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盐胁迫对螺旋藻光合作用影响的研究

作　者: 龚红梅
导　师: 卢从明
学　校: 中国科学院研究生院（植物研究所）
专　业: 植物学
关键词: PSII TL S态 Western杂交盐胁迫光合作用螺旋藻叶绿素荧光可变荧光衰减
分类号: Q945.78
类　型: 博士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

盐胁迫是限制高等植物和藻类生长和产量的主要环境因子之一。PSII对环境胁迫的响应被认为是光合作用适应逆境过程中最重要的一个环节。尽管盐胁迫对PSII的影响已进行了大量的研究,但有关盐胁迫对PSII作用方式和位点的研究仍存在着争议。我们主要研究了盐胁迫对螺旋藻PSII结构和功能的影响,以探讨盐胁迫对PSII的作用方式和位点以及该藻细胞PSII对盐胁迫的适应机理。主要研究结果如下:1.用0、0.2、0.4、0.6、0.8M NaCl处理螺旋藻细胞12小时。随盐浓度的增加,螺旋藻细胞的Chla、carotenoid、PC、APC及蛋白含量均呈下降趋势,说明盐胁迫抑制了上述色素及蛋白的合成或加速了它们的降解,从而影响了螺旋藻的光合作用。2.随盐浓度的增加,螺旋藻细胞光合放氧活性和PS II电子传递活性显著降低,表明盐胁迫引起藻细胞PS II活性的下降。3.通过放氧活性、热致发光(TL)、多相荧光瞬态上升动力学曲线的测定以及Western杂交,来探讨盐胁迫对螺旋藻细胞PS II供体侧电子传递及OEC33蛋白含量的影响。结果显示:随盐浓度的增加,螺旋藻细胞光合放氧活性和PS II电子传递活性下降;TL B-band和Q-band强度降低,在0-0.6M NaCl下,B-band的周期性振荡清楚,最大值出现在第二次和第六次闪光,而在0.8M NaCl时,S态振荡基本上消失,S态氧化还原循环受阻;Fm, J、I和P相荧光水平降低。以上结果都表明盐胁迫使PS II的放氧侧受损伤。且随盐浓度的增加,盐分引起螺旋藻细胞外周蛋白OEC33的降解,在蓝藻中首次提出放氧机构的S态循环受阻,放氧活性降低。4.通过OJIP曲线的测定以及JIP-test、闪光诱导的可变荧光衰减动力学、热致发光(TL)的分析,我们研究了盐胁迫对螺旋藻细胞PS II受体侧的影响。结果显示: JIP-test的参数Ψo和φEo随盐浓度的增加而下降,显示QA-到QB电子传递受阻;可变荧光衰减动力学快相组分半衰期延长,所占总可变荧光百分比下降,表明QA-到QB电子转移变慢,中相组分半衰期延长、所占百分比下降,说明空的QB位点对PQ的结合减慢,有可能PQ分子对QB位点的结合能力下降;TL B-band和Q-band的峰温度出现了位移,可能QA、QB的氧化还原电势发生了改变。以上结果表明,盐胁迫伤害了PSII受体侧的电子

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-13
缩写词  13-16
第一章研究背景（综述）  16-36
  1.1 引言  16-17
  1.2 蓝藻的光合作用  17-23
    1.2.1 蓝藻的PS II  18-21
    1.2.2 蓝藻的主要捕光天线藻胆体  21-23
  1.3 盐胁迫对藻类光合作用的影响  23-27
    1.3.1 盐胁迫对光合色素的影响  23
    1.3.2 盐胁迫对PSII功能的影响  23-25
    1.3.3 盐胁迫对PSⅠ电子传递活性的影响  25
    1.3.4 盐胁迫对类囊体膜多肽组分的影响  25-26
    1.3.5 盐胁迫与其它胁迫因子对光合作用的协同影响  26-27
  1.4 蓝藻的耐盐机理  27
    1.4.1 渗透调节物质的积累  27
    1.4.2 阻止细胞内Na+的积累  27
    1.4.3 代谢调节  27
  1.5 螺旋藻研究概况  27-30
    1.5.1 螺旋藻简介  27-28
    1.5.2 盐胁迫对螺旋藻光合作用的影响  28-30
  1.6 叶绿素荧光及热致发光  30-34
    1.6.1 叶绿素荧光  30-31
    1.6.2 热致发光  31-34
  1.7 本研究的目的和意义  34-36
第二章材料与方法  36-42
  2.1 实验材料  36
  2.2 实验处理  36
  2.3 测定方法  36-42
    2.3.1 色素及蛋白含量的测定  36
    2.3.2 光合放氧活性及电子传递活性的测定  36-37
    2.3.3 PSII 最大光化学效率、多相叶绿素荧光上升的测定及JIP test  37-38
    2.3.4 低温荧光光谱的测定和Gaussian 解析  38-39
    2.3.5 热致发光的测定  39
    2.3.6 叶绿素荧光衰减的测定  39
    2.3.7 螺旋藻类囊体膜的提取及SDS-PAGE分析  39-40
    2.3.8 Western杂交  40-42
第三章结果与分析  42-79
  3.1 盐处理对光合色素及蛋白含量的影响  42-46
    3.1.1 盐处理对叶绿素含量的影响  42
    3.1.2 盐处理对类胡萝卜素含量的影响  42-43
    3.1.3 盐处理对PC和APC含量的影响  43-45
    3.1.4 盐处理对Car/Chla、PC/Chla、APC/Chla 比值的影响  45
    3.1.5 盐处理对蛋白含量的影响  45-46
  3.2 盐处理对荧光动力学参数的影响  46-48
  3.3 盐处理对光合放氧及电子传递活性的影响  48-52
    3.3.1 盐处理对光合放氧及PS II 电子传递活性的影响  48-50
    3.3.2 盐处理对全链电子传递活性的影响  50
    3.3.3 盐处理下Fv/Fm 和 PSⅡ电子传递活性的比较  50-52
  3.4 盐处理对热致发光的影响  52-61
    3.4.1 盐处理对热致发光B带的影响  53-55
    3.4.2 盐处理对热致发光 Q band 的影响  55-56
    3.4.3 盐处理对 B -band S 态振荡的影响  56-61
  3.5 盐处理对OJIP多相荧光瞬态上升动力学的影响及JIP test  61-67
    3.5.1 盐处理对 OJIP 多相荧光瞬态上升动力学的影响  61
    3.5.2 盐处理对 JIP 参数的影响  61-67
  3.6 盐处理对荧光衰减动力学的影响  67-72
  3.7 盐处理对螺旋藻细胞 77K 低温荧光光谱的影响  72-78
  3.8 螺旋藻类囊体膜 D1、OEC33、CP43 和 CP47 蛋白的 Western 杂交  78-79
第四章讨论  79-90
结论  90-92
参考文献  92-106
致谢  106-108
个人简历  108

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