PSII的光化学特性和热稳定性的鲁梅克斯盐处理的叶片

合集下载

盐度对蛋白核小球藻生长、叶绿素荧光参数及代谢酶的影响

盐度对蛋白核小球藻生长、叶绿素荧光参数及代谢酶的影响

盐度对蛋白核小球藻生长、叶绿素荧光参数及代谢酶的影响佚名【摘要】以蛋白核小球藻820为实验材料,研究了3种盐度(15、30、45)对其生长、叶绿素荧光参数和两种代谢酶活性的影响,以了解该小球藻对盐度的适应能力.结果表明,蛋白核小球藻820的生长随盐度增加而变慢;而油脂含量随盐度增加而升高.叶绿素荧光参数中的PSII最大光能转化效率(Fv/Fm)、PSII实际光能转化效率(ΦPSII)、光化学淬灭系数(qP)随盐度升高下降,而非光化学淬灭系数(NPQ)随盐度升高而上升.超氧化物歧化酶(SOD)活性变化大致趋势是低盐和高盐下活性较高,碳酸酐酶(CA)活性则随盐度升高而降低,第5 d时45盐度是30盐度培养的0.43倍.因此,认为高盐一定程度地抑制了蛋白核小球藻的生长、叶绿素荧光参数和CA活性,但是促进了总脂含量和抗氧化酶SOD活性的提高.%Chlorella pyrenoidosa is a kind of important economic microalgae. In this paper, the effects of different salinity (15, 30 and 45) on the growth, total lipid content, chlorophyll fluorescence parameters and enzymic activities of C. pyrenoidosa 820 are investigated in order to understand how the alga responds to salinity. Results show that, with the increase of salinity, the growth speed of C. pyrenoidosa 820 decreases, but the lipid contents keep increasing. The chlorophyll fluorescence parameters of the maximal photochemical efficiency of PSII (Fv/Fm), actual photochemical efficiency of PSII (ΦPSII) and photochemical quenching (qP) declinee with the increasing salinity, whereas the non-photochemical quenching (NPQ) is enhanced with the increasing salinity. The superoxide dismutase (SOD) activities are higher under the 15 and 45 salinity than that of 30. Thecarbonic anhydrase (CA) activities are reversely propotional to the salinity increase, and CA activity of 45 is 43%of that of 30 salinity on the fifth day. These results suggest that the growth, chlorophyll fluorescence parameters and CA activity of C. pyrenoidosa are inhibited to a certain extent by the increased salinity, but the lipid content and SOD activity are enhanced to adapt the adverse salt environment.【期刊名称】《宁波大学学报(理工版)》【年(卷),期】2013(000)003【总页数】5页(P6-10)【关键词】蛋白核小球藻;盐度;叶绿素荧光;超氧化物歧化酶;碳酸酐酶【正文语种】中文【中图分类】Q513小球藻(Chlorella)为绿藻门普生性常见单细胞藻,是第一种被人工培养的微藻[1].在我国常见的种类主要有蛋白核小球藻(C.pyrenoidosa)、椭圆小球藻(C.ellipsoidea)、普通小球藻(C.vulgaris)、原始小球藻(C.protothecoides)等.小球藻含有丰富的蛋白质、多糖、不饱和脂肪酸、膳食纤维、维生素和微量元素等[2],具有很高的营养价值,是人类优良的保健食品和水产养殖饵料.小球藻生长因子(CGF)以及小球藻中高含量的EPA、DHA等不饱和脂肪酸使小球藻在医药、化工和食品等行业也有广泛应用.盐度是影响水生藻类生长繁殖的一个重要生态因子,盐胁迫会引起微藻生理生化和分子水平等一系列的变化.首先,盐胁迫可以干扰光合作用在内的一系列生理过程,从而抑制藻类生长和光合作用[3].盐度还可以影响藻类光合色素含量,如低盐有利于盐生杜氏藻(Dunaliella salina)叶绿素含量的提高,而高盐则增加了胡萝卜素含量[4]. 盐度胁迫主要是渗透胁迫和离子胁迫.渗透压力和钠离子毒性还可以引起活性氧(ROS)包括超氧自由基、过氧化氢、羟自由基等的形成,后者可以破坏线粒体和叶绿体的细胞结构.而超氧化物歧化酶(SOD)是生物体内第一个参与活性氧清除反应的重要保护酶[5],在抗氧化损伤中发挥着重要作用.在较低盐度范围内,随着 NaCl浓度的提高,盐藻SOD活性显著增强[6].但杜氏藻D.tertiolecta中的不同抗氧化酶和抗氧化底物对盐度的响应则不同[7].盐度逆境也影响了藻类碳氮代谢等基础代谢活动.碳酸酐酶(CA)是一种广泛存在于动植物体内的重要酶类,负责催化CO2与的转化,参与生物体诸多生理过程,如光合作用、呼吸作用、CO2和离子运输、钙化作用和酸碱平衡等[8-9].CA活性的高低可反映出藻细胞无机碳利用情况,不同盐度对藻类CA活性也有着直接影响[10]. 