小麦叶片状态转换和光合作用的光抑制的关系

<正>状态转换能够使光能在两个光系统之间均衡分配,从而有利于光合机构的高效运转,这是     

棉花叶片光合作用的光抑制和光呼吸的关系

光呼吸在光下释放CO_2,与固定CO_2的光合作用同时进行,是早已为人们所熟悉的事实,但其生理意义迄今仍不十分清楚.已有研究表明,在没有CO_2的条件下,抑制了光呼吸以后强光下叶片或叶绿体出现明显的光抑制,而其它条件不变,供给浓度接近CO_2补偿点的CO_2时,这种光抑制即可消除,因此推测在CO_2浓度为零或低于CO_2补偿点的强光条件下光呼吸对光合机构有保护作用.但是,在普通空气条件下是否如此,还未见研究报道,我们曾观察到,晴天中午强太阳光下,伴随光合作用的光抑制,田间棉花叶片的光呼吸增强.那么,在这种普通空气条件下,光呼吸是否有缓解光抑制的作用呢?我们通过观测叶片的气体交换、叶绿素荧光和无机磷含量,对这个问题进行了研究.     

蓝藻Synechocystis PCC6803中状态转换的研究

运用调制荧光法对蓝藻Ｓｙｎｅｃｈｏｃｙｓｔｉｓ ＰＣＣ６０８３的状态转换进行了研究。观察到蛋白质磷酸酯酶抑制剂ＮａＦ对蓝藻ＳｙｎｅｃｈｏｃｙｓｔｉｓＰＣ６８０３由远红光诱导的状态Ⅱ向状态Ｉ的转换无抑制作用,表明蓝藻Ｓｙｎｅｃｈｏｃｙｓｔｉｓ ＰＣＣ６８０３的状态转换不受类囊体膜蛋白南可逆磷酸化的调节;ＮＡＤ（Ｐ）Ｈ－泛醌还原酶专一抑制剂鱼藤酮可以促使蓝藻Ｓｙｎｅｃｈｏｃｙｓｔｉｓ ＰＣＣ６０８３暗     

藻胆体-类囊体膜复合物内能量传递机制研究——Ⅰ.光状态转换技术和光谱解叠方法

目前,对藻类光合作用原初过程的研究大多集中在藻胆体(PBS)、孤立藻胆蛋白(Biliproteins)及PSⅡ和PSⅠ反应中心上,得出激发能在这些复合物内的定性流向和定量参数,从而为这一领域进行深入研究奠定了可靠的基础。然而,由于上述研究是对孤立的或部分的光合器而不是对整体来进行的,所以,它不可能解释藻胆体为什么能将其所吸收的光能高效地和快速地传递给反应中心并将其在两个反应中心(PSⅡ和PSⅠ)之间进行合理地分配。为了解决这一问题,一些研究人员利用光状态转换(Light state transition)技术和时间分辨光谱技术对整藻细胞进行研究,基于研究结果,人们对藻胆体向光合反应中心能量传递机制找出3种可能的模式:(1)“溢出”模型(Spillover over model),该模型认为:能量传递途径是PBS-PSⅡ-PSⅠ;(2)二元复合物模型,也就是说PBS-PSⅡ复合物和PBS-PSⅠ复合物独立存在,能量传递途径是PBS-PSⅡ和PBS-PSⅠ;(3)三元复合物模型,它认为存在一个三元复合物(PSⅡ-PBS-PSⅠ),能量从PBS向PSⅡ和PSⅠ分配是通过PBS在该复合物中精确的位移来调节的。许多研究结果表明能量“溢出”模型不是能量从PBS向PSⅠ传递的主要途径。目前蓝藻光合作用光状态1和光状态2的相互转换的分子作用机制还不清楚,鉴于此,本文通过对藻胆体-类囊     

钙离子对光系统Ⅱ二级结构的影响及其与光抑制的关系

许多实验表明钙子在光系统Ⅱ的放氧过程起着重要作用。报道了固钙离子丧失引起的光系统Ⅱ的二级结构变化。结果显示钙离子的丧失可导致部分α－螺旋结构向转角和折叠结构的转变,但补加钙离子后,只有转角结构能够得到恢复。     

