莱茵衣藻-se两步法产氢用培养基的研究

分析了TAP（Tris—Acet．Phosphate）、seTA（se—Tris—Acet）、seP（se—Phosphate）、seTH（se．Tris-HCl）和se5种培养基对莱茵衣藻-se生长产氢的影响，并进行了培养基的含量分析．结果发现，培养基的pH和氮素的含量是影响莱茵衣藻生长的重要因素；而培养基中醋酸根的含量则有助于提高厌氧产氢过程中衣藻的氢酶活性，从而提高其产氢量．综合考虑两步法产氢对细胞生长周期和细胞密度的要求以及最终厌氧诱导获得的氢酶活性，最终选择seTA培养基作为莱茵衣藻-se产氢用培养基．     

Co2+对莱茵衣藻生长及类囊体膜功能的影响

本文用不同浓度的CoCl2处理莱茵衣藻,结果表明：当钴离子浓度大于0.05 mmol/L时,莱茵衣藻的生物量和叶绿素含量显著下降.然后用不同浓度的CoCl2处理莱茵衣藻的类囊体膜,分析了Co2+处理前后类囊体膜的室温荧光发射光谱、DCIP光还原活性以及多肽组分的变化.结果显示：Co2+处理（0.5~4 mmol/L）改变了Chla,Chlb以及蛋白质氨基酸残基的微环境,影响了类囊体膜PSⅡ的供体侧和反应中心,导致类囊体膜上PSⅡ的电子传递被阻断.     

氧化石墨烯对高羊茅光合固碳特征的影响

为了探究碳纳米材料对草坪植物光合固碳的影响，采用氧化石墨烯（GO）和高羊茅（Festuca arundinacea Schreb）为实验材料，通过向土壤中添加不同质量分数（1%、3%和5%）的GO进行高羊茅培植，分析了固碳相关指标，包括植物生长、光合参数、光合色素含量、糖含量、糖合成酶活性对GO的响应特征.结果表明：1%GO处理对高羊茅的光合固碳特征没有显著影响，而3%和5%处理显著抑制了植物生长，降低了光合参数、光合色素含量、糖含量和糖合成酶活性，且各指标随着GO质量分数的增加而降低.与对照组相比，5%GO处理下高羊茅的地下鲜重、净光合速率、蔗糖含量和蔗糖合成酶活性分别降低了57.9%、35.3%、56.5%和36.1%.由此可知，高浓度GO处理会显著抑制高羊茅的光合作用，阻碍植物生长，降低植物固碳能力.     

光对光合细菌生长及色素合成的影响

研究光照和黑暗条件下生长的光合细菌转入不同光照强度下培养时其菌体生长速率及色素合成达率的变化，阐明光对光合细菌生长及色素合成的影响．结果表明，黑暗中生长的光合细菌进入光照条件下生长要经过一段适应期；随着光照强度的增加，菌体生长速率增加，但色素的比合成达率降低．     

莱茵衣藻类胡萝卜素生物合成及其遗传控制的研究进展

随着对类胡萝卜素药用、食品、化妆等方面认识的提高,人类对类胡萝卜素的种类和产量需求也越来越高。单细胞真核微藻-莱茵衣藻是国际上研究光合作用遗传控制的最佳模式生物,也是天然类胡萝卜素主要来源之一。本文主要介绍了类胡萝卜素生物合成途径及用莱茵衣藻研究类胡萝卜素光合遗传控制等方面的最新研究进展。     

葡萄糖对莱茵衣藻生长和产氢的影响

通过在莱茵衣藻的培养基中添加葡萄糖,考察了葡萄糖对莱茵衣藻生长及产氢的影响。结果表明,在Tris Acetate Phosphate (TAP)培养基中添加葡萄糖对莱茵衣藻生长有利,最佳葡萄糖浓度为03g/L,藻细胞数和叶绿素浓度分别提高了12.8％和16.4％。在产氢培养基中,添加葡萄糖对莱茵衣藻产氢也有促进作用,氢气产量提高了27％。     

