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【科研動(dòng)態(tài)】第二篇“同步測(cè)量氣體交換-P700-葉綠素?zé)晒狻钡奈恼?/h1>
更新日期:2011-11-01   |  點(diǎn)擊率:1038

植物體內(nèi)“電信號(hào)”的產(chǎn)生,一直被認(rèn)為是一種植物對(duì)外界環(huán)境脅迫的響應(yīng)機(jī)制,與大量的植物生理生化反應(yīng)有著十分密切的關(guān)系,比如含羞草葉片運(yùn)動(dòng)、pin2基因表達(dá)、總蛋白合成抑制、乙烯合成、脫落酸和茉莉酮酸合成、根系磷酸鹽同化變化、韌皮部運(yùn)輸能力下降、篩管分子卸載、植物非特異抗性增加等等。近年來(lái),研究植物“電信號(hào)”與光合作用的關(guān)系逐漸成為關(guān)注的焦點(diǎn),其中以AP(動(dòng)作電位)和VP(電位變化)研究的zui多,但多數(shù)情況下都是各執(zhí)一詞沒(méi)有定論。

 

日前,俄羅斯科學(xué)家采用德國(guó)WALZ公司研發(fā)的便攜式光合-熒光測(cè)量系統(tǒng)GFS-3000雙通道PAM-100測(cè)量系統(tǒng)Dual-PAM-100,利用“氣體交換-P700-葉綠素?zé)晒馔綔y(cè)量技術(shù)”,利用經(jīng)典的“灼燒葉片法”刺激植物產(chǎn)生“電信號(hào)”,再輔以低CO2濃度和低光照等處理?xiàng)l件,同步測(cè)量天竺葵氣體交換、葉綠素?zé)晒猓≒SII)和P700(PSI)相關(guān)參數(shù),全面分析了天竺葵光合作用對(duì)VP的響應(yīng)。(Sukhov V et al., Analysis of the photosynthetic response induced by variation potential in geranium. Planta, 2011, in press)

 

結(jié)果發(fā)現(xiàn),正常條件下VP引起天竺葵光合作用降低,主要表現(xiàn)為PSI和PSII實(shí)際量子產(chǎn)量(φPSI、φPSII)、CO2同化速率(A)、氣孔導(dǎo)度(GH2O)均顯著下降,并且光反應(yīng)階段的大量參數(shù)(φPSI、φPSII、qP、qN、Y(ND))變化與暗反應(yīng)CO2同化速率(A)密切相關(guān),這與低濃度CO2以及無(wú)光照條件下相似,表明開(kāi)爾文循環(huán)鈍化對(duì)于植物“電信號(hào)”誘導(dǎo)的光合響應(yīng)具有重要作用。然而,由于VP引起的PSI受體側(cè)電子傳遞的降低與暗反應(yīng)CO2同化速率(A)無(wú)明顯相關(guān)性,且不依賴(lài)于外界CO2濃度和光強(qiáng)的影響。因此,推測(cè)天竺葵中VP引起的光反應(yīng)鈍化存在兩條不同的途徑,即強(qiáng)烈依賴(lài)于暗反應(yīng)鈍化和不依賴(lài)于暗反應(yīng)鈍化途徑。

 

該文是繼日本學(xué)者發(fā)表了*篇同步測(cè)量氣體交換-P700-葉綠素?zé)晒獾奈恼?/a>(Yamori W, Sakata N, Suzuki Y, Shikanai T, Makino A: Cyclic electron flow around photosystem I via chloroplast NAD(P)H dehydrogenase (NDH) complex performs a significant physiological role during photosynthesis and plant growth at low temperature in rice. The Plant Journal, 2011: in press.)之后,科研界發(fā)表的第二篇同步測(cè)量氣體交換-P700-葉綠素?zé)晒獾奈恼隆?/font>

 

圖1 天竺葵受刺激部位、電勢(shì)測(cè)定部位和熒光參數(shù)測(cè)定部位。E1和E2分別為*與第二電極,ER為參比電極,E1和E2之間的距離大約為8cm,通過(guò)灼燒葉片尖部(3cm2面積,3-4s)刺激植物。

圖2 電勢(shì)、CO2同化速率(A)、氣孔導(dǎo)度(GH2O)、PSI和PSII的量子產(chǎn)量(φPSI、φPSII)變化。a電信號(hào)傳播至葉片(n=8);b電信號(hào)沒(méi)有傳播至葉片(n=2)。

圖3 不同條件下,VP誘導(dǎo)的CO2同化速率(A)、氣孔導(dǎo)度(GH2O)以及光反應(yīng)階段參數(shù)(φPSI、φND、φNA、φPSII、qN、qP)變化。a對(duì)照條件下(光照強(qiáng)度100μmol m-2s-1,外界CO2濃度360μl l-1);b無(wú)光照條件下;c低CO2濃度(15μl l-1),Ci為胞間CO2濃度。

圖4 CO2同化速率(A)變化。a氣孔導(dǎo)度;b光反應(yīng)參數(shù);cVP與低濃度CO2誘導(dǎo)。

圖5 VC條件下,CO2同化速率(A)與光反應(yīng)階段參數(shù)的相互關(guān)系。

 

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