热胁迫对连翘离体叶圆片光系统Ⅱ活性的影响

【目的】探讨高温对连翘离体叶圆片光系统Ⅱ活性和叶黄素循环脱环化程度的影响,揭示热胁迫下连翘叶片光合机构的行为特征,充实植物光能高效利用研究领域。【方法】以连翘为供试材料,在功能叶片主叶脉两侧打取直径为1 cm的叶圆片,采用热胁迫温度(26,31,34,37,40,43,46,49和52℃)和时间(5,25和45 min)组合处理,之后于26℃室内环境中暗适应30 min,利用叶绿素成像荧光仪( MINI-IMAGING-PAM)和 QE65光谱仪分别进行叶绿素荧光参数和漫反射率的测定。【结果】在5,25,45 min热胁迫下,连翘叶片 PSⅡ光化学活性 Fv/Fm 和实际光化学量子产量 Y(Ⅱ)开始显著降低的温度分别为43,37,37℃和43,31,31℃。随着热胁迫温度和时间的增加,呈现出暗适应下最小荧光 Fo 和光化学荧光猝灭系数 qP 先减后增的变化、暗适应下最大荧光 Fm 大幅度降低、开放的 PSⅡ反应中心的激发能捕获效率 F'v/F'm和 PSII 电子传输活性 Fm/Fo 迅速降低、调节性能量耗散量子产量 Y ( NPQ)与非调节性能量耗散的量子产量 Y( NO)和值的趋饱和增加、PSⅡ与 PSⅠ间的激发能分配不平衡偏离系数β/α－1先增后降的变化趋势。另外,叶黄素循环脱环化程度负相关的 PRI与 Y( NO)呈现相反变化趋势。【结论】在长时间较高的热胁迫温度下,连翘叶片的热胁迫伤害不仅会发生在PSⅡ蛋白复合体的多个位点,也会发生在整个光合机构,还会从暗反应的酶活性衰减转向 PSⅡ活性衰减;同时,对热胁迫伤害的协调保护机制,一方面表现在过剩的激发能量会从以调节性能量耗散 Y( NPQ)为主转向非调节性能量耗散 Y( NO)为主,另一方面也可能会表现在通过调节 PSⅡ与 PSⅠ之间激发能分配平衡性的天线系统的状态转换上。     

光系统I的异质性及其在类囊体膜上分布的研究进展

该文综合并分析国内外有关文献,对光合作用光反应中心、类囊体膜的特性、光系统Ｉ的异质性及其在类囊体膜上分布的研究进展进行了讨论．不同研究从高等植物叶绿体中可分离得到在体积、结构与组成上存在差异的光系统Ｉ色素蛋白复合物,它们在类囊体膜上分布是不均匀的．     

低温对水稻幼苗叶绿体光化学功能及类囊体膜蛋白水平的影响

 研究了低温胁迫下水稻幼苗叶绿体光合电子传递功能及类囊体膜蛋白水平的变化。4℃低温结合35 μmol/(m2·s)的弱光照处理,使水稻叶绿体全电子链、PSⅡ和PSⅠ的电子传递活性均降低,降低的幅度依次是： 全电子链>PSⅡ>PSⅠ。对类囊体膜蛋白组分进行的SDS-PAGE分析显示, 低温使大部分类囊体膜蛋白特别是PSⅡ功能蛋白的稳态水平降低,这可能是造成叶绿体光化学功能降低的主要原因。进一步对低温影响PSⅡ电子传递活性的机理进行了探讨,所得结果表明,低温下PSⅡ功能受抑的主要原因是其氧化侧的电子供应受阻,而与反应中心受到的伤害关系不大,尽管类囊体膜的SDS-PAGE结果显示PSⅡ的反应中心也受到低温的损伤。     

唐菖蒲光合特性的研究

采用光合作用测定仪和植物效率分析仪对生长在冀西北坝上高原唐菖蒲的光合特性和荧光参数生理生态特点进行了研究,结果表明:①夏季在晴天、土壤水肥充足条件下,唐菖蒲叶片的光合速率呈双峰曲线,其光饱和点为2145μmol/(m2.s),光补偿点为174.8μmol/(m2.s),净光合速率的最大值为36.4μmol/(m2.s),唐菖蒲为典型的阳性植物。②晴天唐菖蒲叶片的AQY由10:00时的0.0878下降到了13时的0.0640,PSⅡ最大光化学效率Fv/Fm由10时的0.79下降到14时的0.69,比最大值下降约13%,唐菖蒲在中午发生了一定的光抑制。③由叶片能量流动模型分析,高辐射使PSⅡ部分反应中心失活或降解,叶片遭受高辐射胁迫后启动了相应的防御机制,使过剩激发能得以及时耗散。由类囊体膜能量流动模型分析,高辐射导致叶片单位面积部分反应中心失活或裂解后,启动了剩余的有活性反应中心的补偿机制,使其能量传递效率提高。     

