链格孢菌毒素对莱茵藻光系统Ⅱ的多重影响

链格孢菌毒素是从杂草紫茎泽兰中分离的天然致病真菌产生的植物毒素。以莱茵藻为实验材料,采用氧电极法和快速叶绿素荧光诱导动力学方法,研究链格孢菌毒素的作用位点。结果表明,该毒素对莱茵藻光系统Ⅱ有多重影响:(1)阻断受体侧QA到QB的电子传递;(2)使反应中心失活;(3)降低光能转化效率;(4)破坏(或迁移)反应中心的部分天线色素;(5)降低活性与非活性反应中心的天线色素之间能量传递的协调性。研究证实链格孢菌毒素在莱茵藻光系统Ⅱ中存在多个作用位点。

松树与杨树叶片叶绿素快相荧光动力学特征比较

以2种杨树(毛白杨和速生杨)作为被子植物的代表树种,与4种松树(油松、赤松、白皮松和华山松)进行叶绿素快相荧光光动力学曲线和参数比较,总结2类树种在快相荧光动力学方面的差异。结果显示:与杨树典型的OJIP曲线不同,松树针叶快相荧光动力学曲线上J相的相对荧光强度较低,没有明显的I相,达到P相的速度较快。解析荧光数据得到的荧光参数显示,松树针叶单位激发态面积反应中心的数目(RC/CSm)较少,导致其单位PSⅡ反应中心获得的能量较多(ABS/RC,TRo/RC,ETo/RC,DIo/RC),其单位激发态面积的光反应活性(ABS/CSm,TRo/CSm,ETo/CSm,DIo/CSm)却较低。不过松树的原初光化学活性(Mo)与杨树相差不大,QA(plastoquinone A)的电子传递活性(ψET)甚至高于杨树。但是,松树的I相相对荧光强度(Vi)较高,说明松树从质体醌QB(plastoquinone B)到PSI的电子传递活性(ψRE)较低。同时,松树的质体醌库(Sm)较小,质体醌的周转次数(N)较少,质体醌库的还原速度(Sm/Tfm)较快,使得松树OJIP曲线(OJIP induction curve)上P相出现较早,而I相不明显。最终表现为松树的光反应综合性能指数PICSm及PSI相对活性(φRo)较低,PSⅡ热耗散量子比率(Kn,Fo/Fm)较大。综上所述,单位激发态面积反应中心数目和质体醌库的大小及活性是影响松树光反应活性的2个重要因素,最终影响松树针叶的光合功能。

盐胁迫对不同抗盐性小麦叶片荧光诱导动力学的影响

以不同抗盐性小麦为材料，研究了ＮａＣｌ胁迫对叶片叶绿素ａ荧光诱导动力学的影响。指出１５０ｍｍｏｌ／ＬＮａＣｌ使小麦幼苗生长降低，叶绿素含量下降，同时使光系统Ⅱ的潜在光化学活性和原初光能转化率降低，使光反应受到抑制。

基于快速叶绿素荧光诱导动力学分析逆境对PSⅡ影响的研究进展

介绍了快速叶绿素荧光诱导动力学的含义及叶绿素荧光诱导动力学曲线(O-J-I-P曲线)各荧光参数和意义。在此基础上,从重金属胁迫、温度胁迫、光胁迫、盐胁迫和干旱胁迫几个方面概述了O-J-I-P曲线在分析逆境对PSⅡ供体侧、受体侧及反应中心的影响的研究进展中的应用现状,认为快速叶绿素荧光诱导动力学及分析技术(JIP-test)可在无损伤的情况下分析逆境胁迫对PSⅡ的损害程度;并且随着光合理论的发展及快速叶绿素荧光诱导动力学分析技术的日趋完善,其不仅能应用于分析逆境对光系统响应机制的研究,也将在评价环境污染、抗逆境植被的筛选、光合机理的研究、植物逆境光系统分子机制研究和植物病理学等研究领域得到越来越广泛的应用。

叶绿素荧光动力学检测塑化剂对尖细栅藻的毒性效应

以汉江水华藻类尖细栅藻Scenedesmus acuminatus为材料,研究了塑化剂(邻苯二甲酸二异辛酯,DEHP)对其光合系统的毒性效应。以不同浓度的DEHP处理S.acuminatus,分析其光合系统电子传递特征及相关参数,以及快速叶绿素荧光诱导动力曲线,发现低浓度的DEHP(10 mg/L)对S.acuminatus活性反应中心的电子传递链中的还原有促进作用,而高浓度(50—100 mg/L)则显著抑制;光合活性则与DEHP浓度呈效应-剂量关系,最大光化学效率降低;同时DEHP显著降低SOD活性,增加MDA含量,而且随DEHP浓度升高,处理时间的延长,效果越明显。研究结果表明,DEHP处理对S.acuminatus的光合系统传递链和抗氧化系统有一定的影响,说明快速荧光动力方法能够应用于DEHP毒性效应的快速检测。

氯化铯处理对菠菜叶片光系统Ⅱ活性的影响

为进一步揭示Cs对植物光合作用的影响机理,采用不同浓度的CsCl和石英砂培处理菠菜(Spinacia oleracea L.)幼苗,利用快速叶绿素荧光诱导动力学分析手段,探究Cs胁迫后菠菜叶片光系统Ⅱ(PSII)的受损部位、受损程度及光合电子传递情况。结果表明,当CsCl处理浓度为1~5 mmol/L时,菠菜PSII反应中心供体侧放氧复合体(OEC)受到一定伤害,但不显著,与此同时,φ_(Po)、φ_(Eo)、Ψ_(o)参数值上升,说明低浓度处理下菠菜通过调节有活性的反应中心的开放程度升高,促使PSII光合活性增大,从而适应外界环境的变化;当CsCl处理浓度大于10 mmol/L时,CsCl胁迫既损伤了菠菜叶片PSII供体侧OEC,同时也对PSII的反应中心和受体侧造成伤害,从而阻碍光合电子的传递。

三倍体枇杷与其四倍体和二倍体亲本光系统活性差异

为探寻三倍体枇杷光合作用效率及光系统活性的特点,于2018—2019年的3、7、12月,连续两年对两个杂交三倍体F_(1)代B431×GZ1和B431×GZ23,及其四倍体母本B431、二倍体父本GZ1、GZ23的叶片净光合速率(Pn)和快速叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP曲线)进行了测定及JIP-test分析。结果表明:三倍体枇杷F_(1)代的Pn在3、7、12月均显著高于各自二倍体父本;但与四倍体母本在7月的差异不显著,在3、12月与四倍体母本的差异因杂交组合的不同而异,其光合差异主要与非气孔限制因素有关。同时,三倍体F1代与四倍体母本的大部分荧光参数差异不显著,但与二倍体父本相比,其光能的吸收(ABS/CSm)、捕获(TRo/CSm)能力强、热耗散(DIo/CSm)比例低,从而维持较高的电子传递性能(ETo/CSm)、促进PSⅡ与PSⅠ之间的电子传递(REo/CSm)、维持相对较高的性能指数(PIabs)及最大光化学效率(Fv/Fm)。因此,三倍体枇杷较强的光系统活性及调节能力是其具有较高光合效率的原因之一。