高温强光对小麦叶绿体Deg1蛋白酶和D1蛋白的影响及水杨酸的调节作用

以小麦品种矮抗58为材料,采用0.3 mmol/L水杨酸(SA)溶液预处理灌浆期小麦叶片,以水预处理为对照,进行3种不同的光温处理:适宜温度中等光强(25℃,600 μmol m-2 s-1)2h、高温强光(38℃,1600μmol m-2 s-1)2h、高温强光2h后置于适宜温度中等光强下恢复3h.测定不同光温条件下,小麦叶绿体的Deg1蛋白酶、D1蛋白和PSⅡ功能的变化及SA的调节效应.结果表明,高温强光胁迫导致Deg1蛋白酶和D1蛋白降解,PSⅡ功能发生可逆损伤.与对照相比,水杨酸预处理不仅能够抑制高温强光下小麦叶绿体Deg1蛋白酶和D1蛋白的降解,维持较高的PSⅡ原初光化学效率(Fv/ Fm)、实际光化学效率(φPSⅡ)、电子传递速率和净光合速率(Pn),而且加快回到非逆境下PSⅡ功能的恢复.     

水杨酸对高温强光下小麦叶绿体蛋白酶Deg5和PSⅡ功能的调节作用

以小麦(Triticum aestivum)矮抗58为材料,采用0.1mmol/L的外源水杨酸(SA)处理小麦叶片,以清水为对照,通过Western blotting蛋白质印记技术和叶绿素荧光分析,研究了高温强光胁迫(38℃和1600μmol m-2s-1)对小麦叶绿体Deg5蛋白酶、D1蛋白和叶绿素荧光参数的影响及SA的调节作用。结果表明,高温强光胁迫导致小麦叶绿体Deg5蛋白酶、D1蛋白含量和PSⅡ最大光能转化效率(Fv/Fm)降低,原初荧光(Fo)升高。和对照相比,外源SA处理可维持较高的Deg5蛋白酶、D1蛋白、Fv/Fm水平和较低的Fo。说明外源水杨酸可减轻高温强光对Deg5蛋白酶和D1蛋白的损伤,维持较强的PSⅡ功能。     

低温光抑制恢复过程中黄瓜叶片PSⅡ活性及其电子传递对PSⅠ的影响

以“津春4号”黄瓜为试材,通过测定黄瓜叶片叶绿素荧光快速诱导动力学曲线和对820 nm光的吸收曲线,结合叶绿素荧光淬灭分析,研究低温光胁迫(4℃,200 μmol·m-2·s-1)6 h后,黄瓜叶片在常温(25℃)不同光强(0、15、200μmol·m-2·s-1)下PS Ⅰ和PS Ⅱ活性的恢复,以及恢复过程中PS Ⅰ与PS Ⅱ的相互作用.结果表明:低温光胁迫6h后,PS Ⅰ和PS Ⅱ发生不同程度的光抑制.在常温恢复阶段,PS Ⅱ活性快速恢复且对光强不敏感;PS Ⅰ活性在弱光下(15 μmol·m-2·s-1)快速恢复,在较强光(200 μmol·m-2·s-1)下恢复较慢.在低温光抑制恢复过程中,常温下PS Ⅱ活性恢复较快可能导致PS Ⅱ向PS Ⅰ的线性电子传递过快,进而抑制PS Ⅰ的活性恢复.因此,在进行黄瓜抗冷性育种时,不应该仅追求较高的PS Ⅱ抗性和较快的PS Ⅱ恢复速度,还应该注意两个光系统活性的协调.在生产中,应当在低温逆境发生及其之后较长一段时间内采取措施降低叶表面光照强度,以利于对植株光合机构的保护和光合活性的恢复.     