光对光合细菌生长及色素合成的影响

研究光照和黑暗条件下生长的光合细菌转入不同光照强度下培养时其菌体生长速率及色素合成速率的变化，阐明光对光合细菌生长及色素合成的影响。结果表明，黑暗中生长的光合细菌进入光照条件下生长要经过一段适应期；随着光照强度的增加，菌体生长速率增加，但色素的比合成速率降低。     

NaCl胁迫对椒样薄荷光合作用和PSII光化学活性的影响

利用光合作用测定仪和叶绿素荧光仪研究了不同浓度NaCl胁迫对椒样薄荷光合作用和PSII光化学活性的影响。结果表明,在NaCl胁迫下,椒样薄荷的生长和生物量呈现出了浓度依赖性的变化。在100和150 mmol/L NaCl胁迫下,椒样薄荷能够正常生长。随着NaCl处理浓度的提高,椒样薄荷光合能力和PSII光化学活性显著下降,表明QA到QB之间的电子传递被阻断。光合作用对NaCl胁迫下植物生长和代谢的影响最为突出,PSII是光合系统中最敏感的组分,在植物光合系统对环境胁迫的应激中起着重要的作用。     

NaCl胁迫对酸枣(Ziziphus acidojujuba)幼苗光合作用和荧光特性的影响

为了探讨NaCl胁迫对酸枣幼苗光合生理特性的影响,本研究以水培的酸枣幼苗为试材,研究不同浓度NaCl(0、50、100、150、200 mmol/L)处理对酸枣幼苗光合作用和叶绿素荧光特性的影响。结果表明:与对照相比,随着NaCl胁迫天数和浓度的加大,酸枣幼苗叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、最大荧光(Fm)、PSⅡ原初光能转化效率(Fv/Fm)、光合电子传递速率(ETR)、光化学猝灭系数(qP)均降低,初始荧光(Fo)、非光化学猝灭系数(NPQ)升高、胞间CO_2浓度(Ci)先降低后升高,各指标变化幅度由大到小对应的浓度分别是200 mmol/L150 mmol/L100mmol/L50 mmol/L。NaCl胁迫导致酸枣幼苗光合作用下降的原因是导气孔限制转变成非气孔限制,同时PSⅡ反应中心光合机构受损,引起其光能原初捕捉能力和光合电子传递速率下降,最终导致酸枣幼苗光合作用能力的减弱。     

4种淡水藻对硝基苯的抗性机制

选择了4种淡水藻——纤细裸藻、莱因衣藻、舟形藻和聚球藻，通过分析硝基苯对其生长和叶绿素含量的影响，以及藻细胞对硝基苯的降解、积累和抗氧化酶系统的响应，以期了解藻类对硝基苯的抗性机制．结果表明：4种藻的生长和叶绿素a含量对硝基苯的抗性，按抗性大小排列：纤细裸藻〉莱因衣藻〉舟形藻〉聚球藻，4种藻对硝基苯无显著的降解和积累能力，藻细胞对硝基苯的抗性主要依赖抗氧化酶系的防御作用，其中藻细胞的SOD起主要作用，POD起次要作用．     

Bacterial photosynthesis in surface waters of the open ocean

The oxidation of the global ocean by cyanobacterial oxygenic photosynthesis, about 2,100 Myr ago, is presumed to have limited anoxygenic bacterial photosynthesis to oceanic regions that are both anoxic and illuminated. The discovery of oxygen-requiring photosynthetic bacteria about 20 years ago changed this notion, indicating that anoxygenic bacterial photosynthesis could persist under oxidizing conditions. However, the distribution of aerobic photosynthetic bacteria in the world oceans, their photosynthetic competence and their relationship to oxygenic photoautotrophs on global scales are unknown. Here we report the first biophysical evidence demonstrating that aerobic bacterial photosynthesis is widespread in tropical surface waters of the eastern Pacific Ocean and in temperate coastal waters of the northwestern Atlantic. Our results indicate that these organisms account for 2-5% of the photosynthetic electron transport in the upper ocean.     

