銀杏葉片衰老過程中葉綠體功能及PSⅡ熒光動力學(xué)特性變化的研究.pdf

1、1.實驗?zāi)康?br>　　 研究銀杏葉片衰老過程中葉綠體及PSⅡ結(jié)構(gòu)和功能的變化情況,以期在生理水平上初步揭示PSⅡ功能衰退的機理,期望對PSⅡ功能衰退和葉片衰老之間關(guān)系的研究提供理論支持。
　　 2.實驗方法
　　 采用無損傷的葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)動力學(xué)分析技術(shù),結(jié)合植物光合生理測定方法,對衰老過程中的銀杏葉片進行連續(xù)測定,運用相關(guān)軟件對數(shù)據(jù)進行分析。
　　 3.實驗內(nèi)容
　　 3.1測定葉片衰老過程中凈光合

2、速率、葉片葉綠素含量、類囊體膜室溫?zé)晒獍l(fā)射光譜和葉綠素?zé)晒鈪?shù)的變化,系統(tǒng)地分析葉片衰老過程中PSⅡ結(jié)構(gòu)和功能的變化情況。
　　 3.2測定不同濃度過氧化氫(H2O2)處理后葉片活性氧清除物質(zhì)的活性和含量、電子傳遞鏈活性和熒光參數(shù)的變化,分析H2O2對葉綠體和PSⅡ的影響。
　　 3.3測定葉片衰老過程中葉綠體光能轉(zhuǎn)化特性、放氧活性和類囊體膜多肽組分的變化,了解葉片衰老過程中葉綠體功能變化情況。
　　 4.實驗結(jié)

3、果
　　 4.1銀杏葉片凈光合速率和葉綠素含量在8月達到最大值,之后均隨葉片衰老而下降,兩者呈顯著正相關(guān)。類囊體膜室溫?zé)晒獍l(fā)射光譜顯示PSⅡ天線色素含量變化與凈光合速率和葉綠素含量變化一致,但PSⅡ中心色素結(jié)構(gòu)在葉片衰老前期變化不大,11月迅速被破壞。PSⅡ活性反應(yīng)中心比反應(yīng)中心更敏感,在葉片衰老過程中活性反應(yīng)中心更容易被破壞。葉片衰老時單位反應(yīng)中心承擔(dān)了更多的電子傳遞任務(wù),但是PSⅡ受體側(cè)電子傳遞能力下降,導(dǎo)致PSⅡ功能下降,

4、PSⅡ中心色素結(jié)構(gòu)瓦解于衰老的最后階段(11月)。
　　 4.2 CAT活性與H2O2處理濃度之間呈現(xiàn)顯著正相關(guān),低濃度H2O2能夠提高葉片中SOD和POD活性,30％的高濃度H2O2會使SOD和POD活性下降,高濃度H2O2(30％)還會引起O2-和MDA含量增加。H2O2處理濃度增加還會引起電子傳遞活性(PSⅠ、PSⅡ和全電子鏈)下降,其中PSⅡ電子傳遞活性受影響較大。H2O2處理導(dǎo)致PSⅡ活性反應(yīng)中心數(shù)目先增加后減少,這也

5、證明PSⅡ活性反應(yīng)中心具有反應(yīng)靈敏的特點。H2O2處理使PSⅡ供體側(cè)和受體側(cè)電子傳遞活性都下降,其中受體側(cè)電子傳遞活性下降更加迅速。
　　 4.3葉片衰老過程中葉綠體光能轉(zhuǎn)化特性(光合磷酸化活性、ATP含量、Ca2+-ATPase活力和Mg2+-ATPase活力)與凈光合速率和葉綠素含量的變化趨勢基本一致,光合磷酸化活性的下降相對較早:葉綠體放氧活性在8月20日達到最大值,隨后迅速下降;類囊體膜多肽組分在11月之前變化不大,11

6、月大部分多肽組分降解。
　　 5.討論
　　 銀杏葉片葉綠體功能和PSⅡ活性在8月達到最大值,此后伴隨葉片的衰老,凈光合速率、葉綠素含量、葉綠體光能轉(zhuǎn)化特性和放氧活性等主要生理指標持續(xù)降低。在葉片衰老過程中,PSⅡ反應(yīng)中心結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定,天線色素首先受到破壞,使得PSⅡ聚光能力下降,導(dǎo)致有活性的反應(yīng)中心數(shù)目減少,為了保持電子傳遞的正常進行,PSⅡ單位反應(yīng)中心的效率增加,但是PSⅡ受體側(cè)接收電子能力下降,最終導(dǎo)致PSⅡ功能的

7、衰退。研究表明,H2O2在PSⅡ天線色素被破壞和受體側(cè)接收電子能力下降的過程中具有重要的作用。使用不同濃度H2O2處理銀杏葉片后,CAT活性迅速增強,PSⅡ電子傳遞活性不斷降低,PSⅡ活性反應(yīng)中心數(shù)目出現(xiàn)一個先升后降的變化過程,這說明植物葉片受到H2O2脅迫時首先通過提高細胞生理活性來減輕這種脅迫帶來的傷害,當(dāng)H2O2濃度超過細胞活性氧清除能力時,PSⅡ活性反應(yīng)中心就會受到破壞,導(dǎo)致活性反應(yīng)中心數(shù)目下降。熒光誘導(dǎo)動力學(xué)曲線變化說明PSⅡ