的能力。在盐浓度>0.01%时,根和假茎的Cl^(-)、Na^(+)含量快速升高,且升高速度和幅度远大于叶片和球茎。推测“宝岛蕉”耐盐机制可能是将较多的Cl^(-)、Na^(+)贮存于根部及假茎。

叶绿素荧光动力学技术在胁迫环境下的研究进展

叶绿素荧光动力学涵盖大量的光合作用过程信息。叶绿素荧光动力学技术作为一种快速、简便、精确且无损伤的新技术,在植物光合生理生态及胁迫生理生态等研究领域得到了较快的普及和广泛的应用。本研究介绍了快速叶绿素荧光诱导动力学曲线、叶绿素荧光分析相关参数、生物学意义以及该技术在胁迫环境中应用。

光合作用的光反应研究现状

光合作用是全球生物链的基础，产生食物和氧气，可以提供光合化石燃料并促进呼吸作用和多细胞生物的进化。文章介绍了植物光合作用光反应中两个重要反应（原初反应和光合磷酸化）的过程及原理。着重介绍了光捕获复合物，PSII系统和细胞色素b6f在光反应中的作用及研究现状。为对光反应过程的深入研究和应用提供理论依据。