笔者使用盐度耐受范围比较广的蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)820为实验材料,研究了不同盐度对藻生长和叶绿素荧光参数的影响,并结合不同盐度培养下藻细胞的SOD和CA活性变化,探讨适合小球藻生长和碳代谢的盐度,了解小球藻对盐度环境的适应能力,为增强小球藻抗逆性,提高其无机碳利用和生物量等提供基础资料.1.1 藻种与培养本实验所用藻种为蛋白核小球藻(C.pyrenoidosa)820,来自宁波大学海洋生物工程重点实验室藻种室.用分别添加不同NaCl浓度的3种盐度(15、30、45)人工海水培养基培养,每个浓度设置3个平行.培养温度为25℃,光照强度为3500klx,光暗周期为12L:12D.1.2 实验方法(1)生长曲线制作:从第1 d到第15 d,每天取样测定藻液的 OD440吸光值,再按照藻细胞数与OD440标准曲线公式0.996 0),计算出相应OD值对应的小球藻细胞数,制作藻细胞的生长曲线.(2)总脂含量测定:以5000r·min-1离心收集平台期小球藻,冷冻干燥后取10mg干藻粉,参照香草醛比色法测定其总脂含量[11].(3)叶绿素荧光参数的测定:用Water-PAM水样叶绿素荧光仪(Walz,Germany)进行叶绿素荧光参数的测定.测量前将微藻样品暗适应15min,再利用水样叶绿素荧光仪发出的强饱和光激发,测量不同盐度下的荧光参数:PSII最大光能转化效率(Fv/Fm)、PSII实际光能转化效率(ΦPSII)、光化学淬灭系数(qP)和非光化学淬灭系数(NPQ).(4)超氧化物歧化酶(SOD)活性测定:参考朱广廉等氮蓝四唑法[12]测定SOD活力,以抑制氮蓝四唑光还原的50%为1个酶活力单位.(5)碳酸酐酶(CA)活性测定:采用pH计法,参照Wilbur和Anderson方法[13],并稍做改进.(6)数据处理:数据均采用Excel软件作图.2.1 不同盐度对蛋白核小球藻生长的影响小球藻在不同盐度培养基中生长情况如图 1所示.图1显示,3种盐度培养蛋白核小球藻均可以正常生长,只是随着盐度的增加生长速度变慢.其中,低盐(15)培养藻生长最快,其次是正常盐度(30),最慢的是高盐(45)培养.初始接种量相同,生长到第15d,低盐和高盐的细胞数分别是正常盐度(30)培养的1.04倍和0.83倍.可见,在此盐度范围内,该小球藻均能较快生长,说明本实验用小球藻的盐度适应范围较广.2.2 不同盐度对蛋白核小球藻总脂含量的影响盐度不仅可影响藻类生长,还影响藻类的生化组成.蛋白核小球藻820在不同盐度培养中的总脂积累情况见表1.由表1可见,不同盐度影响了小球藻总脂的积累,随着盐度升高蛋白核小球藻820总脂含量增加.低盐(30)条件下小球藻总脂含量最低,为22.44%,是正常盐度下总脂含量的0.87 倍,而高盐培养的总脂含量是正常盐度条件下的1.36倍.可见高盐度促进了该小球藻的总脂积累.2.3 不同盐度对蛋白核小球藻叶绿素荧光参数的影响蛋白核小球藻820的PSII最大光能转化效率(Fv/Fm)、PSII实际光能转化效率(ΦPSII)、光化学淬灭系数(qP)和非光化学淬灭系数(NPQ)随培养时间的变化如图2所示.从图中可知,不同盐度对4个叶绿素荧光参数的影响不同,其中Fv/Fm、ΦPSII 和qP均随着培养时间的增加呈现出先升后降趋势,并且随盐度升高而降低.而 NPQ 则随着盐度的升高和盐胁迫时间的延长而增加.2.4 不同盐度对蛋白核小球藻SOD活性的影响不同盐度培养的蛋白核小球藻SOD活性变化如图3所示.从图中可见,SOD活性随时间增加大致表现出“降—升—降”的过程,即在培养的前2h,SOD活性先稍有降低,在2~20h阶段SOD活性不断上升,在20h时SOD活性最高,20~72h阶段SOD活性又降低.不同盐度对SOD活性的影响较复杂,但大致趋势是低盐和高盐培养 SOD活性要高于正常盐度培养,这可能与高低盐胁迫下藻体内产生较多的活性氧自由基,因此诱导了 SOD酶活性的增加,以抵御和适应盐度逆境条件有关.2.5 不同盐度对蛋白核小球藻CA活性的影响图4是不同盐度条件下蛋白核小球藻碳酸酐酶活性变化情况.从图4可见,CA活性随着培养时间的延长经历了先升再降的变化过程,即在培养的第5 d,蛋白核小球藻820 CA活性达到最高值(前2d由于培养初期藻密度低,酶活性低,所以未测出).盐度对蛋白核小球藻碳酸酐酶活性影响是随着盐度升高CA活性降低.其中在酶活性最高的第5d,低盐(15)是正常盐度培养的1.99倍;而高盐(45)则为30盐度培养的0.43倍.3.1 盐度对微藻生长和油脂积累的影响盐度是影响水生藻类生长繁殖的一个重要环境因素,过低或过高盐度都会影响微藻生长和生化组成.关于盐度对微藻总脂积累的影响,多数结果表明,适当增加盐分可促进微藻的脂类含量[14].如在淡水培养小球藻中,不同盐度对小球藻油脂积累有不同程度的促进作用[15-16].而在耐盐绿藻杜氏藻D.tertiolecta中,其总脂含量从0.5mol·L-1NaCl培养的60%增加到1.0mol·L-1NaCl的67%[17].本研究结果也表明高盐度促进了微藻脂类积累.3.2 盐度对微藻叶绿素荧光参数的影响叶绿素在光能的吸收、传递和转换过程中起着非常重要作用.叶绿素荧光分析技术就是一种以光合作用理论为基础、利用植物体内叶绿素作为天然探针,研究和探测植物光合生理状况及各种外界因子对其细微影响的新型植物活体测定和诊断技术[18],其中常用几个重要叶绿素荧光动力学参数有PSII最大光能转化效率(Fv/Fm)、PSII实际光能转化效率(ΦPSII)、光化学淬灭(qP)和非光化学淬灭(NPQ)等.这些叶绿素荧光参数与光合作用的各反应过程密切相关,任何逆境条件对光合作用的影响都可通过叶绿素荧光诱导动力学反映出来[19].文中结果与大多数藻类在盐胁迫逆境中的结果一致,如塔胞藻和小新月菱形藻中的相关研究结果表明在高盐度下藻细胞的荧光动力学参数Fv/Fm、ΦPSII、qP低于正常海水,而NPQ却随着盐度升高而上升[20-21].这与非光化学淬灭是一种自我保护机制,对光合结构具有一定的保护作用相关[22].3.3 盐度对微藻SOD活性的影响SOD作为生物体内第一个参与活性氧清除反应的重要保护酶[5],在抗氧化物酶类中处于重要地位.SOD的主要功能是将超氧化物阴离子自由基(2O−)快速歧化为过氧化氢(H2O2)和分子氧;H2O2再在过氧化氢酶(CAT)和其它过氧化物酶(如APX)等的作用下转变为水和分子氧.