大豆叶片状态转换过程中跨膜质子动力势的变化

用毫秒延迟发光(ms-DLE)研究大豆叶片在状态转换过程中跨膜质子梯度的变化情况. 用弱远红光诱导大豆叶片向状态Ⅰ转换时, 叶绿素室温荧光F_m/F_o和77K荧光F ₆₈₅/F₇₃₅基本不变, ms-DLE快相强度仅受到轻微促进. 用弱红光诱导叶片向状态Ⅱ转换时, F _m/F_o和F₆₈₅/F₇₃₅均呈先迅速下降再转向稳定的趋势, F_m/F_o下降的速度较F₆₈₅/F₇₃₅快; ms-DLE快相强度则是先迅速上升, 接着逐渐下降, 用去除质子梯度的解耦联剂尼日利亚菌素(nigericin)处理后, 快相强度的上升再下降的变化明显地受到抑制, 而用去除膜电位的缬氨霉素(valinomycin)处理后无显著影响. 这表明向状态Ⅱ转换时, ms-DLE快相强度的迅速上升主要与PSⅡ氧化水时向膜内侧释放的质子数量有关.     

Mn簇对光系统Ⅱ光抑制产生超氧自由基的影响

为了深入了解超氧自由基(Ｏ－·２)在光系统Ⅱ(Photosystem Ⅱ, PSⅡ)光抑制中的作用, 以5,5-二甲基-1-吡咯啉-N-氧化物(5,5-Dimethyl-1-Pyrroline-N-oxide, DMPO)为自旋捕获剂, 结合EPR波谱技术, 研究了PSⅡ对照和去Mn(羟胺处理)的PSⅡ颗粒在强光光抑制过程中产生随光照时间的变化. 发现Mn簇的存在与否对PSⅡ光抑制产生的动态过程有很大影响, 并对可能的机理进行了探讨. 这些发现, 对光抑制和PSⅡ结构和功能的关系研究有促进作用.     

受光抑制的大麦叶片特导Thionin的cDNA序列

Thionin(硫堇)是一类小分子量多肽.这种蛋白最早在小麦面粉中发现,随后在其它禾谷类作物和一些双子叶植物如十字花科的Crambe abyssinica的种子中也发现了类似的蛋白.1987年在大麦叶片、1993年在烟草花器中又发现了叶片和花特异的thionin.Thionin有以下几个特点:分子量小约500D,热稳定性高,带正电荷,巯基含量高.     

高等植物光系统复合物结构生物学研究进展

光合作用过程中,植物通过位于叶绿体中类囊体膜上的光系统II和光系统I及其他蛋白复合物将吸收的太阳能转化为化学能,并释放氧气。两个光系统均是由各自的核心复合物和外周捕光天线组成的多亚基膜蛋白色素复合体,并参与植物在不同光照环境的适应调节过程,了解这些复合物的结构有助于对光合作用分子机制的深入理解。文章系统总结了近期高等植物光系统II和光系统I及相关蛋白复合物的结构生物学研究进展。     

低渗胁迫导致杜氏盐藻光合机构向状态Ⅰ转换

研究了在黑暗中低渗胁迫对杜氏盐藻光合机构状态转换的影响. 当培养液中的NaCl浓度从1.5 mol/L突然降低到0.5 mol/L时, 杜氏盐藻的光合作用降低, 但呼吸作用被促进, 同时杜氏盐藻细胞内ATP含量在黑暗中明显增加. 与对照相比, 被胁迫细胞的77 K荧光F_PSⅡ/F_PSⅠ比值较高, 据此可以推测,当受低渗胁迫的杜氏盐藻细胞转移到光下时更多的激发能将被分配到PSⅡ. 低渗处理同时还会引起杜氏盐藻磷酸化的LHCP去磷酸化, 表明杜氏盐藻的光合机构在低渗胁迫下发生了向状态Ⅰ转换的过程, 这可能与黑暗中低渗处理促进呼吸作用及细胞内ATP含量增加有联系.     

