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盐胁迫对螺旋藻光合作用影响的研究

龚红梅  
【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


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