不同植物物种在盐胁迫中SOD活性变化并不完全相同.高等植物中多数研究表明,盐度可以增加SOD的活性,也可以不改变其酶活[7].在藻类中也是如此,笔者的结果是高盐一定程度地增加了SOD活性;而杜氏藻D.tertiolecta在0.05~3mol·L-1整个盐度范围内,其SOD活性没有变化[7].3.4 盐度对微藻碳酸酐酶活性的影响碳酸酐酶(CA)是二氧化碳浓缩机制(CCM)的重要组成成分,在微藻无机碳转运过程中发挥着重要作用.碳酸酐酶活性变化将影响微藻光合作用中可利用无机碳浓度.CA 属于诱导酶类,其活性高低受无机碳浓度、盐度、Zn2+等环境因子的影响.本研究结果表明,CA活性受高盐抑制,该结果与其它微藻中研究结果一致.如盐生杜氏藻在5~ 20盐度的低渗培养基中培养时,其胞外CA活性显著降低[10];而小新月菱形藻中胞外CA活性也是随盐度升高而逐渐降低[21].【相关文献】[1] 胡开辉,汪世华.小球藻的研究开发进展[J].武汉工业学院学报,2005,24(3):27-30.[2] 杨鹭生,李国平,陈林水.蛋白核小球藻粉的蛋白质、氨基酸含量及营养价值评价[J].亚热带植物科学,2003,32(1):36-38.[3] Xia J R,Li Y J,Zou D H.Effect of salinity stress on PSII inUlva lactucaas probed by chlorophyll fluorescence measurements[J].Aqua Bot,2004,80:129-137.[4] 王培磊,袁子懿.盐度对盐生杜氏藻生长及其色素积累的影响[J].水产科学,2009,28(2):71-74.[5] McCord J M,Fridovich I.Superoxide dismutase:An enzymic function for erythrocuprein (hemocuprein)[J].J Biol Chem,1969,224:6049-6055.[6] 郭金耀,杨晓玲.盐藻超氧化物歧化酶分子类型鉴定[J].水产科学,2011,30(5):298-300.[7] Jahnke L S,White A L.Long-term hyposaline and hypersaline stresses produce distinct antioxidant responses in the marine algaDunaliella tertiolecta[J].J PlantPhysiol,2003,160:1193-1202.[8] Henry R E.Multiple roles of carbonic anhydrase in cellular transport and metabolism[J].Annu Rev Physiol,1996,58:523-538.[9] Badger M R,Price G D.The role of carbonic anhydrasein photosynthesis[J].Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol,1994,45:369-392[10] Liu W,Ming Y,Li P,et al.Inhibitory effects of hypoosmotic stress on extracellular carbonic anhydrase and photosynthetic efficiency of green algaDunaliella salinapossibly through reactive oxygen species formation[J].Plant Physiol Biochem,2012,54:43-48.[11] 丛峰,孙雪,徐年军.几种小球藻油脂含量检测方法的比较及优化[J].宁波大学学报:理工版,2012,25(1):20-23.[12] 朱广廉,钟海文,张爱琴.植物生理学试验[M].北京:北京大学出版社,1990:37-40.[13] Wilbur K M,Anderson N G.Electrometric and colorimetric determination of carbonic anhydrase[J].J Biol Chem,1948,176:147-154.[14] Harwati T U,Willke T,Vorlop K D.Characterization of the lipid accumulation in a tropical freshwater microalgaeChlorococcumsp.[J].Bioresource Technology,2012,121:54-60.[15] 黄冠华,陈锋.环境因子对异养小球藻脂肪酸组分含量和脂肪总酸产量的影响[J].可再生能源,2009,27(3):65-69.[16] 张桂艳,温小斌,梁芳,等.重要理化因子对小球藻生长和油脂产量的影响[J].生态学报,2011,31(8):2076-2085.[17] Takagi M,Karseno,Yoshida T.Effect of salt concentration on intracellular accumulation of lipids and triacylglyceride in marine microalgaeDunaliellacells[J].J BiosciBioeng,2006,101(3):223-226.[18] 赵会杰,邹奇,余振文.叶绿素荧光分析技术及其在植物光合机理研究中的应用[J].河南农业大学学报,2000,34(3):248-251.[19] 梁英,冯力霞,尹翠玲,等.叶绿素荧光技术在微藻环境胁迫研究中的应用现状及前景[J].海洋科学,2007,31(1):71-77.[20] 梁英,冯力霞,田传远,等.盐胁迫对塔胞藻生长及叶绿素荧光动力学的影响[J].中国海洋大学学报,2006,36(5):726-732.[21] 余锦兰,夏建荣,邹永东.小新月菱形藻碳酸酐酶活性和光合作用对高盐度胁迫的响应[J].水产学报,2011,35(4):515-523.[22] 张守仁.叶绿素荧光动力学参数的意义与讨论[J].植物学通报,1999,16(4):444-448.。