温度影响集胞蓝藻PCC 6803叶绿素荧光在作用光关闭后短期上升的机制探讨

许多研究认为光系统I(PSI)循环电子传递的功能是提供ATP和产生质子动力势保护反应中心免受多余光能的破坏等,然而由于测定其反应较困难,人们对PSⅠ循环电子传递在活体内运转的机理尚欠了解.近年来,在C_4植物、C_3植物以及蓝藻中发现了作用光关闭后荧光短期上升现象(Post-illumination transient increase in chlorophyll fluorescence),认为这是由于NADPH等光下积累的还原产物还原质醌(PQ)所致,因而可以间接地反映PSⅠ循环电子传递,这就为活体内研究PSⅠ循环电子传递提供了简捷的研究手段.过去的工作已表明,单细胞集胞蓝藻(Synechocystis)PCC 6803在作用光关闭后荧光短期上升现象与类囊体膜上的NAD(P)H脱氢酶介导的PSⅠ循环电子传递有关,其显著程度受温度影响,但是温度影响的机制尚不清楚.Murata等的研究表明,光合放氧等光合电子传递等的Arrhenius图的活化能改变折点可以作为膜脂物理相变温度的指示.本文测定集胞蓝藻PCC 6803中反映PSⅠ循环电子传递速度的作用光关闭后荧光上升速度的Arrhenius图,比较和分析它与光合放氧的关系以及能增加膜脂流动性的乙醇的影响,我们的结果表明,PSⅠ循环电子传递与类囊体膜脂状态有着密切的关系.     

酒精和去甲肾上腺素引起的蟾蜍谢切诺夫抑制

伊万·米哈伊洛维奇·谢切诺夫于1862年发现中枢抑制, 表明刺激蟾蜍间脑或延髓会引起反射抑制, 但其分子机制尚待阐明. 本研究依照谢切诺夫抑制实验, 用酒精和去甲肾上腺素(noradrenalin, NA)以及其他神经递质刺激蟾蜍间脑, 发现急性施加酒精或去甲肾上腺素与谢切诺夫抑制相同, 会兴奋间脑并引起屈腿反射时的延长. 结果表明, α-肾上腺素受体应参与了中枢抑制的过程, 揭示急性施加酒精引发反射抑制的可能机制.     

南海放射虫与初级生产力的古海洋学转换关系

根据南海４６个调查站位的表层沉积物中放射虫群和上覆水体中初级生产力的分析测试结果,采用主分量因子分析与多元线性和非线性回归分析相结合的方法,初步探讨并建立了南海放射虫组合因子与初级生产力的转换函数。结果表明：南海放射虫组合与初级生产力的非线性转换函数公式具有较好的参数指标,其中因子分析的方差累计总贡献为８３．６％,共同度均大于０．９４０３４７;回归分析中的复相关系数为０．８４８８８,解释方差累计总     

硅基-钙钛矿叠层太阳能电池的光管理策略

硅基-钙钛矿叠层太阳能电池的研究进展迅速,两端叠层器件的最高效率在短短几年内就达到了29.8%,有效解决了硅太阳能电池效率受限于肖克利-奎伊瑟(Shockley-Queisser)极限而难以大幅度提升的问题.两端硅基-钙钛矿叠层器件的主要结构是由宽带隙的钙钛矿顶电池和窄带隙的硅基底电池组成,其中顶电池吸收高能光子,底电池吸收低能光子,达到扩大光吸收范围的作用.然而,由于硅基-钙钛矿叠层器件功能层多且器件结构较为复杂,光吸收过程中会产生多种吸光损失,光吸收的分配不合理也会导致无法充分利用入射的光子以达到最佳的器件效率.可靠的光管理策略是改善上述问题的有效方法,一方面通过钙钛矿的带隙调控等方式,对顶电池和底电池进行合理的光吸收分配,可以有效促进子电池间的电流匹配.另一方面,通过选择合适的功能层、构建陷光结构等方法有效减少寄生吸收、反射以及透射损失,提高入射光利用率,最终提高整体叠层器件的效率.本文首先介绍了光吸收损失的主要形式,然后从钙钛矿顶电池和硅基底电池两方面的光管理策略入手,总结分析目前领域内关于提高光吸收范围、优化光吸收分配、抑制光吸收损失等方面的研究工作进展,最后对目前仍然存在的...     