硼、锰营养对大豆光合特性的影响

以金华市缺硼、缺锰的深层红壤为基质进行了土培试验,研究了不同硼、锰水平对不同生育期大豆光合特性的影响.结果表明,适量的硼、锰单施及硼、锰配施均能提高大豆叶片的叶绿素含量,增强大豆的光合速率和呼吸速率,减少可溶性糖在功能叶的积累,硼、锰适量配施效果最好.且锰促进光合作用的效果优于硼,而硼比锰更有利于可溶性糖的转运,表明适量施用硼、锰能提高大豆的光合生产力,硼、锰适量配施存在明显的相互促进作用.     

丙酮酸铁氧化还原蛋白酶对蓝藻光合生长速率影响的仿真分析

光合生物通过光合作用,可将光能转化为储存在生物体内部的生物质能,生物质能的生成速率受光合生长速率的影响.研究影响光合生长速率的因素,有利于提高生物质能的生成速率.蓝藻是最早进行光合作用和释氧的原核生物,具有遗传背景简单、固碳效率高等特点.丙酮酸铁氧化还原蛋白酶(PFOR)是丙酮酸固碳代谢的关键酶,在丙酮酸异化过程中起着重要作用.首先根据蓝藻的代谢网络,模拟敲除其中的酶PFOR,并利用通量平衡分析、通量可变性分析和多目标优化方法研究基因敲除后的代谢网络.通过研究分析,推测出酶PFOR对蓝藻光合生长速率的影响.     

Improving photosynthesis of microalgae by changing the ratio of light-harvesting pigments

Changing the ratio of light-harvesting pigments was regarded as an efficient way to improve the photosynthesis rate in microalgae, but the underlying mechanism is still unclear. In the present study, a mutant of Anabeana simensis （called SP） was selected from retrieved satellite cultures. Several parameters related with photosynthesis, such as the growth, photosynthesis rate, the content of photosynthetic pigment, low temperature fluorescence spectrum （77K） and electron transport rate, were compared with those of the wild type. It was found that the change in the ratio of light-harvesting pigments in the mutant led to more efficient light energy transfer and usage in mutant than in the wild type. This may be the reason why the mutant had higher photosynthesis and growth rates.     

水稻冠层叶片SPAD值与叶绿素、叶氮含量及净光合速率的变化特征

通过两年的田间试验,利用叶绿素仪(SPAD-502)测定了不同生育时期水稻(南粳44号)冠层叶片的SPAD (Soil-plant analysis and development)值、叶绿素含量、叶氮含量及净光合速率,在此基础上分析了SPAD值与叶绿素含量、叶氮含量及净光合速率的关系。结果表明:水稻冠层叶片的SPAD值与叶绿素含量、叶氮含量及净光合速率的关系均呈显著相关,但是在不同的生育期内SPAD值与其他三项指标的变化并没有同步,存在一定时间的超前或者滞后。随着叶绿素荧光分析技术的发展,无损伤、快速、灵敏测定叶片光合作用的变化成为可能,因此想要更好地了解叶片光合作用的内在变化,还需要研究SPAD值与各项叶绿素荧光参数的关系。     

Low concentrations of NaHSO3 enhance NAD(P)H dehydrogenase-dependent cyclic photophosphorylation and alleviate the oxidative damage to improve photosynthesis in tobacco