太阳能分解水制氢气和氧气研发成功

太阳能分解水制氢气和氧气研发成功

龙源期刊网
太阳能分解水制氢气和氧气研发成功
作者:
来源:《能源研究与信息》2014年第03期
中国科学院大连化学物理研究所发布消息称,该所的人工光合研究项目实现了利用太阳光分解水制氢气和氧气的反应,使“利用人工光合系统生产洁净太阳能燃料”的构想成为可能.中国科学院李灿院士说“建立自然光合和人工光合的复合体系,利用太阳能直接分解水放出氧气和氢气.其中高能量的氢气燃烧后生成水,整个体系清洁可生”.叶绿体中类囊体膜上的光系统酶(PSI、PSII)是光合作用中吸收光能和光电转换的重要机构.研发团队在最新研究中成功构建了植物PSII和半导体光催化剂的自组装光合体系,将装有催化剂的烧瓶置于户外阳光下,可以分解水释放氢气.
研究还发现,PSII膜片段可以通过自组装方式结合在无机催化剂表面,PSII氧化水产生的电子通过界面传递离子对并将电子转移到半导体催化剂表面参与质子还原产氢反应.这一研究成果为进一步发展自然-人工杂化的太阳能高效光合体系提供了思路.。

PI聚酰亚胺简介

PI聚酰亚胺简介

PI (聚酰亚胺)简介GCPI(聚酰亚胺)简介热塑性聚酰亚胺树脂(Polyimide),简称PI树脂)是热塑性工程塑料。

它属耐高温热塑性塑料,具有较高的玻璃化转变温度(243℃)和熔点(334℃),负载热变型温度高达260℃(30%玻璃纤维或碳纤维增强牌号),可在250℃下长期使用,与其他耐高温塑料如PEEK、PPS、PTFE、PPO等相比,使用温度上限高出近50℃;PI树脂不仅耐热性比其他耐高温塑料优异,而且具有高强度、高模量、高断裂韧性以及优良的尺寸稳定性;PI树脂在高温下能保持较高的强度,它在200℃时的弯曲强度达24MPa左右,在250℃下弯曲强度和压缩强度仍有12~13MPa;PI树脂的刚性较大,尺寸稳定性较好,线胀系数较小,非常接近于金属铝材料;具有优异的耐化学药品性,在通常的化学药品中,只有浓硫酸能溶解或者破坏它,它的耐腐蚀性与镍钢相近,同时其自身具有阻燃性,在火焰条件下释放烟和有毒气体少,抗辐射能力强;PI树脂的韧性好,对交变应力的优良耐疲劳性是所有塑料中最出众的,可与合金材料媲美;PI树脂具有突出的摩擦学特性,耐滑动磨损和微动磨损性能优异,尤其是能在250℃下保持高的耐磨性和低的摩擦系数;PI树脂易于挤出和注射成型,加工性能优异,成型效率较高。

此外,PI还具有自润滑性好、易加工、绝缘性稳定、耐水解等优异性能,使得其在航空航天、汽车制造、电子电气、医疗和食品加工等领域具有广泛的应用,开发利用前景十分广阔。

PI (聚酰亚胺)主要特性GCPI(聚酰亚胺)主要特性热塑性聚酰亚胺树脂(PI)的综合性能,非常优秀,它具有抗腐蚀、抗疲劳、耐高温、耐磨损、耐冲击、密度小、噪音低、使用寿命長等特点,优良的高低温性能(长期-269℃---280℃不变形);在极广温度范围内保持长期的耐蠕变和耐疲劳性;在280°C (512°F) 下有足够高的抗拉强度和弯曲模量;改进的耐压强度;对化学品、溶剂,润滑油和燃料的超常抗力,密封性好;固有的阻燃性、无烟尘排放性;噪音低,自润滑性能好, 可无油自润滑;热膨胀系数低;密度小,硬度高;吸水率低;良好的电气性;极好的抗水解性能;有粉末状或颗粒状两种类型供选,另外还有例如板材,棒材和管材等半成品。