阿尔金走滑断陷盆地的确定及其与山脉的关系

阿尔金断裂带中段发育一种特殊的长条状盆地地貌, 其长宽比略大于50. 盆地两侧的长边界由直线型具走滑分量的正断裂控制, 盆地内分布新生代地层, 阿尔金主断裂通过盆地, 并在盆地内形成一系列走滑地貌. 以盆地为中心两侧为反向的逆冲构造, 使盆地两侧的由古老变质岩组成的地质体垂向挤出, 构成在盆地两侧且平行于盆地的长条形山体(山脉), 这种特殊地貌称之为走滑断陷盆地. 该巨型长条状走滑断陷盆地于上新世开始形成, 晚更新世时期其地貌特征基本形成, 它是阿尔金断裂带走滑变形过程中形成的特殊类型的地貌, 是转换挤压作用和隆升作用的共同结果.     

物光和参考光双加密的数字全息系统

实现了物光和参考光双加密的数字全息加密方法, 并从理论模拟和实验上分别验证了该方案, 其安全性远高于仅加密一束光时的情况. 使用双随机相位加密法加密了原始图像, 并使用随机相位片编码了参考光. 加密后的图像由CCD接收后再使用计算机处理. 此外, 在实验上检测了该系统的信噪比和容错性, 并计算得到系统的密钥长度高达6.3´10¹⁴.     

水稻中一个25 kD Bowman-Birk蛋白酶抑制剂的表达和抑制活性分析

水稻Bowman-Birk 蛋白酶抑制剂(RBBI)在体外是胰蛋白酶抑制剂, 有的有1 个同源结构域 (8 kD), 有的有2 个同源结构域(16 kD). 本研究发现, 在水稻体内存在带有3 个同源结构域的RBBI(25kD), 而且RBBI 受发育和伤害调控. 体外实验发现, 3:13 二硫键(而不是4:5 二硫键)可抑制胰蛋白酶的活性; 而RBBI3-1 的D3 结构域对胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、木瓜蛋白酶和枯草芽孢杆菌素没有抑制活性. 突变实验表明, 改变D1 结构域N 端的P1 位点(把Lys 突变为Leu)并不能获得对胰凝乳蛋白酶的抑制活性, 这表明RBBI3-1 的D1 结构域反应回环阻碍了P1 位点获得新的抑制活性; 而对胰凝乳蛋白酶的抑制活性可能还需要其他结构(比如3:13 二硫键)的参与.     

强光照处理菠菜叶片产生的交联聚合物中D1蛋白部分发生磷酸化

利用D1蛋白特异性抗体, 在强光照(800~2500 μmol photons·m^-2·s^-1)处理3 h的菠菜叶片类囊体膜中检测到4种D1蛋白聚合物, 它们的相对含量与处理时光照强度相关. 进一步分析表明, 70 kD聚合物为D1蛋白与CP43交联产物, 65和60 kD聚合物是D1蛋白与D2蛋白交联产物, 41 kD聚合物是D1蛋白与细胞色素b₅₅₉ α亚基交联物. 1000 μmol photons·m^-2·s^-1光照处理生成的D1/Cyt b₅₅₉聚合物最多, 光强增加时其含量下降. 磷酸化苏氨酸抗体Western blot分析结果显示, D1/Cyt b₅₅₉和D1/CP43聚合物中存在磷酸化蛋白; 外加磷酸酯酶处理后, 磷酸化的D1/Cyt b₅₅₉和D1/CP43聚合物减少. 上述结果表明, 强光照处理叶片引起D1蛋白与其他PSⅡ核心蛋白交联, 所生成的聚合物中部分D1蛋白以磷酸化形式存在.     

抑制表达谷氨酰胺合成酶基因对水稻氮代谢和生长发育的影响

从明恢63平衡化cDNA文库中获得水稻GS2基因的cDNA克隆, 通过基因克隆和农杆菌介导的水稻遗传转化方法将GS2基因导入中花11进行超量表达. 对获得的转基因植株进行生长表型和基因表达、生理生化指标测定与分析. 结果显示, T₁代转基因植株由于GS2的抑制表达出现黄化现象, 生长受到限制; 叶片叶绿素含量与GS2基因的表达量紧密相关; 植株中大多数氮代谢、叶绿素合成和光呼吸途径中相关基因表达量上升; 而植株的氮代谢水平下降, 包括GS活性、水溶性蛋白和氨基酸含量.