状态转换在光强响应中的作用

在低于和高于400 μmol·m·s-1的光照下,苹果(Malus pumila Mill.cv.Tengmu No.1/Malus hupehensisRehd.)叶片稳态荧光(Fs)随光强增加而分别呈现升高和降低的变化趋势,但是光适应下的最大荧光(Fm′)和最小荧光(Fo′)在整个光照范围内一直表现为下降,而且更多的光系统Ⅱ(PS Ⅱ)反应中心(RC)处于关闭状态((Fs-Fo′)/(Fm′-Fo′)).这表明在高于400 μmol·m-2·s-1的光照下,Fs降低并不是PSⅡ反应中心关闭的结果,而主要是光能从PSⅡ聚光天线(LHCⅡ)向PSⅡ RC的传递减少所导致的.在引入状态转换抑制剂NEM的情况下,Fs在400 μmol·m-2·s-1至苹果叶片饱和光强700 μmol·m-2·s-1的范围内继续上升.另外,在叶黄素循环抑制剂DTT预处理下,Fs可在高于700 μmol·m-2·s-1的光照下继续升高.这些变化说明在饱和光强以下和以上的光照下,苹果叶片Fs变化分别受状态转换和叶黄素循环的影响.在NEM预处理下,PSⅡ表观光化学反应速率(P-rate)和光化学猝灭(qP)在600800 μmol·m-2·s-1光照下显著降低,与此同时,非光化学猝灭(qN)在600-800 μmol·m-2·s-1光照下轻微上升,而在800 μmol·m-2·s-1以上光照下略微下降.这些现象说明状态转换对于苹果叶片在低于饱和光强的光照下主要起光化学作用,在高于饱和光强光照下主要起非光化学作用.     

高温强光对温州蜜柑叶绿素荧光、D1蛋白和Deg1蛋白酶的影响及SA效应

以3年生温州蜜柑（Citrus unishiu Marc.）植株为试材,用叶绿素荧光分析、Western-blotting蛋白质印记技术及DAB（3,3'-二氨基联苯胺）显色法,研究了高温强光（38℃和1600 μmol?m-2?s-1）对叶片叶绿素荧光参数、PS（光系统）II反应中心D1蛋白和Deg1蛋白酶的影响和SA（水杨酸）的效应。结果表明,高温强光交互作用4 h后,叶片的初始荧光Fo升高,最大光能转化效率Fv/Fm、表观光合电子传递速率ETR及PSII的量子产额ΦPSII显著降低,在D1蛋白降解的同时,Deg1蛋白酶含量也下降,并伴有H2O2的积累。在高温强光下,外源的H2O2使叶绿素荧光动力学快相参数(Fi-Fo)/(Fp-Fo)值（反映PSII中QB非还原中心的数量）升高和I-P的斜率（反映PSII 活化中心还原态QA积累的值）下降,Fv/Fm、ETR、ΦPSII及D1蛋白和Deg1蛋白酶下降幅度增大;而外源的SA使这些参数下降幅度减小。这些结果说明,高温强光诱导H2O2的积累造成Deg1蛋白酶和光系统反应中心D1蛋白的降解,Deg1蛋白酶的减少也进一步限制了D1蛋白的周转,进而使温州蜜柑PSII反应中心遭到破坏,SA对光合机构光破坏有保护作用。     

状态转换在光强响应中的作用

在低于和高于400 μmol.m-2.s-1的光照下,苹果(Malus pumila Mill. cv. Tengmu No.1/Malus hupehensisRehd.)叶片稳态荧光(Fs)随光强增加而分别呈现升高和降低的变化趋势,但是光适应下的最大荧光(Fm′)和最小荧光(Fo′)在整个光照范围内一直表现为下降,而且更多的光系统Ⅱ(PSⅡ)反应中心(RC)处于关闭状态((Fs-Fo′)/(Fm′-Fo′))。这表明在高于400 μmol.m-2.s-1的光照下,Fs降低并不是PSⅡ反应中心关闭的结果,而主要是光能从PSⅡ聚光天线(LHCⅡ)向PSⅡ RC的传递减少所导致的。在引入状态转换抑制剂NEM的情况下,Fs在400 μmol.m-2.s-1至苹果叶片饱和光强700 μmol.m-2.s-1的范围内继续上升。另外,在叶黄素循环抑制剂DTT预处理下,Fs可在高于700 μmol.m-2.s-1的光照下继续升高。这些变化说明在饱和光强以下和以上的光照下,苹果叶片Fs变化分别受状态转换和叶黄素循环的影响。在NEM预处理下,PSⅡ表观光化学反应速率(P-rate)和光化学猝灭(qP)在600-800 μmol.m-2.s-1光照下显著降低,与此同时,非光化学猝灭(qN)在600-800 μmol.m-2.s-1光照下轻微上升,而在800 μmol.m-2.s-1以上光照下略微下降。这些现象说明状态转换对于苹果叶片在低于饱和光强的光照下主要起光化学作用,在高于饱和光强光照下主要起非光化学     