叶绿素荧光原理与PHYTO-PAM的应用-自来水厂

叶绿素荧光原理与PHYTO-PAM的应用-自来水厂

PAM测量的荧光曲线——饱和Fm =(Fm-Fo)/Fm : PS II的最大光化学量子产量 • 高等植物一般在0.8-0.84之间 • 当植物或藻类受到胁迫(Stress)时,Fv/Fm显著下 降! • ΦPS II=(Fm’-Fs)/Fm’=ΔF/Fm’=qP·Fv’/Fm’ : PS II光化学能量转换的有效量子产量, PS II有效 光化学量子产量 • 不需暗适应,不需测定Fo’,适合野外调查
PhytoWin的7个功能窗——5 Settings:仪器参数设置窗
PhytoWin的7个功能窗——6 Reference:显示/测量蓝藻、绿藻和硅/甲 藻的参考图谱
PhytoWin的7个功能窗——7 Delta F:基于可变荧光的特殊测量模式, 可以测量“光合有效叶绿素”
开始测量时
结束测量时
叶绿素荧光参数
• qP=(Fm’-Fs)/Fv’=1-(Fs-Fo’)/(Fm’-Fo’) :光化学淬灭 • 即由光合作用引起的荧光淬灭,反映了光合活性的高低
• 非光化学淬灭
• qN=(Fv-Fv’)/Fv=1-(Fm’-Fo’)/(Fm-Fo) • NPQ=(Fm-Fm’)/Fm’=Fm/Fm’-1 ,不需测定Fo’,适合野外 调查 • qN或NPQ反映了植物耗散过剩光能为热的能力,反映了植 物的光保护能力

谢 谢!
walz@ zg_han@
叶绿素荧光原理 与PHYTO-PAM的应用
泽泉科技有限公司
光系统与光合作用 基本过程
光合作用作为地球上最重要的化学反应,主 要在绿色植物叶肉细胞的叶绿体内进行
光合作用过程
光反应
暗反应
光合膜的结构
PS II
Cytb6/f
PS I

水胁迫对PSII的光化学过程和小麦的耐热性的影响

水胁迫对PSII的光化学过程和小麦的耐热性的影响

水胁迫对PSII的光化学过程和小麦的耐热性的影响Effects of water stress on photosystem II photochemistry and its thermostability in wheat plants摘要调制叶绿素荧光仪,快相诱导动力学和多相荧光瞬变动力学(OJIP),被用于评估水胁迫和热(25–45 °C)胁迫时小麦PSII的光化学效应。

水胁迫对PSII的最大量子产额(Fv/Fm)无影响,暗适应下叶子的快相荧光诱导动力学和多相荧光瞬态动力学,表明水胁迫对PSII的原初反应无影响。

可是,在光适应下的叶子,水胁迫会通过打开PSII反应中心和PSII电子传递的量子产额降低激发能的效率,增强非光化学淬灭,对光化学淬灭无影响。

这表明水胁迫改变了光适应下叶子的PSII光化学效率,这些变化可能是下调光合作用电子传递的一个机制,从而适应CO2同化的降低。

另外,水胁迫也会改变PSII对热胁迫的反应。

当温度超过35°C时,水胁迫的叶子PSII的耐热性显著增强。

这反应比起正常的叶子,在水胁迫的叶子里Fv/Fm qP, Fv’/Fm’和φPSII的降低。

中等胁迫组和严格水胁迫组的植物的荧光参数无显著性差异,表明中等胁迫组和严格胁迫组对PSII的耐热性起相同的作用。

已发现PSII的耐热性增强可能与高温下水胁迫植物的放氧复合体和反应中心的耐受力提高相关。

引言许多研究表明水胁迫时光合作用降低可能与光化学过程的变化有关。

PSII对水胁迫非常敏感,一些体内实验已证明水胁迫会导致PSII的放氧复合体和反应中心受损。

另一方面,一些研究表明,水胁迫造成的CO2依赖型O2释放过程和CO2同化的抑制,可以通过高浓度的外源CO2恢复,表明在水胁迫的情况下,不是光化学过程的变化造成CO2同化抑制,而是气孔在CO2同化降低起主要作用。

这个结论被PSII光化学很难被水胁迫影响的事实进一步证实。

一种利用外源ABA提高盐胁迫下黄瓜幼苗叶片PSII光化学效率的方法[发明专利]

一种利用外源ABA提高盐胁迫下黄瓜幼苗叶片PSII光化学效率的方法[发明专利]

专利名称:一种利用外源ABA提高盐胁迫下黄瓜幼苗叶片PSII 光化学效率的方法
专利类型:发明专利
发明人:李秀秀,林雪乔,刘明媚
申请号:CN201910240730.1
申请日:20190328
公开号:CN110037024A
公开日:
20190723
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明首次发现浓度为10‑20mg/L外源ABA可以有效提高盐胁迫下黄瓜幼苗叶片最大光化学效率(Fv/Fm)和PSII实际光化学效率,降低盐胁迫下非调节性热耗散(NO);外源ABA显著增强盐胁迫下黄瓜幼苗叶片的光耐受能力和电子传递能力,降低了光损伤程度。