强光高温交叉胁迫对牡丹叶片PSⅡ和PSⅠ之间能量传递的影响

 以牡丹品种‘卷叶红’（Paeonia suffruticosa‘Juanyehong’）叶片为材料,研究强光（25 ℃,1 400 µmol · m^-2 · s^-1）、高温（45 ℃,700 µmol · m^-2 · s^-1）和强光高温（45 ℃,1 400 µmol · m^-2 · s^-1）胁迫对其光系统的影响及其差异。结果表明,3种胁迫下牡丹叶片PSⅡ最大光化学效率（F_v/F_m）和PSⅠ活性（ΔI/I_o）均明显下降,且处理2 h内ΔI/I_o比F_v/F_m下降程度大。随着处理时间的增加,PSⅡ向PSⅠ传递电子能力（φ_Eo）下降。强光胁迫下,单位面积内反应中心数量（RC/CS_m）明显减少,电子传递能力（V_J）变化不显著;而高温胁迫下,PSⅡ受体侧受到抑制,电子传递能力下降,光化学效率随之下降,导致单位面积内反应中心吸收、捕获的光能和电子传递的量子产额（ABS/CS_m、TR/CS_m、ET/CS_m）进一步减少。与单一胁迫相比,虽高温强光交叉胁迫加重了光抑制程度,但处理1 h内PSⅡ反应中心活性与单一胁迫差异不明显,表明交叉胁迫并不是简单的两个单一胁迫相叠加。     

水氮互作下烤烟幼苗叶片的PSⅡ功能研究

为明确烤烟幼苗假植期的水氮需求规律,利用人工控水的方法,研究在土壤相对含水率分别为25%、50%和75%,施用氮肥(尿素)分别为0、0.36和0.72 g/kg条件下,水氮互作对烤烟幼苗叶片的叶绿素荧光参数的影响。结果表明:随着土壤相对含水率的增加,烤烟幼苗叶片的光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学效率(Fv/Fm)、潜在光化学活性(Fv/Fo)、PSⅡ反应中心光能捕获效率(Fv′/Fm′)、实际光化学效率(ФPSⅡ)和光化学淬灭系数(qP)呈先增加后降低的趋势,而非光化学淬灭系数(qN)则呈降低趋势;当土壤相对含水率50%时,烤烟幼苗叶片的PSⅡ反应中心光化学活性最优;不同水分处理下增施氮肥,提高了烤烟幼苗叶片的Fv/Fm、Fv/Fo、Fv′/Fm′、ФPSⅡ和qP,特别当土壤相对含水率50%时,施用0.36 g/kg氮素的PSⅡ反应中心光化学活性最优。灰色关系分析结果表明,土壤相对含水率对叶绿素荧光参数的影响明显大于施氮量。聚类分析结果表明:土壤相对含水率50%和施氮量0.36 g/kg为最优处理,与其最为接近的处理为土壤相对含水率50%和施氮量0.72 g/kg,即土壤相对含水率维持在50%左右,适量施用氮肥可以有效提高烤烟幼苗叶片的PSⅡ功能,但随着施氮量的增加,这种促进作用逐渐降低。假植期烤烟幼苗维持最佳PSⅡ功能的水氮管理模式为土壤相对含水率维持在50%左右,施氮量维持在0.36~0.72 g/kg。     

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（Fv/Fo）和以光吸收为基础的光合性能指数（PIABS）均显著低于对照,但干旱协迫对桑树叶片最大光化学效率（Fv/Fm）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QA向QB传递受阻,同时PQ库和QB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。     

植物暗适应叶的放氧动力学(Ⅰ)——光声放氧动力学

用光声光谱仪检测结果表明 ,暗适应叶在光诱导期间出现非常复杂的光声瞬态放氧 ,产生了一种称为氧峰(oxygengush)的现象 .该文利用自制的光声仪对暗适应菠菜叶在光诱导期间出现的光声瞬态放氧与暗适应时间关系 ,远红光、饱和光预处理以及高浓度CO2 对光声瞬态放氧的影响 ,光声热信号与光声放氧信号之间的关系作了初步研究 .推测由两个组分组成的氧峰与其动力学可能反映光系统Ⅱ的状态     

光抑制条件下水稻叶内碳酸酐酶的适应调节及其生理作用

 以耐光氧化品种粳稻02428和对光氧化敏感品种籼稻3037为材料，在不同的光子通量密度(PFD)、O₂浓度和CO₂浓度的条件下，测定碳酸酐酶(Carbonic Anhydrase, CA)活性、光合系统(Photosystem Ⅱ,PSⅡ)活性和光合速率。结果表明，粳稻02428和籼稻3037叶片在光抑制条件下，CA活性都有明显增加；光合CO₂固定的动力学分析显示Km值随着PFD的增加及CO₂和O₂浓度的减少而减小，说明CA活性的增加减小了Km值，增加了对CO₂的亲和力和光合CO₂固定能力。进一步用CA专一性抑制剂处理证明，CA活性的增加有减轻PSⅡ和光合光抑制的作用。     

Variation in thylakoid proteins and photosynthesis in Syrian landraces of barley

Summary Barley breeders at ICARDA have observed that genotypes adapted to dry regions have leaves which are lighter in colour than those of unadapted ones. We measured photosynthesis, chlorophyll content and chlorophyll a:b ratios in two sets of genotypes which had previously been observed to have either light green or dark green leaves when grown in the field. Thylakoid membranes were also extracted and the proteins analysed on SDS-PAGE gels.The light leaf colour was associated with a higher chlorophyll a:b ratio. This was a measure of a reduction in the amount of antenna chlorophyll compared to that in the core complex of PSII. Genotypes with light green leaves had consistently less chlorophyll per unit leaf area and lower photosynthetic rates per unit area than those with dark green leaves.It is suggested that these features of light green leaves may confer the ability to adapt to high levels of irradiance under drought conditions. This ability may result from a high rate of photosynthetic electron transport through each PSII reaction centre, thus reducing the risk of damage from the overexcitation of these centres.