烟草花叶病毒对烟草叶片光合特征和POD表达的影响

以烤烟(Nicotiana tabacum L.)品种'中烟5号'为实验材料,对烟草健康株与感染烟草花叶病毒(TMV)株的叶绿素、光合速率、光合速率对光强的响应曲线、光暗反应荧光特征、POD活性及其表达等进行研究,以探讨TMV感染对烟草植株生理生态特征的影响.结果显示:病株的叶绿素a(Chl a)和叶绿素b(Chl b)含量显著低于健康株,但Chl a/Chl b值基本相同;病株暗中初始荧光(F0)、暗中最大荧光(Fm)、暗中可变荧光(Fv)、光下初始荧光(F0′)、光下最大荧光(Fm′)、光下可变荧光(Fv′)、非光化学猝灭系数(NPQ)、PSⅡ捕光效率(Fv′/Fm′)、PSⅡ实际光化学效率(ФPSⅡ)及光饱和点显著低于健康株;净光合速率在光强较大(＞1 500 μmol·m-2·s-1)时病株比健康株低,光强适中(1 500 μmol·m-2·s-1左右)时两者相差不大,光强较弱(＜1 500 μmol·m-2·s-1左右)时病株比健康株高;病株叶片的过氧化物酶(POD)活性显著升高,POD同工酶中一些大分子量蛋白分子表达量加大.研究表明,感染TMV使烟草植株对光抑制更为敏感,叶片的荧光激发能力和热耗散能力下降,PSⅡ反应中心捕光效率和光化学反应效率降低,光合电子传递能力和碳同化能力受到抑制;POD活性提高和表达量增加可能是诱导烟草抗病性的一个关键生理过程.     

拟南芥连体和离体叶片光合作用的光响应

测定出 2 5 0 μmol·m-2 ·s-1光强下培养的整株拟南芥连体叶片的光合作用在光强为 80 0 μmol·m-2 ·s-1左右达到光饱和 ,其离体叶片光合作用对光强响应的结果与此类似。自然条件下生长的珊瑚树连体与离体叶片光合作用均在光强约为 10 0 0 μmol·m-2 ·s-1下达到饱和 ,这验证所测得的拟南芥连体和离体叶片光合作用光响应的结果是正确的     

遮光对不同基因型玉米光合特性的影响

采用盆栽试验,研究了遮光对4个基因型玉米光合特性的影响.结果表明:4个基因型玉米叶片的光饱和点、净光合速率(Pn)、电子传递速率(ETR)、光系统Ⅱ最大光化学效率(Fv/Fm)和实际光化学效率(ΦPSⅡ)均受光强的影响.遮光降低了玉米的光饱和点,苗期遮光处理豫玉2号和丹玉13分别在光量子通量密度(PFD)为1400μmol·m-2·s-1和1100μmol·m-2·s-1时达到饱和.遮光还降低了玉米的Pn、ETR、Fv/Fm和ΦPSⅡ,但不同基因型玉米表现不同,豫玉2号和掖单22的下降幅度较小,而丹玉13和掖单6号的下降幅度较大.     

弱光对樱桃叶片膜脂过氧化的影响

以无性繁殖的一年生莱阳矮樱桃 (PrunuspseudocerasusL .“Laiyang”)幼苗为试材 ,研究了弱光对樱桃叶片膜脂过氧化的影响。结果表明 :随着光照强度的减弱 ,樱桃叶片的净光合速率降低 ;而MDA含量和膜保护酶活性在弱光下也发生明显变化 ,其中MDA含量和POD活性上升 ;CAT活性下降 ;SOD在 36 6 μmol·m-2 ·s-1和 5 33.8μmol·m-2 ·s-1光强下活性升高 ,而在 2 2 8.8μmol·m-2 ·s-1和 83.9μmol·m-2 ·s-1光强下活性下降。     

六种藓类植物茎的比较解剖学研究

通过对6种藓类植物,即褶叶青藓(Brachythecium salebrosum(Web.et Mohr.)B.S.G.)、湿地匐灯藓(Plagiomnium acutum(Lindb.)Kop.)、侧枝匐灯藓(Plagiomnium maximoviczii(Lindb.)Kop.)、大凤尾藓(Fissidensnobilis Griff.)、大羽藓(Thuidium cymbifolium(Doz.et Molk.)B.S.G.)和大灰藓(Hypnum plumaeforme Wils.)嫩茎和老茎的石蜡切片和显微观察发现,同一藓类植株的嫩茎和老茎,茎结构稳定,不同种藓类植物茎横切面具有不同特征.植物体茎横切面形状、表层细胞的层数、细胞大小和细胞壁厚薄、皮层细胞大小和形状、中轴的有无以及比例等特征可以作为藓类植物的分科分类依据之一.