申请人:济南大学
地址:250022 山东省济南市市中区南辛庄西路336号
国籍:CN
代理机构:济南誉丰专利代理事务所(普通合伙企业)
代理人:李茜
更多信息请下载全文后查看。

植物生理学重点课后习题及名词解释

植物生理学重点课后习题及名词解释

植物生理学重点课后习题及名词解释第一章植物的水分生理2.从植物生理学角度,分析农谚“有收无收在于水”的道理。

答:水,孕育了生命。

陆生植物是由水生植物进化而来的,水是植物的一个重要的“先天”环境条件。

植物的一切正常生命活动,只有在一定的细胞水分含量的状况下才能进行,否则,植物的正常生命活动就会受阻,甚至停止。

可以说,没有水就没有生命。

在农业生产上,水是决定收成有无的重要因素之一。

水分在植物生命活动中的作用很大,主要表现在4个方面:水分是细胞质的主要成分。

细胞质的含水量一般在70~90%,使细胞质呈溶胶状态,保证了旺盛的代谢作用正常进行,如根尖、茎尖。

如果含水量减少,细胞质便变成凝胶状态,生命活动就大大减弱,如休眠种子。

水分是代谢作用过程的反应物质。

在光合作用、呼吸作用、有机物质合成和分解的过程中,都有水分子参与。

水分是植物对物质吸收和运输的溶剂。

一般来说,植物不能直接吸收固态的无机物质和有机物质,这些物质只有在溶解在水中才能被植物吸收。

同样,各种物质在植物体内的运输,也要溶解在水中才能进行。

水分能保持植物的固有姿态。

由于细胞含有大量水分,维持细胞的紧张度(即膨胀),使植物枝叶挺立,便于充分接受光照和交换气体。

同时,也使花朵张开,有利于传粉。

5.植物叶片的气孔为什么在光照条件下会张开,在黑暗条件下会关闭?保卫细胞细胞壁具有伸缩性,细胞的体积能可逆性地增大40~100%。

保卫细胞细胞壁的厚度不同,分布不均匀。

双子叶植物保卫细胞是肾形,内壁厚、外壁薄,外壁易于伸长,吸水时向外扩展,拉开气孔;禾本科植物的保卫细胞是哑铃形,中间厚、两头薄,吸水时,横向膨大,使气孔张开。

保卫细胞的叶绿体在光下会形成蔗糖,累积在液泡中,降低渗透势,于是吸水膨胀,气孔张开;在黑暗条件下,进行呼吸作用,消耗有机物,升高了渗透势,于是失水,气孔关闭。

第二章植物的矿质营养植物生理学9.根部细胞吸收的矿质元素通过什么途径和动力运输到叶片?答:根部细胞吸收矿质元素的途径是:1.离子吸附在根部细胞表面。

棉花花铃期低温对叶片PSI和PSII光抑制的影响

棉花花铃期低温对叶片PSI和PSII光抑制的影响

作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2017, 43(9): 1401-1409 /ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9E-mail: xbzw@本研究由国家自然科学基金项目(U1203283)资助。

This study was supported by the National Natural Science Foundation of China (U1203283).*通讯作者(Corresponding author): 张旺锋, E-mail: zhwf_agr@, Tel: 0993-*******第一作者联系方式: E-mail: 156********@, Tel: 156********Received(收稿日期): 2017-01-10; Accepted(接受日期): 2017-05-10; Published online(网络出版日期): 2017-05-25. URL: /kcms/detail/11.1809.S.20170525.1021.004.htmlDOI: 10.3724/SP.J.1006.2017.01401棉花花铃期低温对叶片PSI 和PSII 光抑制的影响肖 飞1 杨延龙2 王娅婷2 马 慧2 张旺锋2,*1石河子大学生命科学学院, 新疆石河子832003; 2石河子大学农学院 / 新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室, 新疆石河子 832003摘 要: 选用陆地棉(Gossypium hirsutum L.)品种新陆早45号, 在室外盆栽至开花结铃期后, 移至人工气候室, 模拟新疆棉花花铃期易出现的低温逆境条件, 设置处理T (16℃/10℃, 昼/夜), 以常温(30℃/18℃, 昼/夜)处理作为对照, 采用叶绿素荧光和P700同步测定技术, 研究低温对棉花花铃期叶片光合机构PSII 能量分配、PSI 氧化还原状态及环式电子传递流的影响。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

PSII的光化学特性和热稳定性的鲁梅克斯盐处理的叶片综述进行了研究,利用叶绿素荧光,快速荧光诱导动力学和多相荧光瞬态,确定鲁梅克斯影响盐处理和热胁迫对PSⅡ的光化学叶子。

盐处理是通过添加不同浓度的NaCl溶液的从50到200 mmol / L的热胁迫诱导植物叶片暴露在温度范围从29至47 °C的对照植株生长无NaCl处理。

这项研究获得的数据表明,NaCl处理单无荧光效应对PSII的最大光化学或叶绿素的多相上升。

然而,NaCl处理修改')热应激调频叶片PSⅡ的光化学在鲁梅克斯,小热诱导减少光化学猝灭(qP),效率开放激发能捕获这是体现一个PSII反应中心的效率(Fv'/,和之ΦPSII)量子产量PSII的电子传递(。