Bisulfite at low concentrations(L-NaHSO3) increases cyclic electron transport around photosystem I(PSI) and photosynthesis.However,little is known regarding the detailed contribution of cyclic electron transport to the promoted photosynthesis by L-NaHSO3.In the present work,we used tobacco mutant defective in ndhC-ndhK-ndhJ(ndhCKJ) to investigate the role of NAD(P)H dehydrogenase(NDH)-dependent cyclic electron transport around PSI in an increase in photosynthesis by L-NaHSO3.After the treatment of tobacco leaves with L-NaHSO3(10 μmol L-1),the NDH-dependent cyclic electron transport,monitored by a transient post-illumination increase in Chl fluorescence and the amount of NDH,was notably up-regulated in wild type(WT).The NDH-dependent cyclic electron transport was severely impaired in ndhCKJ and was not significantly affected by treatment with L-NaHSO3.Accordingly,the NDH-dependent transthylakoid membrane proton gradient(pH),as reflected by the slow phase of millisecond-delayed light emission(ms-DLE),was increased by L-NaHSO3 in WT,but not in ndhCKJ;the enhancement of cyclic photophosphorylation(PSP) activity by L-NaHSO3 was more obvious in WT than ndhCKJ.The accumulation of both superoxide and hydrogen peroxide was reduced in WT when subjected to L-NaHSO3 treatment,but not in ndhCKJ.Furthermore,the increase of photosynthetic O 2 evolution rate by L-NaHSO3 was more significant in WT than in ndhCKJ.We therefore conclude that L-NaHSO3 alleviates the photo-oxidative damage by the enhancement of NDH-dependent cyclic PSP,thereby improving photosynthesis.     

基于光响应机理模型的3种草本植物 光合特性差异解析

利用植物光响应机理模型,比较了大狼把草(Bidens frondosa)、山莴苣(Lactuca indica)和酸模叶蓼(Polygonum lapathifolium)光合特性的差异。结果表明,大狼把草和酸模叶蓼在中、高光强部分的电子传递速率(J)明显高于山莴苣,并且在高光强部分二者没有出现明显的光抑制,而山莴苣则光抑制较明显。大狼把草和酸模叶蓼在各光强下的净光合速率(P_n)也明显高于山莴苣。3种植物成熟叶片叶绿素的含量依次是大狼把草>酸模叶蓼>山莴苣,类胡萝卜素含量依次为酸模叶蓼>大狼把草>山莴苣。山莴苣的叶绿素含量虽然最少,但它的捕光色素分子本征光能吸收截面(σ_ik)最大; 与之相反,大狼把草的叶绿素含量最多,但σ_ik最小,酸模叶蓼的叶绿素含量和σ_ik则介于二者之间。大狼把草和酸模叶蓼的最大电子传递速率(J_max)明显高于山莴苣,二者是通过增加有效光能吸收截面,以及缩短τ_min值提高电子传递速率。相对于山莴苣,大狼把草和酸模叶蓼具有更高的最大净光合速率(P_n,max)、光饱和点(I_sat)和暗呼吸速率(R_d)。大狼把草更高的非光化学猝灭系数(q_NPQ)有利于热耗散,避免光损伤。酸模叶蓼更高的类胡萝卜素含量,在耗散过剩的激发能上具有积极作用,有助于植物体免受高温、高光、干旱等逆境伤害。综上所述,相较于山莴苣,大狼把草和酸模叶蓼应该对环境胁迫有更好的耐受性和适应性。     

多效唑对水仙生长和光合特性的影响

用0．01mg／L、0．05mg／L和0．10mg／L多效唑处理水仙，观察多效唑对水仙生长和光合特性的影响．结果表明：0.05mg／L多效唑可使开花期水仙植株的根、叶生长较对照组降低62．8％和33．8％，叶绿素含量增加23．0％，光合速率、光合／呼吸比率提高216．8％和234．7％，比叶鲜质量降低18．7％，显抑制植株的徒长．此外，电镜观察结果表明，在开花期和凋花期适宜浓度的多效唑使叶片叶绿体结构更为完整清晰，提高其稳定性，可能与光合效率提高有关．     

镉对光合器膜系统结构的影响

镉处理烟草叶绿体,引起叶绿体Fecy及DCIP光还原速率减慢,光合电子传递受阻,叶绿素α荧光发射强度降低,叶绿体在长波吸收峰处的峰值下降,随镉处理时间及浓度的增加,叶绿体的光合电子流受抑程度也增加.光合电子传递与光合膜结构完整性是密切相关的,镉抑制光合电子传递也是光合膜结构不断破坏的过程.