数据还表明,NaCl处理损害了质量保证的影响热应激对从电子转移的能力-到QB。

此外,NaCl处理促进了热)抗O2 -的演变复杂(嗅鞘细胞。

总之,NaCl处理增强了PSⅡ的热稳定性的影响。

关键词:叶绿素荧光-热应力- 鲁梅克斯-盐处理-热缩略语:调频=适应叶片最大荧光暗。

-调频'=适应后的最大荧光的光。

-为适应叶=最小荧光暗。

-呋喃=稳态荧光。

- Fv / Fm值= PSⅡ的最大光化学在暗适应叶。

-抗体'/ Fm的'= PSⅡ的最大光化学在光适应状态,这等于公开PSII反应中心的激发能捕获效率。

- NPQ =非光化学猝灭叶绿素荧光。

-嗅鞘细胞= O2 -的演变复杂。

-私人秘书=光二。

-之ΦPSII=电子传递对PSII量子产量。

-光化学猝灭系数qP的=。

-质量保证=主质体醌受体。

- QB系列=第二质体醌受体简介植物领域常常遇到多种环境压力同时进行。

盐度是光合作用之一,最常见的环境压力。

私人秘书是众所周知的发挥贝克1991年)的一个关键的作用,以响应这种压力的光合作用(。

已经做了许多工作,以便更好地了解如何PSII的反应对盐胁迫的,但结果都相当矛盾的。

一些表明:盐胁迫抑制PSII活性(Bongi和洛雷托1989年,Belkhodja等。

1994年,埃弗拉德等。

1994)。

有些表明,光合作用下降是由于生化过程的扰动。

其它研究显示盐胁迫诱导1998)气孔关闭的主导因素是阻碍光合作用(Delfine等。

和其他一些研究甚至表明,PSⅡ的最大光化学没有Brugnoli 受盐胁迫(比约克曼和1992年,莫拉莱斯等。

1992年)。

许多研究也进行了调查的影响及其相互作用的组合应力环境对植物,以及。

据报道,环境组合的压力可能会加剧或拮抗效应(奥斯蒙德等。

1986年),和盐胁迫一般会危及1986年)在高等植物的光合能力(长期和贝克,将多余的光叶暴露。

因此,对PSII的光损伤,即使在光线会发生中度(周1994)。

另据报道,水分胁迫提高了),热稳定性PSII的小麦植株(陆和张1998年。

此外,盐胁迫往往伴随着高温,特别是在干旱和半干旱地区。

这是表明,在光合机构,PSII的是最热敏感复杂。

日益复杂的温度导致堵塞的PSⅡ反应中心的一个,然后收获核心的PSII的光到离中央的天线色素蛋白复合物(阿蒙等。

1978年,古纳里斯等。

1984年)。

但是,只有信息可PSII的应力的响应相结合的盐和热量。

本研究的目的是进一步了解了盐的组合效应和热胁迫对PSⅡ的相互作用及其影响。

鲁梅克斯,杂交酸模一个tianschaious patientia ×河,被用于这项研究。

鲁梅克斯是在夏季气温高盐与宽容的饲料作物含量高,其中叶蛋白,用于中国西北地区的经验进行填海往往盐土植物在哪里。

材料与方法植物材料和治疗鲁梅克斯苗木(鲁梅克斯patientia ×河tianschaious)生长在外地。

幼苗呈现出均匀的增长模式转移至盆,15厘米,直径和高度都溶液,含1 / 2霍格兰营养。

溶液的pH值的营养调整为5.7和盆解决方案:在每两天被刷新。

壶是置于密度)与PFD的温室条件(光子通量约为500μmol·并购- 2 · s - 1和一个日/夜温30/25 ° C的氯化钠添加到最终建立四个层次的50 mmol / L时,为100mmol / L时,150 mmol / L和200 mmol / L的的浓度增加了为50mmol / L的每两天,直至达到其最终浓度。

两个星期后,最终浓度达成,扩大了最新的全面叶片作为实验材料。

热应激不同层次的强加英国)以树叶在黑夜中一台便携式光合作用系统CIRAS - 1(聚丙烯系统。

叶片被安置在一试管的CIRAS和叶气温增量通过CIRAS温度控制,温度控制装置,在此期间各1个15分钟。

叶绿素荧光,然后测量在30 ° C测量气体交换和水分状况叶片气体交换是衡量CIRAS - 1。

叶照耀下的CIRAS - 1 - 1光源S与PFD的·并购的500μmol- 2 °,30 ° C和380 - 1的二氧化碳浓度μmol·摩尔。

光合作用(净二氧化碳同化率)测量时,二氧化碳的吸收是稳定的。

水势(Ψw)是衡量一个人力资源- 33 - tr的露点微伏(Wescor,美国)后,叶盘的平衡在2小时的会议厅。

渗透势(ΨS)是衡量一个5520蒸气压渗压计(Wescor,美国)后收集细胞液根据Bajji等。

(2001年)。

矿物含量分析叶干和酸消化在浓硝酸,高氯酸(2:1,五/ V)的混合物。

钠含量是衡量一个原子吸收分光光度计(AA6400,岛津,日本),氯化)的电位测定法(Chapman和普拉特1961年。

叶绿素荧光分析叶绿素荧光是衡量一个柔性制造系统- 2个脉冲调制荧光仪(Hansatech,英国)。

最小荧光(Fo)测定弱调制的光芒,这是足够低,不引起任何重大的可变荧光。

0.8 s光饱和8000μmol·并购- 2 ·s - 1的是用于暗适应叶确定的最大荧光(Fm)。

然后,叶照亮一- 1作用光500μmol·并购- 2 ·森。

当叶片达到稳定状态光合作用,稳态荧光(Fs)的记录,第二0.8 s饱和·灯具8000μmol米- 2 · s - 1的被赋予了最大荧光(Fm')在确定lightadapted状态。

光化灯并关闭;的')最小荧光的光适应状态(确定的是照明的三分球远红光。

下面的参数,然后计算:(1)qP的,光化学猝灭系数qP值=(Fm' -呋喃)/(Fm' - FO的'),(2)抗体'/ Fm的',小学最大光化学量子产量在光适应状态,这等于中心激发能捕获效率公开PSII反应,抗体'/ Fm的'= 1 - FO的'/ Fm的';(3)之ΦPSII,量子之ΦPSII产量PSII的电子传递,= 1-Fs/Fm',这等于抗体产品qP和'/ Fm的'(Genty等1989。

)(4)NPQ,非光化学荧光猝灭叶绿素,NPQ =(调频调频')/ Fm的'。

测量的快速荧光诱导动力学快速荧光诱导动力学测定光适应叶弱红色照亮了黑暗,(加入50μmol·并购- 2 · s - 1的)。

为了避免任何不完全的黑暗中再氧化池的质体醌,对暗适应叶照亮弱远红光用于测量前的5秒。

测量的荧光多相崛起一个植物效率分析仪(Hansatech,英国)是用来测量荧光多相短暂上升之后,等人的程序,斯特拉瑟。

(1995年)。

诱导的瞬态光照明红(3000μmol·并购- 2 · s - 1的)在暗适应叶。

荧光瞬态记录在每秒读数时间跨度10μ至2 10 5秒的速率在2ms的数据采集和此后每10秒3。

与P中间语调钾,J号,我是一个对数尺度绘制时间。

最初的叶绿素荧光能级瞬态反映了所有在澳最小的荧光分子的质量保证国家产量的一氧化。

对应的P级到QA分子还原态的所有东西。

Ø步骤J和我之间发生O和一步一步到J阶段体育到减少造成的质量保证质量保证-而且是与PSⅡ的原初光化学反应。

中间步骤的最后一步,我和P存在反映了快速和慢速减少电能质量中心,以及不同的氧化还原反应中心国(斯特拉瑟等。

1995年)。

结果处理对盐对水的状态,离子含量,光合作用NaCl溶液浓度增加显着促进中摄取的钠+和Cl -。

分析表明,mmol / L的NaCl浓度范围在0-200的解决办法是德国之声与·g - 1的一个Na +吸收范围为0.025 - 2.848 mmol / L的,并配有0.113.384 mmol氯吸收范围/ L ·的g - 1的数据仓库。

氯吸收略有+较高的比娜在被调查的NaCl浓度范围(图1甲)。

同时发生,盐治疗诱导Ψs)显着降低,叶片水势(Ψw)和渗透势(。

在为50mmol / L的NaCl处理对光合作用的影响不显着。

但是,光合作用显着下降与解决方案进一步提高氯化钠含量的影响。

在200 mmol / L的NaCl处理叶片的净光合速率(Pn)下降到3.5μmol二氧化碳·并购- 2 · s - 1时和气孔导度(Gs),72 mmol ·并购水- 2 · s - 1的,显着高于叶下控制的,220 mmol ·并购水- 2 · s - 1的(图一C)。

然而,对于盐处理过,调频没有显着影响,和Fv / Fm,在(Fig.1D)PSII的最大光化学效率。

图1。

盐胁迫*治疗电导(钠的内容(*)和氯化物(*)(一),叶水势(*)和渗透势(*)(乙),净光合速率(*)ûandstomatal )(丙),最小荧光(Fo,*),最大荧光(Fm,*)和PSⅡ的最大光化学在暗适应叶/ Fm和*)(D)在鲁梅克斯(抗体的叶子。

数据复制是指± SE的四个。

图2。

控制效果荧光的叶绿素高温度对叶片和叶多相上升NaCl处理用200 mmol / L的。

曲线是:(一)控制的叶子,(二)盐处理过的叶片,(三)暗15分钟盐处理过的叶片℃)中暴露无遗,到44高温(,(d)控制叶片暴露在高温(44 ° C)在15分钟暗。

图3。

(a)温度Fm)的响应曲线PSII的最大光化学效率(Fv /和)比FK的/ FJ(B)在控制叶片(*和叶治疗200mmol / L氯化钠(*)。

不同级别的热处理温度升高强加在树叶上持续时间为15分钟的黑暗在每个。

数据复制± SE的平均五的。

图2箭头指示那里的痕迹进行了测量。

图4。

激发能量中心的温度响应曲线光化学猝灭(qP,一个),效率捕获开放PSII反应效率(Fv'/ Fm的',乙),量子)产量PSⅡ的电子传递(之ΦPSII,C和非叶绿素荧光光化学猝灭控制叶片(*)系数(NPQ,D)在治疗和叶用200 mmol / L氯化钠(*)。

相关文档
最新文档